电站锅炉烟气中SO3的脱除技术.docx

电站锅炉烟气中SO3的脱除技术锅炉烟气中的SO3对周围环境及下游设备危害较大采用低低温电除尘器加湿式电除尘器技术能基本脱除烟气中的SO3能达到环保要求。1引言锅炉排放烟气中的SO3不但会影响机组的安全运转和效率还会对周围大气环境造成污染。目前火电厂烟囱出口经常出现冒“蓝烟”现象（对于燃烧高硫煤和安装选择性催化还原脱硝装置SCR的锅炉这种现象极为明显）主要是由烟气中SO3产生的酸性气溶胶造成的。气溶胶是由于烟气中的SO3与烟气中的水分反应生成的气溶胶状态的硫酸液滴能影响大气能见度是造成雾霾天气的“元凶”之一。2SO3的脱除技术如何抑制SO3的产生和脱除烟气中的SO3将会成为以后烟气治理中的一个重要课题。目前世界上烟气治理技术中出现了多种新技术其中采用低低温电除尘器技术和湿式电除尘技术是脱除SO3的比较先进的技术并经电厂运转实践证明是比较有效的技术。2.1低低温电除尘器技术低低温电除尘技术是将电除尘器入口烟气温度降低至酸露点温度以下气态SO3转化为液态的硫酸雾黏附在飞灰上并被碱性物质中和大幅降低飞灰的比电阻从而大幅度提高除尘效率同时去除烟气中大部分的SO3。a.低低温电除尘脱除SO3的原理在电除尘器进口烟道设置低温省煤器以降低电除尘器入口烟气温度至酸露点温度以下（一般在90℃左右）这样烟气通过低温省煤器时随着烟气温度的降低烟气中大部分的SO3冷凝形成硫酸雾；而此处烟气含尘浓度高一般为15～25g/m3或更高粉尘粒径仅有20μm左右比表面积可达2700~3500cm2/g因而总表面积特别大SO3容易粘附在飞灰表面并被碱性物质中和飞灰特性得到特别大改善比电阻大大降低从而大幅提高除尘效率。同时烟气中的SO3也随飞灰被低低温除尘器脱除。B.低低温除尘器大幅降低了飞灰的比电阻从而提高了除尘效率因为飞灰是一种松散颗粒的聚合体飞灰的电阻率是指单位面积单位厚度的飞灰的电阻称作比电阻它是衡量飞灰导电性能的重要指标。飞灰的导电过程可以看作是电流沿尘粒内部和尘粒表面两条路径经过粉尘层也就是飞灰的比电阻是体积比电阻和表面比电阻的并联电阻。电除尘器烟气温度对飞灰比电阻影响特别大采用低低温电除尘器时烟气温度较低在烟气酸露点以下SO3以液态形式被吸附在飞灰表面飞灰导电以表面导电为主此时表面比电阻大为降低飞灰很容易被电除尘捕捉而除去从而烟气中的SO3也随之被除去。c.低低温电除尘的布置形式目前燃煤电厂的低低温电除尘系统典型布置方式主要有两种：一种在电除尘器前布置低温省煤器将热量回收至机组凝结水这种方式具备节能的效果是目前国内采用的主要工艺路线。一种在电除尘器前布置MGGH将烟气温度降低同时将烟气中回收的热量传送至湿法脱硫系统后的再加热器提高烟囱烟气温度该工艺路线在日本应用非常广泛。d.烟气中SO3的脱除效率SO3的脱除效率与烟气中的灰硫比有关所谓灰硫比CD/S是指飞灰浓度(mg/m3)与SO3浓度(mg/m3)之比：CD/S=式中：CD/S——灰硫比值；CD——烟气冷却器入口粉尘浓度mg/m3；CSO3——烟气冷却器入口SO3浓度mg/m3；因为电除尘器入口含尘浓度越高粉尘总表面积越大硫酸雾更容易凝结附着在飞灰表面通常情况下SO3的去除率通常可达90%以上。研究发现当灰硫比大于100时烟气中SO3去除率最高可达到95%以上SO3质量浓度将低于3.57mg/m3。e.低温腐蚀问题由于烟气温度被降低至90℃左右低于酸露点使烟气中的大部分SO3在换热器中冷凝形成具备腐蚀性的硫酸雾。关于烟气温度低于酸露点温度是否引起低温腐蚀问题研究结果显示合适的ESP入口粉尘浓度可以保证SO3凝聚在粉尘表面不会发生设备腐蚀。这是由于除尘器进口的烟气中飞灰浓度很高、表面积特别大这为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件另外灰中的碱性氧化物也会和SO3反应烟气中的SO3大部分被除去了（灰硫比(D/S)>100时去除率可达到95%以上）烟气中SO3含量的大幅减少烟气酸露点温度也大幅降低这都会减少烟气对管壁的腐蚀。三菱重工的研究结果显示当灰硫比大于10时腐蚀率几乎为零三菱重工已交付的火电厂的低低温电除尘器灰硫比一般远大于100都没有低温腐蚀问题。低低温电除尘器目前多应用于低硫煤。在IHI(石川岛播磨)的业绩中对应的煤种含硫量最高为1.17%。美国应用的低低温电除尘器中有电除尘器入口SO3气体浓度为51.5mg/Nm3的报道。日本日立在实验室完成了SO3气体浓度为143mg/Nm3降温后SO3气体浓度为0.286mg/Nm3的试验。由于燃煤含硫量越高烟气中的SO3浓度越高其对应的酸露点温度就越高发生腐蚀的风险会增加。低低温电除尘器对高硫煤的腐蚀情况还有待进一步研究。采用低低温电除尘器灰硫比(D/S)推荐值：烟气灰硫比(D/S)宜大于100。对于高硫、低灰煤种如灰硫比（D/S）