明晟環保氨法脫硫：燃煤煙氣中SO3的產生與轉化及其抑制對策探討
1SO3在鍋爐系統中轉化途徑
對于燃煤鍋爐，SO3的產生與轉化受到多個系統的影響，包括爐膛、SCR系統、空氣預熱器、靜電除塵器、FGD系統等，對于煙囪入口的SO3排放濃度，必須考慮每個環節產生和消除的SO3，并進行綜合估算后得到。
1.1鍋爐爐膛
煤中的硫在爐膛內燃燒會生成SO2，SO2進一步與原子態氧(O)反應轉化為SO3，同時在鍋爐管壁積灰的催化作用下，SO2與O2反應生成SO3，轉化效率與煤中硫分、煙氣溫度、過剩空氣量、管壁積灰的成分等因素有關，反應主要發生在輻射受熱段和對流段，轉化率大約在1%～2%。
1.2SCR系統
SCR中系統中使用的是釩基催化劑，能將SO2催化氧化為SO3，轉換率取決于V2O5含量、催化劑壁厚、催化劑形態和煙氣溫度等，對于SCR系統，佳反應溫度為300～400℃，溫度越高，催化劑中V2O5的擔載量越大，SO3的轉化效率也越高。SCR系統中SO3轉化率大約為0.5%～1.5%。
1.3空氣預熱器
空預器冷端傳熱元件上SO3經常發生酸凝結，硫酸蒸汽易凝結在空預器表面粘附的飛灰顆粒上被收集，同時SCR系統中泄露的NH3也可能在此與SO3反應，轉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、空預器類型等，煙氣的冷卻速度越快，空預器出口的煙溫越低，SO3的減少量越大，而回轉式空預器中SO3減少量要高于管式空預器。通常空預器對SO3的脫除率大約為10%～15%。
1.4靜電除塵器
從空預器排出的飛灰上凝結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
FGD系統也附帶有SO3的脫除效應，但由于脫硫漿液對SO2的吸收速率大于SO3的吸收速率，而煙氣在吸收塔內的停留時間較短，同時硫酸蒸汽在吸收塔內冷凝成非常細的硫酸氣溶膠，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%，這也與試驗測試數據相吻合。
假定某電廠燃煤含硫量為2%，則煙氣中SO2的濃度大約為1600ppm，
設置SCR系統后SO3的排放濃度比未設置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系統對SO2轉化為SO3的氧化率。了解了SO3在鍋爐系統的源與匯，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、環境造成的影響，而且能提高電廠的效率和經濟性。同時，由于SO3會降低飛灰對Hg的吸收能力，在系統增加脫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
在SCR下游采用吸收劑噴射技術，向空預器進口或者出口煙道內噴射消石灰、*、亞硫酸氫鈉、倍半碳酸鈉等堿性物質，與SO3發生選擇性反應從而脫除SO3，脫除效率主要來自兩個反應機理：快速的液相反應和由于產生了高比表面積的固體微粒，使得可能與SO3發生快速的氣固反應。該技術對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。
近年來商業化的SO3脫除技術 SBS噴入技術，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副產物等作為吸收劑。目前SBS噴入技術已在美國12臺機組上得到應用，總裝機容量超過8500MW，SO3設計入口濃度范圍為42～110ppm，SO3脫除效率在90%～98%之間。此項技術可以大幅降低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還需進一步改進。
2.2低SO2氧化率脫硝催化劑的開發
SCR系統中SO3的轉化對SO3排放濃度貢獻*，開發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，通過調整催化劑配方、催化劑壁厚孔結構等來開發低SO2氧化率催化劑。
根據不同煙氣成分，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氧化發生在所有催化劑壁厚內，而NOx的氧化主要發生在催化劑壁面，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轉化率方面具有天生優勢。
2.3干法脫硫技術
干法脫硫技術主要有三類：噴霧干燥法、爐內噴鈣法和循環流化床煙氣脫硫法。由于干法脫硫技術中SO3直接與堿性吸收劑反應，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藍煙現象。同時排煙溫度高于煙氣水露點溫度，因此也不會產生由水蒸氣形成的白色煙羽，對煙道和煙囪不會產生腐蝕現象，干法脫硫技術對解決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、能滿足環保要求的方案。
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