湿式电除尘对PM2.5 SO3酸雾脱除特性的试验研究

图1燃煤试验系统示意图

额定烟气量为350m3/h，缓冲罐内安装搅拌风扇和电加热管，用于保证烟尘浓度分布基本稳定及调节烟气温度.烟气由干式电除尘器脱除大部分粗颗粒物后进入脱硫塔.脱硫塔后设有烟气余热回收装置，可以通过改变冷却介质的流量来改变湿式电除尘器进口烟温.

脱硫塔采用三级喷淋，塔顶设有除雾器.脱硫塔后设湿式电除尘器，管式结构，烟气下进上出.湿式电除尘器为单室单电场结构，阳极板为正六边形结构，极板间距为360mm，高度为3000mm，材质为导电玻璃钢，阴极线采用铅锑合金，下有重锤固定.顶部绝缘瓷套采用加热管并伴有热风吹扫.

高压电源(泰思曼TRC2020型)可以提供1～150kV二次电压输出.本装置工作断面流速为1.1m/s，烟气停留时间2.5s，运行电压40～60kV，阳极板冲洗采用间歇冲洗，水压为0.3MPa，设计除尘效率不低于85%.SO3发生装置如图2所示，该装置利用SO2高温催化氧化产生SO3气体.

图2SO3发生装置

由SO2钢瓶气提供SO2，通过质量流量计和转子流量计分别精确控制SO2和空气的流量，从而精确控制SO3的生成量.反应炉前端配有电加热器，用于对大流量的反应物进行预热处理.反应炉为三段式加热结构，催化剂采用S101型钒触媒.反应炉前后均采用保温带进行保温.SO3发生装置的SO2氧化率可达90%以上.生成的SO3气体在脱硫塔前加入烟气，在脱硫塔的高湿环境下，气态SO3与水蒸气结合形成H2SO4蒸汽并同时被冷凝成SO3酸雾.

1.2采样分析方法

在湿式电除尘器的进出口布置采样点.采用PM2.5/10采样器采集脱硫净烟气颗粒物，然后进行SEM，XRD分析，采样时长为3h，并设置平行样，对采样器加热并将温度保持在120℃.采用电称低压冲击器(ELPI)实时在线测量细颗粒物浓度与粒径分布，测量粒径范围为0.023～9.314μm;启动真空泵，烟气依次进入采样枪、伴热管线、旋风分离器，并由旋风分离器脱除直径大于10μm的颗粒，然后与经净化的高温稀释气混合后进入ELPI;

对每个工况设置平行样但采样时间不固定，伴热管线温度设置在150℃.SO3酸雾的采样依据《固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法》(HJ544—2009)，采用控制冷凝法采集，采样时长为1h，并设置平行样.抽气泵采用WJ60B全自动烟尘采样器并配合皮托管烟尘采样枪，采用等速采样方法.采用由美国Dionex公司生产的ICS2100型离子色谱仪分析样品中SO2-4含量，再换算为SO3浓度.

2结果与讨论

2.1湿式电除尘器进口颗粒物物化特性

为了便于探究湿式电除尘器进口颗粒物物性特征，对脱硫净烟气中颗粒物进行了物相分析，结果如图3所示.

图3脱硫净烟气颗粒物物相分析

由图3(a)可见，脱硫净烟气中颗粒物从形貌上主要分为较大的固体晶粒和较小的飞灰颗粒2种.较大的固体晶粒形状不规则，呈现板状、柱状和其他不规则形状，平均粒径在1μm以上;较小的飞灰颗粒多为球形，平均粒径在1μm以下，在数量上远远大于前者.

由图3(b)可见，脱硫净烟气中颗粒物主要成分有CaSO4˙0.5H2O，CaSO4˙2H2O，Al6Si2O13，SiO2等物相，即颗粒物主要成分为CaSO4和飞灰.其中，CaSO4主要来自于脱硫浆液中原始石膏和浆液中CaCO3与SO2反应产物.

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