大型燃煤機組中堿性吸附劑脫除SO3技術(shù)的應(yīng)用

曾楊 熊健 楊平

摘 要：近幾年，隨著人們對環(huán)境重視程度的不斷提升，人們加強了對大型燃煤機組運行的分析，因為大型燃煤機組在運行過程中會生產(chǎn)大量的SO3，如果不采取合理的措施對SO3進行處理，將會對環(huán)境造成較為嚴重的危害。堿性吸附劑脫除SO3技術(shù)是去除SO3的一項理想技術(shù)，本文針對該項技術(shù)在大型燃煤機的應(yīng)用進行分析，希望對相關(guān)工作人員能夠有所幫助，并且能夠促進相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：SO3；大型燃煤機；堿性吸附劑

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0288-02

SO3是一種污染氣體，其會對環(huán)境造成較為嚴重的污染，例如形成的酸雨，會對建筑物造成較為嚴重的腐蝕，造成植物死亡，設(shè)置會對人們的健康造成威脅。正因為如此，人們對SO3的排放量提出了養(yǎng)的要求，針對能夠生產(chǎn)的SO3的活動，需要通過不同的方式，對SO3進行控制，并且通過合理的方式消除SO3，完成對環(huán)境的合理保護。

1 大型燃煤機組運行過程中SO3的形成

燃煤機組在運行過程中，煤燃燒過程中，因為煤中含有可燃性硫元素，燃燒后將會生成SO2，部分SO2被氧化最終將會生成SO3。

煤燃燃燒期間，所有的可燃性流都會被釋放，在氧化性氣氛下將會生成SO2，其中有0.5～1.5%的SO2將會進一步被氧化，最終生成SO3[1]。從實際分析情況來看，SO3的形成主要受以下幾項因素影響：

（1）高溫燃區(qū)內(nèi)氧原子作用。

（2）過量空氣系數(shù)越低，煙氣中SO2反應(yīng)的氧原子的質(zhì)量濃度就越低，SO3的生產(chǎn)量也就越小。

（3）催化劑也會對SO3的生長造成一定影響[2]。

2 堿性吸附注射脫除SO3技術(shù)原理

將吸附劑注射到鍋爐或煙道的合適位置上，然后讓其與煙氣中的SO3進行化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)固體鹽類顆粒物，然后利用除塵設(shè)備，將通過化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)的固體鹽類顆粒脫除。在對該技術(shù)進行應(yīng)用過程中，可以利用的吸附劑的種類有很多，例如，Na系、Ca系、Mg系等種，在具體注射過程中，可以分為漿液注射、干粉注射等不同形式，同時在具體注射構(gòu)成中，也可以通過依據(jù)具體情況，選擇不同的注射位置，可以是在鍋爐內(nèi)，也可以在SCR裝置進出口、或者ESP出入口[3]。

例如，在SCR裝置入口注射，能夠很好的解決煙氣溫度降低后，硫酸氫銨以引起的催化劑中毒問題，而在空預(yù)器入口處進行注射，則能夠解決空預(yù)器堵塞問題。

3 堿性吸附劑脫除SO3技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 堿性吸附劑注射系統(tǒng)

系統(tǒng)的運行流程如下：

（1）利用罐車將吸附劑運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，然后通過罐車風機將吸附劑運輸?shù)絻拗小?/p>

（2）在加料時，開啟儲罐頂部除塵器，對于罐內(nèi)的空氣，應(yīng)當通過鍋爐后，再將其排除。

（3）完成加料后，吸附劑通過振動集料裝置被送至到稱重計量罐中，精準稱重后，利用系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)集料機和選裝閥，最終進入到輸管料管中，旋轉(zhuǎn)閥上游與輸送風機進行連接，下游目標的實際注射位置。

（4）吸附劑在進入輸料管道后，由風機鼓入正壓空氣混合，然后通過固氣相流形式，輸送到煙氣中，然后其將會與SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，完成對SO3的脫除[4]。

3.2 幾種常用的堿性吸附劑

3.2.1 CaCO3

爐內(nèi)干法脫除SO2的常用CaCO3作為吸附劑，原理如下：爐內(nèi)溫度在1100～1250℃以內(nèi)，此時CaCO3將會被分解為CaO和CO2，CaO對于SO2的去除率能夠達到約60%。

向爐內(nèi)注射CaCO3去除SO3的討論相對來說比較少，但是隨著SO2總量的減少，SCR催化氧化生產(chǎn)的SO3量自然也會降低。在具體作業(yè)過程中，增加爐內(nèi)注射CaCO3系統(tǒng)需要考慮灰斗容積、爐內(nèi)吹灰設(shè)施等各項因素[5]。此外，在爐內(nèi)注射CaCO3，受環(huán)境因素影響，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而將會生產(chǎn)大量的CaSO4，這有可能會引起催化劑堵塞。也可以通過注射少量的CaCO3，完成對SO3脫除，國外就有該方面的研究，并且取得了成功。

3.2.2 Mg（OH）2漿液

現(xiàn)代大型燃煤機組大量的應(yīng)用SCR脫銷，通過該方式完成對NOX的控制，在該背景下，Mg（OH）2結(jié)渣趨勢變?nèi)?，同時對SCR催化劑的影響相對較小，從國外發(fā)達國家在該方面的研究情況來看，主要以漿液形式進行。從實際研究成果來看，直接在爐內(nèi)進行Mg（OH）2注射，對于SCR裝置中的SO3未起到一定的脫除作用，因此，為了實現(xiàn)脫硫，還應(yīng)當增設(shè)一路SO3脫硫裝置，對其進行應(yīng)用，只有這樣才能完成相應(yīng)的脫硫[6]。爐內(nèi)注射的利用率相對較低，而對于吸附劑的用量較，由此可見，在爐內(nèi)進行Mg（OH）2注射，需要的運行費用較高。此外，漿液還會對霧化噴嘴，漿液泵等各項設(shè)備造成磨損，同時，因為無法脫除SCR裝置中生成的SO3，因此對于緩解空預(yù)器堵塞效果并不明顯。

3.2.3 Ca（OH）2

Ca（OH）2在脫除SO3中的應(yīng)用十分廣泛，其作為一種常見的干粉吸附劑，在對其進行是應(yīng)用過程中，可以選擇ESP出入口，空預(yù)器出口，從大量的實際經(jīng)驗來看，采用該方法，對SO3進行去除，去除率能夠達到約80%。人們將Ca（OH）2應(yīng)用與SO3的去除較早，同時，同時Ca（OH）2也具有一定的爐內(nèi)注射歷史，并且，協(xié)同脫除SO2的效果十分顯著。但是，需要相關(guān)研究人員注意的是，在爐內(nèi)注射Ca（OH）2的用量相對較多，同時，ESP出口處的粉塵量也會有所升高。國外一些發(fā)達國家針對針對注射Ca（OH）2或CaCO3是否會造成ESP性能下降進行了研究，通過研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在具體作業(yè)過程中，如果吸附劑注射量不到灰分含量的10%，則對于ESP的性能不會造成較為嚴重的影響。如果，機組的飛灰含量偏低，同時吸附劑的注射量較大，在具體作業(yè)過程中，可以通過增加極面板，增加煙道的濕度，降低煙氣溫度等手段，從而降低對ESP產(chǎn)生的負面作用。在爐外溫度區(qū)間范圍內(nèi)，Ca（OH）2可以與SO3發(fā)生反應(yīng)，但是不會與SO2發(fā)生反應(yīng)。

4 結(jié)束語

在大型燃煤機組應(yīng)用越來越廣泛的今天，人們在對其進行應(yīng)用的同時，也加強了對脫除SO3技術(shù)的研究。堿性吸附劑脫除SO3技術(shù)是大型燃煤機組運行過程中的一項常用的脫出SO3技術(shù)，通過對該技術(shù)進行合理應(yīng)用，可以降低排出物中SO3的含量，從而將對環(huán)境造成的危害，在保證大型燃煤機運行安全、穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，不會對空氣造成危害，確保生態(tài)環(huán)境的良好性。但是，需要相關(guān)研究人員注意的是，在對堿性吸附劑進行應(yīng)用，脫除SO3過程中，因為采用的脫除劑不同，取得的效果也不同，因此，在堿性吸附劑的選擇過程中，要充分考慮環(huán)境、經(jīng)濟、工藝等各項因素的影響，最終選擇一種合理堿性吸附劑，使其作用能夠得到充分發(fā)揮，同時，還應(yīng)當不斷加強對該項技術(shù)的研究，使其變得更加成熟。

參考文獻

[1]陳文瑞.大型燃煤電廠“前端”煙氣SO3控制技術(shù)[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2018（04）：27～33.

[2]孟亞男.燃煤煙氣中SO3控制研究進展[J].山東化工，2018，47（07）：180～183.

[3]劉秀如，趙 勇，孫漪清，等.燃煤電廠SO3控制及脫除技術(shù)研究進展[J].電力科學(xué)與工程，2018，34（02）：56～62.

[4]莫 華，朱 杰，黃志杰，等.超低排放下不同濕法脫硫技術(shù)脫除SO3效果測試與分析[J].中國電力，2017，50（03）：46～50.

[5]胡 斌，劉 勇，任 飛，等.低低溫電除塵協(xié)同脫除細顆粒與SO3實驗研究[J].中國電機工程學(xué)報，2016，36（16）：4319～4325+4514.

[6]胡 冬，王海剛，郭婷婷，等.燃煤電廠煙氣SO3控制技術(shù)的研究及進展[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15（35）：92～99+105.

收稿日期：2018-6-25

作者簡介：曾 楊（1971-），男，助理工程師，本科，主要從事火電廠燃煤鍋爐定制化技術(shù)服務(wù)方面工作。