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    燃煤電廠煙氣中SO3的采樣方法研析

    2019-05-31 03:14:50陳招妹沈敏超劉含笑孟銀燦郭高飛方小偉何德源劉美鈴
    山東化工 2019年9期
    關(guān)鍵詞:采樣系統(tǒng)硫酸根異丙醇

    陳招妹,沈敏超,劉含笑,孟銀燦,郭高飛,方小偉,何德源,劉美鈴

    (浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司,浙江 諸暨 311800)

    對于實施超低排放的電廠,PM、SO2、NOx的減排潛力已不大,電廠、工業(yè)鍋爐、水泥等行業(yè)的SO3等非常規(guī)污染物排放控制將是我國未來的重大環(huán)保需求[1-5]。SO3氣溶膠是造成煙囪藍(lán)煙排放的主要原因,現(xiàn)有測試方法對SO3測試的重復(fù)性不佳[6-10],本文結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn),闡述并簡要分析了燃煤煙氣中SO3的采樣方法,旨在為后續(xù)的技術(shù)研究及工程實施提供借鑒。

    1 燃煤電廠煙氣SO3測試標(biāo)準(zhǔn)

    目前,國內(nèi)關(guān)于SO3測試的標(biāo)準(zhǔn)有:GB 6911.3-86、GB4920-85、GB/T 21508-2008、GB/T 16157-1996、DL/T 998-2006、HJ 544-2009,其中GB 6911.3-86、GB4920-85、GB/T 15893.3-1995、GB/T 13580.5-1992主要是對硫酸根的測定進(jìn)行了規(guī)定。目前普遍參照標(biāo)準(zhǔn)DL/T 998-2006中附錄A:煙氣中SO3的測試的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行測試。

    日本、美國、ISO等均發(fā)布了關(guān)于SO3的測試標(biāo)準(zhǔn)和方法:JIS K0103、ANSI/ASTM D 4856-2001、EPA-8、ISO 787-13 2002,可為我們提供參考,其中ISO 787-13 2002僅對硫酸根的測定進(jìn)行了規(guī)定。

    2 燃煤電廠煙氣中SO3采樣方法

    SO3測試的主要難點是在于采樣過程。目前SO3的采樣方法有控制冷凝法、異丙醇吸收法、鹽吸收法及基于異丙醇吸收的在線監(jiān)測法等,不同方法的測試原理及優(yōu)缺點如表1所示。

    表1 不同SO3測試方法對比

    控制冷凝法將煙氣抽取至蛇形盤管,控制盤管溫度在酸露點及水露點溫度以下,使得氣態(tài)的SO3冷凝成硫酸霧滴,并憑借慣性撞擊到盤管表面被收集下來,之后通過去離子水或異丙醇等對盤管進(jìn)行清洗、定容,采用鋇鹽滴定、離子色譜或分光光度法對硫酸根離子濃度進(jìn)行測定,并結(jié)合采用氣體體積換算煙氣中氣態(tài)SO3濃度。為確保SO3冷凝,冷凝裝置溫度低于酸露點,但為了防止SO2也發(fā)生冷凝,溫度不宜低于60℃,如圖1所示。JIS K0103-2005、ANSI/ASTM D 4856-2001、DL/T 998-2006屬于該方法。

    異丙醇吸收法指的是采用80%的異丙醇溶液,對煙氣中的SO3進(jìn)行選擇性吸收,同時抑制SO2向SO3的轉(zhuǎn)化,硫酸根的測定可采用鋇鹽滴定、離子色譜或分光光度法。EPA-8屬于該方法。采樣系統(tǒng)如圖2所示。

    1、加熱采樣管;2、加熱石英過濾器;3、蛇形玻璃收集管;4、水浴;5、水力循環(huán)泵;6、吸收瓶;7、液滴分離器;8、濕式流量計;9、壓力計;10、溫度計;11、抽氣泵

    圖1 控制冷凝法SO3采樣系統(tǒng)

    圖2 吸收法SO3采樣系統(tǒng)

    3 低濃度SO3采樣方法

    對GB/T 21508規(guī)定的控制冷凝法SO3采樣方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),從而大幅提高SO3捕集效率,主要思路是將控制冷凝法與異丙醇吸收法有效結(jié)合,改進(jìn)后的采樣系統(tǒng)如圖3、圖4所示。

    圖3 改進(jìn)后的SO3采樣系統(tǒng)(示意圖)

    圖4 改進(jìn)后的SO3采樣系統(tǒng)(實物圖)

    某次測試結(jié)果如圖5所示,第1級冷凝盤管捕集了大部分的SO3,但從占比來看,僅占總量的64%~87%,因此,常規(guī)的控制冷凝法是很難做到SO3的完全捕集的。第2級冷凝盤管和異丙醇冰浴吸收單元捕集了剩余的13%~36%的份額。本方法特別適用于低濃度的SO3采樣環(huán)境。

    圖5 各單元捕集的SO3占比

    4 結(jié)語

    燃煤電廠煙氣SO3測試方法主要有控制冷凝法和吸收法兩大類,其中,冷凝法是測試燃煤電廠煙氣中SO3濃度最為常用的方法,通過對GB/T 21508規(guī)定的SO3采樣方法進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn),可有效提高低濃度環(huán)境下的測試精度。

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