SCR脱硝系统烟气中SO3测试采样方法对比研究

介绍了采用冷凝控制法和80%异丙醇吸收法分别对选择性催化还原（selective catalyticreduction,SCR）脱硝系统烟气中的SO₃进行采样,再用高氯酸钡-钍试剂法分别测定烟气中SO₃浓度的过程。对2种采样方法的准确度以及影响因素进行了试验研究。实例试验结果表明,使用冷凝控制法采样测得的SO₃浓度偏低,使用80%异丙醇吸收法采样,再用高氯酸钡-钍试剂测定SO₃浓度的方法简单、快捷、准确,便于现场监测控制。     

SO3采样技术改进及烟气处理设备SO3脱除能力测试

燃煤烟气中SO₃由于其特有的化学性质,一直是国内外燃煤电厂污染物测试的难点之一。参照国内应用广泛的SO₃控制冷凝法,自制了一套SO₃采样系统,在综合考虑烟气SO₃采样过程中的各种影响因素后,通过试验模拟,确定了SO₃控制冷凝法采样系统最佳蛇形管内径、圈径和圈数,以及采样管、过滤器和循环水浴的伴热温度控制,从而提高了SO₃的捕集效率。利用该SO₃采样系统对烟气进行采样,测试燃煤锅炉烟气处理设备对SO₃的脱除能力,分析其影响因素及捕集机理。结果显示：SCR脱硝催化剂对SO₂具有一定的催化作用,且随烟气温度的升高,SO₂/SO₃转化率升高;对于SO₃的脱除效率（各设备进出口浓度对比）,干式除尘设备可达80%以上,湿法脱硫设备为35%~40%;湿式电除尘器为70%~75%。     

燃煤烟气SO3测试捕集效率试验研究

燃煤烟气中的SO₃浓度低、化学性质活泼,一直是国内燃煤电厂污染物测试的难点。针对“控制冷凝法”测试SO₃捕集效率低的问题,依托自制的SO₃校准发生装置进行试验研究。结果表明：通过采用D型蛇形管+硼硅玻璃纤维滤膜过滤装置,采样流量为20 L/min以及精准控制采样管、过滤器、蛇形管和滤膜过滤装置的伴热温度,可以确保SO₃捕集效率达到90%以上,因而可保证烟气SO₃的捕集效率和测试结果的准确性。改进后的方法已在模拟试验（低尘、含湿、不同SO₃含量）中得到良好应用,进而可用于燃煤电厂烟气SO₃测量。     

燃煤电厂可凝结颗粒物（SO3）采样方法研究

现有的可凝结颗粒物（SO₃）采样方法存在弊端,对传统的采样单元进行优化改进,以提高SO₃捕集效率。分别对几种采样方案进行了比校,包括1级垂直式与水平式冷凝盘以及冷凝盘管与异丙醇吸收法。对于烟气中SO₃的捕集效果,特制的垂直式及水平式冷凝盘效果相当,2级冷凝盘管串联效果最好,异丙醇吸收法次之,1级冷凝盘管最差。据此,提出了2级垂直式冷凝盘管（65℃恒温水浴）+80%异丙醇吸收（0℃冰浴）的最佳捕集方案,并开展现场实测。结果表明,上述3个单元均对SO₃有所捕集,第1级盘管捕集量最大,之后依次递减,第2级盘管和异丙醇吸收单元所捕集的SO₃占比为26%~40%。     

烟气SO3监测控制冷凝法采样方法

烟气SO₃采样多采用控制冷凝法,因SO₃易凝结,捕集率仅有80%左右。参照GB/T 21508-2008所规定的控制冷凝法,对影响SO₃捕集率的主要因素,如蛇形盘管内径及总长、抽气流量、采样枪温度等进行实验研究,得到最佳盘管型式及控制参数。研究结果表明：采样枪的加热温度应≥280 ℃;对于内径4 mm的蛇形盘管,最佳抽气流量为20 L/min,蛇形盘管总长应为240 mm。在最佳条件下,控制冷凝法SO₃捕集效率可达97%以上,能够满足现场SO₃测试需要。将研究成果应用于某600 MW超低排放机组的监测,得到了烟气排放不同阶段SO₃排放浓度及各大气污染物治理设施对SO₃的脱除效率。     

燃煤烟气超低排放全流程协同削减三氧化硫效果分析

烟气三氧化硫（SO₃）是形成雾霾的前驱体之一,研究火电厂烟气污染物控制流程中SO₃的形态、浓度、排放水平以及影响因素很有必要。对容量300~1000MW的燃煤机组超低排放设施进行实测,并对1 000 MW机组开展了全流程测试,同时与常规污染物控制流程进行比较,表明超低排放设施对SO₃具有更好的控制效果,SO₃综合脱除效率可达到90%。对烟气流程各设备脱除SO₃机理与减排效果进行分析,结果表明：（1）SCR脱硝装置具有将SO₂催化氧化成SO₃的作用。（2）空气预热器烟温降低过程间接消耗SO₃,低低温电除尘器、湿法脱硫吸收塔与湿式电除尘器对SO₃有削减作用,各设备对SO₃的削减份额分别占SO₃总量的30%、40%、15%、5%。（3）空气预热器、电除尘器运行温度对SO₃脱除率有较大影响。（4）高效脱硫协同除尘一体化吸收塔具有更好的脱除SO₃效果。     

基于实测的烟气“消白”工程环境效益研究

为研究烟气“消白”工程的环境效益,采用RJ-SO₃-M型便携式SO₃分析仪对河北邯郸某电厂600 MW机组烟气“消白”工程进行了现场测试,收集了烟气“消白”工程实施前后相近运行负荷、相近煤质、相同时间段的烟尘、SO₂、NO_x的连续监测数据。研究结果表明,烟气“消白”工程中的冷却降温对FGD、WESP脱除SO₃的影响很小,烟气温降与FGD、WESP、FGD+WESP对SO₃的脱除效率之间没有相关性,温降为0 ℃、2.9 ℃、3.9 ℃和5.8 ℃的4种工况条件下,FGD+WESP对SO₃总的脱除效率介于75.6%~81.9%,平均为78.9%。烟气“消白”工程中,烟气降温有利于WESP对颗粒物的脱除,烟尘排放质量浓度约下降0.5 mg/m³,SO₂和NO_x排放浓度基本无变化。烟气中SO₃的脱除主要取决于FGD和WESP,而与烟气是否冷却降温基本无关。烟气冷却降温不是减少污染物排放的有效方法。     

基于实测的烟气“消白”工程环境效益研究

为研究烟气“消白”工程的环境效益,采用RJ-SO₃-M型便携式SO₃分析仪对河北邯郸某电厂600 MW机组烟气“消白”工程进行了现场测试,收集了烟气“消白”工程实施前后相近运行负荷、相近煤质、相同时间段的烟尘、SO₂、NO_x的连续监测数据。研究结果表明,烟气“消白”工程中的冷却降温对FGD、WESP脱除SO₃的影响很小,烟气温降与FGD、WESP、FGD+WESP对SO₃的脱除效率之间没有相关性,温降为0 ℃、2.9 ℃、3.9 ℃和5.8 ℃的4种工况条件下,FGD+WESP对SO₃总的脱除效率介于75.6%~81.9%,平均为78.9%。烟气“消白”工程中,烟气降温有利于WESP对颗粒物的脱除,烟尘排放质量浓度约下降0.5 mg/m³,SO₂和NO_x排放浓度基本无变化。烟气中SO₃的脱除主要取决于FGD和WESP,而与烟气是否冷却降温基本无关。烟气冷却降温不是减少污染物排放的有效方法。     

冷凝式除雾器在脱硫系统中的应用及性能评价

某600 MW燃煤机组为实现超低排放改造,将原脱硫塔除雾器（二级屋脊式除雾器+一级管式除雾器）改造更换为冷凝式除雾器。该冷凝式除雾器由三级屋脊式高效除雾器和冷凝湿膜层组成,另设有由喷淋冷却水泵及闭式冷却设备组成的塔外冷却站。在100%和50%负荷工况下,通过调整冷却站运行模式,控制冷凝湿膜层投运或退出,现场测试了不同工况下脱硫系统雾滴排放量及整体协同洗尘效率和SO₃脱除率。测试结果表明,冷却站换热量对冷凝式除雾器运行效果有较大的影响,提高冷却站换热量有助于提高雾滴、烟尘及SO₃的脱除效果。     

湿式电除尘器性能测试方法及排放特征研究

湿式电除尘器收尘极被水膜覆盖,放电区域存在水雾,无振打二次扬尘,且细颗粒物团聚现象显著,可有效减少细颗粒物、SO₃等排放。采用一体化采样头（内置滤膜）采集颗粒物,采用重量法（PM-10）和电荷法（ELPI）测定PM_2.5;采用冷凝法或冷凝法与异丙醇吸收相结合的采样方法测定SO₃。测定结果表明,不同型式的湿式电除尘器颗粒物、PM_2.5一般分别在2~5mg/m³及3mg/m³以下,除尘效率一般在75%~95%,金属极板湿式电除尘器为连续喷淋,因不存在细颗粒物的二次扬尘,颗粒物排放可达1mg/m³以下;不同型式的湿式电除尘器SO₃排放一般在5mg/m³以下,SO₃脱除效率一般在60%~80%,导电玻璃钢湿式电除尘器板电流密度一般比金属极板湿式电除尘器大,因此其SO₃脱除效率普遍更高一些。     

燃煤电厂烟气中SO3协同控制情况及排放现状

燃煤电厂锅炉燃烧中SO₂/SO₃的转化率为0.5%~5%；超低排放条件下，SCR脱硝中SO₂/SO₃的转化率控制在1%以内。运行中为控制SO₃在脱硝催化剂下层和空预器中的消耗，应尽量减少H₂SO₄和NH₄HSO₄的冷凝吸附，保证催化剂的活性及空预器的安全运行。理论上低低温电除尘器（LL-ESP）对SO₃脱除效果显著，但不同工程实测表明，LL-ESP对SO₃的脱除效率差别较大，介于1.8%~96.6%之间。此外，研究认为，电袋复合除尘器对SO₃脱除效率为74.3%~85.9%。超低排放工况下，除空塔脱硫和海水脱硫技术外，大部分湿法脱硫技术对SO₃的脱除效率高于50%；SO₃在湿式电除尘器中的脱除效率也大于50%，但整体上与国外成熟案例相比稍有差距。总体而言，超低排放条件下，燃煤硫分低于1.5%时，燃煤电厂全流程环保净化设备对SO₃的综合脱除效率高于90%，大部分机组的SO₃排放浓度低于5 mg/m³。     

燃煤电厂烟气中SO3排放控制中试研究

燃煤电厂SO₃排放造成严重环境问题,本文利用某电厂污染物脱除中试平台对神华煤燃烧烟气中的SO₃的生成和脱除特性进行了系统研究。结果表明,采用选择性催化还原法（selective catalytic reduction,SCR）的脱硝反应器中烟气SO₂/SO₃的转化率随反应器入口烟气温度的增大而增大。低低温电除尘器（low-low temperature electrostatic precipitator,LLT-ESP）对SO₃的脱除效率随入口烟气温度的增加而减小;湿法脱硫系统（wet flue gas desulfurization,WFGD）的喷淋量达到一定程度后,继续增加喷淋量对提升烟气中SO₃的脱除效果并不明显。当SCR反应器、LLT-ESP入口烟气温度分别为290℃和130℃,WFGD系统3层喷淋层运行时,SO₃的脱除效率稳定在75%~80%,此时,NO_x和SO₂排放浓度远低于超低排放要求。     

燃煤电厂烟气中SO3排放控制中试研究

燃煤电厂SO₃排放造成严重环境问题,本文利用某电厂污染物脱除中试平台对神华煤燃烧烟气中的SO₃的生成和脱除特性进行了系统研究。结果表明,采用选择性催化还原法（selective catalytic reduction,SCR）的脱硝反应器中烟气SO₂/SO₃的转化率随反应器入口烟气温度的增大而增大。低低温电除尘器（low-low temperature electrostatic precipitator,LLT-ESP）对SO₃的脱除效率随入口烟气温度的增加而减小;湿法脱硫系统（wet flue gas desulfurization,WFGD）的喷淋量达到一定程度后,继续增加喷淋量对提升烟气中SO₃的脱除效果并不明显。当SCR反应器、LLT-ESP入口烟气温度分别为290℃和130℃,WFGD系统3层喷淋层运行时,SO₃的脱除效率稳定在75%~80%,此时,NO_x和SO₂排放浓度远低于超低排放要求。     

湿式电除尘器SO3、HCl、HF脱除效率试验研究

燃煤电厂湿法脱硫后烟气中含有SO₃、HCl、HF等强腐蚀性物质,虽然含量不高,但对烟囱抗腐蚀性能提出了更高的要求。湿法脱硫后加装湿式电除尘器,对SO₃、HCl、HF等有一定的脱除效果,为研究湿式电除尘器对其脱除效率,在某电厂330 MW机组金属极板式湿式电除尘器进出口对烟气进行采样,检测SO₃、HCL、HF的浓度,得出湿式电除尘器对这些强腐蚀性酸性气体的脱除效率分别为45%、85%及65%左右。结果表明湿式电除尘器可有效脱除烟气中的腐蚀性气体,降低其在烟囱入口浓度,因而可减缓烟囱腐蚀。