燃煤烟气中SO3与NH4HSO4生成特性及其控制方法研究进展
2021-04-20尹子骏苏胜王中辉王乐乐安晓雪赵志刚陈逸峰刘涛汪一胡松向军
尹子骏,苏胜,王中辉,王乐乐,安晓雪,赵志刚,陈逸峰,刘涛,汪一,胡松,向军
(1 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074;2 西安热工研究院有限公司苏州分公司,江苏苏州215153)
近年来,燃煤烟气选择性催化还原(SCR)脱硝技术广泛应用,SCR 脱硝催化剂在将烟气中NO还原脱除的同时,也会导致烟气中一部分SO2催化氧化生成SO3[1]。SO3的生成对燃煤电厂的运行具有显著的不利影响。SO3会与SCR 系统逃逸的NH3结合形成硫酸氢铵(ABS),这是一种黏性很强的物质,沉积在催化剂表面使催化剂中毒,同时也会黏附在下游空预器上,造成其堵塞[2]。当烟气温度降至酸露点以下时,SO3开始冷凝,从而会对下游管道系统和设备造成严重腐蚀[3]。
另一方面,SO3排放也会造成严重的环境问题。烟气中的SO3极易与水分子结合形成H2SO4蒸气。随着烟气温度的降低,H2SO4蒸气会凝结成亚微米级别的气溶胶酸雾。由于硫酸气溶胶的粒径细小,因此难以通过脱硫装置洗涤有效脱除,脱硫系统中总体SO3脱除效率仅为30%~50%[4];而且当烟气中H2SO4质量分数达1.0×10-5~2.0×10-5时就会出现蓝羽现象[5]。SO3排放到大气中会形成酸雨,会腐蚀建筑以及农作物,严重危害人们的身体健康[6]。
尽管目前对SO3的排放标准还没有达成共识,但对SO3的排放控制已受到很多国家重视,并制定了控制SO3排放的相应标准。美国有23个州制定了燃煤电厂SO3排放标准,其中最严格排放限值为0.6mg/m3。德国现有发电厂(机组容量>300MW)的日均SOx(SO2+SO3)排放限值为200mg/m3。在我国,上海在2016年公布了首个SO3排放标准,设定了5mg/m3的排放限值。……
