燃煤机组脱硝性能试验中SO3的测定采样方法的比较

本文介绍了物理吸附法与化学吸收法对选择性催化还原（SCR）脱硝系统烟气中的SO3采样过程。着重对两种方法的原理和实际测试中应注意的问题进行说明，并且对两种方法优缺点进行阐述。

煤排放的NOX是引起酸雨污染物之一，“十二五”期间，氮氧化物的减排成为环保工作的焦点。环保部在2013年9月公布，2012年250台9670万千瓦火电机组建设脱硝装置，脱硝机组装机容量达到2.26亿千瓦，占火电装机容量比例从2011年的16.9%提高到27.6%。《火电厂大气排放标准》（2011）规定2014年7月1日，现有的火力发电锅炉NOX排放浓度都执行新的标准。标准的实施将促使这一比例大幅提高。SCR（选择性催化氧化）以其成熟的技术工艺和稳定的脱硝效率，在国内新建脱硝及脱硝改造电厂中得到了广泛的应用。在SCR系统中，催化剂会将一小部分以SO2转化为SO3。根据催化剂的形式，脱硝要求和运行温度的不同，这个转化率一般会低于0.5%/层。如果SO2的氧化率太高，空预器部分就会由于H2SO4和NH4HSO4的形成而产生腐蚀和堵塞。因此烟气中SO2转化SO3的问题，正逐渐引起行业的重视。

1、SO2/SO3转化率重要性

SCR的催化剂以担载在TiO2上的钒、钨类催化剂为主,烟气脱硝温度区间为300℃~400℃，烟气中的NH3和NO与SO2在催化剂表面竞争吸附，NH3和NO生成N2和H2O，SO2被氧化生成SO3，SO2/SO3转化率越高，催化剂活性越好，所需要的催化剂量越少，但高含尘布置的脱硝反应器如果产生过高的SO2/SO3转化率，部分SO3以硫酸盐的形式覆盖在催化剂表面，使催化剂失活，部分SO3与未反应的NH3生成硫酸铵或硫酸氢铵，腐蚀烟道、空气预热器乃至电除尘器。因此《燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范》把SO2/SO3转化率做为应做的性能指标，作为SCR烟气脱硝选用催化剂、催化剂失活时需要考虑的关键指标之一。

2、SO3采样方法

SO3化学性质活泼,极易被烟道壁面吸附或与烟气中的水蒸气结合生成酸雾，给仪器标定和定量测量带来了很大的难度，迄今为止，烟气中SO3定量测量一直是个难题，非在线测量SO3通常采用化学吸收或物理吸附的方法。

2.1物理吸附法

《燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范》（DL/T260）中推荐SO3的测定执行DL/T998，该标准中SO3采样利用了控制冷凝技术，使SO3和SO2分离，从而消除了潜在的SO2干扰。然后使用NaOH溶液滴定。

按图一所示，连接好管路。将采样枪插入烟道，SO3蛇形吸收管内水温不宜低于60℃，充分预热采样枪，然后开启真空泵，调节抽气速率为5~6L/min，保持抽气时间60分钟，准确记录抽气时间和标准状态下，干基的抽气体积。试验取完后，移开SO3蛇形吸收管，用80mL洗液冲洗，定容于100mL容量瓶中，再用NaOH标准溶液滴定。

2.1.1物理吸附的原理分析

SO3性质活泼，只有在温度较高时才可能稳定存在，烟气脱硝反应主要发生在300℃~400℃，反应气体流经催化剂床后，小量SO2被氧化成SO3，在后续的低温管段，由于反应气体中含有微量的水分，部分SO3会与之反应，生成H2SO4吸附在后续管路的蛇形吸收管的壁面上。为了保证吸附的效果，以确保采到SO3足够的量。该标准对影响吸附的参数烟气温度、吸收管内的水温、烟气的速率、烟气的流量做了明确的规定。