高硫低温高灰烟气环境中SO3的行为研究

在高硫煤机组上抽取烟气搭建了低低温省煤器试验台,并在高硫低温高灰烟气环境下进行了SO₃协同脱除试验研究。试验结果表明：SO₃与SO₂浓度之比约为0.97%;高硫煤低低温省煤器出口SO₃浓度在150~120 ℃随着烟温的降低下降明显。烟温在120 ℃以下时,SO₃浓度随温度的降低变化不明显,且基本处于15 mg/m³以下。烟温在100 ℃以下时,SO₃浓度基本稳定在10 mg/m³左右;烟温降低至100 ℃左右时SO₃的脱除率为84.3%~88.8%;实测SO₃浓度与各个酸露点公式的吻合度均不好,烟温150 ℃以上时,实测数据明显低于计算值,烟温低于115 ℃时,实测数明显高于计算值;高硫煤低温烟气中SO₃浓度的变化受到烟温及飞灰的影响,通过试验研究得出经验公式可以预测烟气中的SO₃浓度。     

燃煤烟气组分对喷射稻壳活性炭脱汞的影响

在0.3 MW循环流化床燃煤中试试验装置上，以卤化铵盐改性稻壳活性炭为汞吸附剂，进行了燃煤烟气喷射脱汞试验研究，考察了烟气温度、SO₂浓度、NO浓度等对脱汞效率的影响。采用ASTM标准D 6784—02（安大略法）对烟气中汞浓度进行测定。试验结果表明，随着烟气温度的升高，汞脱除效率和元素汞的转化效率均随之增加；烟气中NO可促进汞的脱除，而SO₂则抑制汞的脱除；在SCR脱硝装置入口温度为351~370℃，活性炭喷射烟气温度为191~210℃，SO₂体积分数为（293~602）×10^-6，NO体积分数为（588~893）×10^-6，活性炭喷射量为0.5 kg/h，反应空速为4 000 h^-1，烟气流量为400~500 m³/h工况下，卤化铵盐改性稻壳活性炭燃煤烟气喷射脱汞效率可达90%左右。     

典型燃煤电厂浆液冷却烟气消白设施SO3治理效果测试研究

分别采用控制冷凝法和异丙醇吸收法对某1 000 MW燃煤发电机组浆液冷却烟气消白设施的烟气SO₃控制效果开展测试。结果表明,机组烟气湿法脱硫设施对SO₃去除效率为62.50%（控制冷凝法）和64.63%（异丙醇吸收法）。烟气经现有超低排放设施协同治理后SO₃质量浓度低于3 mg/m³。浆液冷却设施对SO₃的去除效率仅为6.68%（控制冷凝法）和5.55%（异丙醇吸收法）,烟气SO₃控制效果和环境效益相对较低。建议基于科学论证审慎实施燃煤电厂烟气消白工作,应进一步开展高效SO₃治理技术、测试标准和环境管理政策研究。     

燃气锅炉烟气NID脱硫工艺设计及应用

以490 t/h燃气锅炉烟气SO₂治理为例，介绍了NID脱硫工艺流程及脱硫塔、布袋除尘器、流化槽、混合器等核心设备设计要点和选型选材依据。运行结果表明，Ca/S摩尔比约1.5,进口SO₂质量浓度为194.8～199.7 mg/m³,出口SO₂质量浓度降低至5.3～6.8 mg/m³,脱硫效率高达96.6%～97.3%,出口颗粒物质量浓度为0.5～1.2 mg/m³,出口SO₂和颗粒物质量浓度均远低于超低排放上限值。采用NID脱硫工艺技术，系统占地面积小，操作简单，运行稳定，管理方便，可为今后同类工程设计及应用提供参考。     

燃煤电厂烟气SO3迁移转化特性试验分析

对某电厂300 MW机组在不同煤种、不同负荷条件下,选择性催化还原（SCR）脱硝系统、空气预热器、低低温电除尘器、海水脱硫以及湿式电除尘器等装置中SO₃迁徙转化特性进行了试验分析。试验结果表明:低低温电除尘器对SO₃的脱除效率可达65%;海水脱硫对SO₃的脱除效率约为15%;湿式电除尘器对烟气中SO₃脱除效率约为5%;烟气经过SCR脱硝装置后SO₃明显增加,这是造成尾部烟气中SO₃质量浓度升高的主要原因;经低低温电除尘器、海水脱硫装置以及湿式电除尘器对烟气中SO₃的协同脱除,能实现最终SO₃排放质量浓度低于2 mg/m³。     

脱硫废水旋转喷雾蒸发特性实验研究

脱硫废水旋转喷雾干燥技术是一种利用热烟气蒸发脱硫废水的零排放技术。开展了不同悬浮物（SS）含量的脱硫废水原水以及经浓缩的高盐废水的蒸发实验,采用可视化手段观察了脱硫废水在干燥塔内的蒸发特性,考察了脱硫废水喷雾蒸发过程中停留时间、进口烟气温度、气液比对蒸发特性的影响。结果表明,旋转喷雾蒸发工艺对高盐、高SS含量等复杂脱硫废水组分具有较佳的适应性;脱硫废水从旋转雾化器喷出后迅速蒸发,主蒸发区在雾化盘下方0.75~1.00 m区域内;随后是蒸发析出的未干盐分及未完全蒸发的废水液滴进一步蒸干至含水率低于2 %;烟气在喷雾干燥塔内的停留时间需要维持在20 s以上才能保证塔出口灰分含水率低于2 %;入口烟气温度越高,其塔底及塔出口的灰分含水率越低,在气液比为12 000 m³/m³（标准状态）的废水工况下,入口烟温为280 ℃时已经难以保证废水液滴良好蒸发;在入口烟气温度为340 ℃、气液比大于10 000 m³/m³（标准状态）时,塔底灰分含水率小于2%,蒸发效果良好。     

多效蒸发工艺处理火电厂脱硫废水的影响研究

为全面评价多效蒸发工艺应用于火电厂脱硫废水处理的相关影响，选取某电厂为对象开展研究。数据显示，此工艺可实现废水回用率90%以上，单位废水处理直接运行成本约为16.98元/t。所安装的烟道换热器使系统烟气阻力增加约38 Pa,使烟气脱硫入口烟温降低约4.4℃,减少吸收塔烟气量约25 840 m³/h。结晶产物进入石膏脱水系统，石膏中Cl^-、Mg²⁺质量分数分别由掺入前的0.009%、0.15%升高至2.78%、2.89%,使石膏品质下降；滤液水Cl^-质量浓度分别由掺入前的2015 mg/L、1947 mg/L升高至6134 mg/L、6275 mg/L,不利于对脱硫浆液的氯离子质量浓度进行控制。结晶产物从空预器入口烟道喷入，使石膏在粉煤灰中总量增加0.004%～0.005%,氯化物增加约0.01%,仍可满足粉煤灰作为商业使用的要求，但此方式易导致烟道局部积灰及预热器堵塞。结晶产物与电厂炉渣掺配用于加气混凝块制作，是电厂目前消纳结晶产物的主要方式。     

某660 MW机组脱硫废水烟道蒸发系统设计及运行效果分析

脱硫废水因含盐量高且成分复杂,成为燃煤电厂废水“零排放”的难题,采用烟道蒸发方式予以处理是解决途径之一。在数学建模和Fluent模拟分析的基础上,对雾化粒径为50 μm和60 μm时脱硫废水的蒸发情况进行研究,结果为130 ℃烟气温度下这2种粒径的脱硫废水蒸发时间分别为0.78 s和0.85 s,所消耗的压缩空气量（标准状态）分别为60 m³/min和26 m³/min。以某660 MW燃煤机组为研究对象,根据烟道内流场特点对该机组脱硫废水烟道雾化蒸发系统的设计进行优化。脱硫废水雾化蒸发系统安装运行后,对系统运行数据进行了研究分析。实践结果表明,脱硫废水烟道雾化蒸发系统的运行对脱硫系统、除尘器系统的正常运行没有明显影响,粉煤灰品质的少许变化不影响粉煤灰的品质和资源化利用。     

脱硫废水处理前后喷射Cl析出特性

脱硫废水中含有高浓度的氯盐,影响脱硫系统的安全运行。采用Factsage热力学计算软件来模拟单一氯盐溶液和处理前后脱硫废水经过尾部烟道喷射后Cl析出特性。结果表明：CaCl₂,MgCl₂和NH₄Cl溶液喷射过程析出Cl主要以含Cl气体形式析出;喷射NaCl溶液时,Cl全部以NaCl（s）形式析出,而无气体析出。未处理的脱硫废水烟道喷射蒸发过程,75%以上的Cl以NaCl（s）的形式析出。除去Ca²⁺,Mg²⁺、NH₄⁺等离子后,脱硫废水烟道喷射蒸发过程不会析出HCl气体,产物NaCl（s）会被电除尘除去。因此脱硫废水的预处理减少了含Cl气体的析出,减轻了对尾部烟道的腐蚀。     

基于中试平台的低低温电除尘器深度试验研究

基于50 000 m³/h实际烟气中试试验系统,采用常规采样枪+玻纤滤筒和一体化采样头+石英滤膜测定总尘,采用ELPI测定PM_2.5,采用自制的控制冷凝+异丙醇吸收系统测定SO₃,采用BDL型飞灰工况比电阻测试仪测定飞灰工况比电阻。试验结果表明,130℃、90℃、80℃时电除尘器出口烟尘浓度分别为11.7mg/m³、9.7 mg/m³、5.4 mg/m³,PM_2.5浓度分别为0.8 mg/m³、0.4 mg/m³、0.2 mg/m³,总尘及PM_2.5减排效果显著;电除尘器出口SO₃浓度分别为1.25 mg/m³、0.10 mg/m³、0.14 mg/m³,对应低低温电除尘系统的SO₃脱除效率分别为22.84%、96.15%、96.61%,低低温电除尘系统可脱除烟气中绝大部分SO₃;电除尘器入口飞灰工况比电阻分别为3.02×10¹³ Ω·cm、6.15×10¹² Ω·cm、5.24×10¹¹ Ω·cm。     

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。     

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。     

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%。     

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。