大型燃煤機組中堿性吸附劑脫除SO3技術的應用

曾楊 熊健 楊平

摘 要：近幾年，隨著人們對環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大量的SO3，如果不采取合理的措施對SO3進行處理，將會對環境造成較為嚴重的危害。堿性吸附劑脫除SO3技術是去除SO3的一項理想技術，本文針對該項技術在大型燃煤機的應用進行分析，希望對相關工作人員能夠有所幫助，并且能夠促進相關行業的發展。

關鍵詞：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的排放量提出了養的要求，針對能夠生產的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）高溫燃區內氧原子作用。

（2）過量空氣系數越低，煙氣中SO2反應的氧原子的質量濃度就越低，SO3的生產量也就越小。

（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進行化學反應，生產固體鹽類顆粒物，然后利用除塵設備，將通過化學反應生產的固體鹽類顆粒脫除。在對該技術進行應用過程中，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，同時在具體注射構成中，也可以通過依據具體情況，選擇不同的注射位置，可以是在鍋爐內，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，而在空預器入口處進行注射，則能夠解決空預器堵塞問題。

3 堿性吸附劑脫除SO3技術的具體應用

3.1 堿性吸附劑注射系統

系統的運行流程如下：

（1）利用罐車將吸附劑運輸到施工現場，然后通過罐車風機將吸附劑運輸到儲罐中。

（2）在加料時，開啟儲罐頂部除塵器，對于罐內的空氣，應當通過鍋爐后，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，利用系統中的旋轉集料機和選裝閥，最終進入到輸管料管中，旋轉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發生化學反應，完成對SO3的脫除[4]。

3.2 幾種常用的堿性吸附劑

3.2.1 CaCO3

爐內干法脫除SO2的常用CaCO3作為吸附劑，原理如下：爐內溫度在1100～1250℃以內，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催化氧化生產的SO3量自然也會降低。在具體作業過程中，增加爐內注射CaCO3系統需要考慮灰斗容積、爐內吹灰設施等各項因素[5]。此外，在爐內注射CaCO3，受環境因素影響，會發生化學反應，從而將會生產大量的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

現代大型燃煤機組大量的應用SCR脫銷，通過該方式完成對NOX的控制，在該背景下，Mg（OH）2結渣趨勢變弱，同時對SCR催化劑的影響相對較小，從國外發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，為了實現脫硫，還應當增設一路SO3脫硫裝置，對其進行應用，只有這樣才能完成相應的脫硫[6]。爐內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，在對其進行是應用過程中，可以選擇ESP出入口，空預器出口，從大量的實際經驗來看，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應用與SO3的去除較早，同時，同時Ca（OH）2也具有一定的爐內注射歷史，并且，協同脫除SO2的效果十分顯著。但是，需要相關研究人員注意的是，在爐內注射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，通過研究結果可以發現，在具體作業過程中，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產生的負面作用。在爐外溫度區間范圍內，Ca（OH）2可以與SO3發生反應，但是不會與SO2發生反應。

4 結束語

在大型燃煤機組應用越來越廣泛的今天，人們在對其進行應用的同時，也加強了對脫除SO3技術的研究。堿性吸附劑脫除SO3技術是大型燃煤機組運行過程中的一項常用的脫出SO3技術，通過對該技術進行合理應用，可以降低排出物中SO3的含量，從而將對環境造成的危害，在保證大型燃煤機運行安全、穩定的基礎上，不會對空氣造成危害，確保生態環境的良好性。但是，需要相關研究人員注意的是，在對堿性吸附劑進行應用，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，要充分考慮環境、經濟、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揮，同時，還應當不斷加強對該項技術的研究，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[J].中國環保產業，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控制及脫除技術研究進展[J].電力科學與工程，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.低低溫電除塵協同脫除細顆粒與SO3實驗研究[J].中國電機工程學報，2016，36（16）：4319～4325+4514.

[6]胡 冬，王海剛，郭婷婷，等.燃煤電廠煙氣SO3控制技術的研究及進展[J].科學技術與工程，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服務方面工作。