明晟環(huán)保氨法脫硫：燃煤煙氣中SO3的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化及其抑制對策探討
1SO3在鍋爐系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化途徑
對于燃煤鍋爐，SO3的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化受到多個系統(tǒng)的影響，包括爐膛、SCR系統(tǒng)、空氣預(yù)熱器、靜電除塵器、FGD系統(tǒng)等，對于煙囪入口的SO3排放濃度，必須考慮每個環(huán)節(jié)產(chǎn)生和消除的SO3，并進行綜合估算后得到。
1.1鍋爐爐膛
煤中的硫在爐膛內(nèi)燃燒會生成SO2，SO2進一步與原子態(tài)氧(O)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3，同時在鍋爐管壁積灰的催化作用下，SO2與O2反應(yīng)生成SO3，轉(zhuǎn)化效率與煤中硫分、煙氣溫度、過剩空氣量、管壁積灰的成分等因素有關(guān)，反應(yīng)主要發(fā)生在輻射受熱段和對流段，轉(zhuǎn)化率大約在1%～2%。
1.2SCR系統(tǒng)
SCR中系統(tǒng)中使用的是釩基催化劑，能將SO2催化氧化為SO3，轉(zhuǎn)換率取決于V2O5含量、催化劑壁厚、催化劑形態(tài)和煙氣溫度等，對于SCR系統(tǒng)，佳反應(yīng)溫度為300～400℃，溫度越高，催化劑中V2O5的擔(dān)載量越大，SO3的轉(zhuǎn)化效率也越高。SCR系統(tǒng)中SO3轉(zhuǎn)化率大約為0.5%～1.5%。
1.3空氣預(yù)熱器
空預(yù)器冷端傳熱元件上SO3經(jīng)常發(fā)生酸凝結(jié)，硫酸蒸汽易凝結(jié)在空預(yù)器表面粘附的飛灰顆粒上被收集，同時SCR系統(tǒng)中泄露的NH3也可能在此與SO3反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為粘性固體硫酸氫銨(ABS)而被去除。SO3減少量取決于煙氣溫度、空預(yù)器類型等，煙氣的冷卻速度越快，空預(yù)器出口的煙溫越低，SO3的減少量越大，而回轉(zhuǎn)式空預(yù)器中SO3減少量要高于管式空預(yù)器。通常空預(yù)器對SO3的脫除率大約為10%～15%。
1.4靜電除塵器
從空預(yù)器排出的飛灰上凝結(jié)的硫酸將會和飛灰一起被靜電除塵器脫除，SO3的脫除率取決于煙氣溫度和飛灰成分，通常靜電除塵器對SO3的脫除率大約為10%～15%。
1.5FGD系統(tǒng)
FGD系統(tǒng)也附帶有SO3的脫除效應(yīng)，但由于脫硫漿液對SO2的吸收速率大于SO3的吸收速率，而煙氣在吸收塔內(nèi)的停留時間較短，同時硫酸蒸汽在吸收塔內(nèi)冷凝成非常細(xì)的硫酸氣溶膠，吸收塔對硫酸氣溶膠的脫除效果不佳，SO3的脫除效率通常為30%～40%，這也與試驗測試數(shù)據(jù)相吻合。
假定某電廠燃煤含硫量為2%，則煙氣中SO2的濃度大約為1600ppm，
設(shè)置SCR系統(tǒng)后SO3的排放濃度比未設(shè)置SCR時增加了一倍，SO3的排放濃度主要取決于煤的含硫量以及SCR系統(tǒng)對SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化率。了解了SO3在鍋爐系統(tǒng)的源與匯，在工程上可以大致估算出煙囪入口SO3的排放濃度。
2抑制SO3生成和排放的措施
SO3的存在會給鍋爐系統(tǒng)及煙囪排煙造成眾多不利影響，如果能有效脫除煙氣中SO3，不僅能減少由于硫酸氣溶膠排放對健康、環(huán)境造成的影響，而且能提高電廠的效率和經(jīng)濟性。同時，由于SO3會降低飛灰對Hg的吸收能力，在系統(tǒng)增加脫Hg裝置后，降低SO3的含量可以提高Hg的脫除效率和活性炭的攜帶能力。
下面為目前值得考慮的抑制SO3生成和排放的幾個方向。
2.1吸收劑噴射吸收脫除SO3技術(shù)
在SCR下游采用吸收劑噴射技術(shù)，向空預(yù)器進口或者出口煙道內(nèi)噴射消石灰、*、亞硫酸氫鈉、倍半碳酸鈉等堿性物質(zhì)，與SO3發(fā)生選擇性反應(yīng)從而脫除SO3，脫除效率主要來自兩個反應(yīng)機理：快速的液相反應(yīng)和由于產(chǎn)生了高比表面積的固體微粒，使得可能與SO3發(fā)生快速的氣固反應(yīng)。該技術(shù)對SO3的脫除較為*，脫除效率可達90%以上，可以將SO3脫除到很低的濃度(<3ppm)，得到zui大的效益。
近年來商業(yè)化的SO3脫除技術(shù) SBS噴入技術(shù)，采用亞硫酸氫鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、固體亞硫酸鈉、固體碳酸鈉以及含有亞硫酸鈉/亞硫酸氫鈉的濕法FGD副產(chǎn)物等作為吸收劑。目前SBS噴入技術(shù)已在美國12臺機組上得到應(yīng)用，總裝機容量超過8500MW，SO3設(shè)計入口濃度范圍為42～110ppm，SO3脫除效率在90%～98%之間。此項技術(shù)可以大幅降低SO3的排放濃度，但基建和運行費用較高，同時吸收劑噴射與霧化技術(shù)還需進一步改進。
2.2低SO2氧化率脫硝催化劑的開發(fā)
SCR系統(tǒng)中SO3的轉(zhuǎn)化對SO3排放濃度貢獻*，開發(fā)低氧化率催化劑可以有效地減少SO3的生成，低SO3氧化率催化劑的一個重要指標(biāo)為KNOx/KSOx，提高KNOx/KSOx比可在保證高脫硝活性的同時，將SO2氧化率控制在合理范圍內(nèi)，通過調(diào)整催化劑配方、催化劑壁厚孔結(jié)構(gòu)等來開發(fā)低SO2氧化率催化劑。
根據(jù)不同煙氣成分，選擇催化劑中合適的V2O5含量，使得催化劑具有較大的脫硝活性，同時SO2氧化率較低，催化劑中添加WO3和MoO3等助催化劑成分也會改善SO2的氧化活性;SO2氧化發(fā)生在所有催化劑壁厚內(nèi)，而NOx的氧化主要發(fā)生在催化劑壁面，采取有效方式降低壁厚同時保證催化劑的機械強度和耐磨飛灰磨損性，可以降低SO2氧化率;平板式催化劑使用不銹鋼篩網(wǎng)板作為支撐，可以減少催化劑活性成分的使用，緩解催化劑的SO2氧化性能，同時在高灰條件下*保持活性，在低SO2轉(zhuǎn)化率方面具有天生優(yōu)勢。
2.3干法脫硫技術(shù)
干法脫硫技術(shù)主要有三類：噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣法和循環(huán)流化床煙氣脫硫法。由于干法脫硫技術(shù)中SO3直接與堿性吸收劑反應(yīng)，SO3的脫除效率很高，一般可達到90%以上，脫硫后煙氣的酸點大大降低，一般在60℃以下，未脫除的SO3不會生成硫酸氣溶膠，在煙囪排煙出也不可能出現(xiàn)藍煙現(xiàn)象。同時排煙溫度高于煙氣水露點溫度，因此也不會產(chǎn)生由水蒸氣形成的白色煙羽，對煙道和煙囪不會產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，干法脫硫技術(shù)對解決SO3造成的問題效果明顯，但其脫硫效率較濕法低，因此需要針對不同脫硫項目的具體情況，選擇、能滿足環(huán)保要求的方案。
明晟環(huán)保氨法脫硫技術(shù)以化工的理念解決環(huán)保問題,運用世界*的氨法脫硫核心技術(shù)真正解決氣溶膠與氨逃逸的技術(shù)性難題，真正達到超低排放，實現(xiàn)變廢為寶的目的。
