电站锅炉烟气中SO3的脱除技术

原创 2020-02-20 02:49  阅读

  由于烟气温度被降低至90℃左右,低于酸露点,使烟气中的大部分SO3在换热器中冷凝,形成具有腐蚀性的硫酸雾。关于烟气温度低于酸露点温度是否引起低温腐蚀问题,研究结果显示,合适的ESP入口粉尘浓度可以保证SO3凝聚在粉尘表面,不会发生设备腐蚀。

  这是由于除尘器进口的烟气中飞灰浓度很高、表面积很大,这为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件,另外灰中的碱性氧化物也会和SO3反应,烟气中的SO3大部分被除去了(灰硫比(D/S)100时,去除率可达到95%以上),烟气中SO3含量的大幅减少,烟气酸露点温度也大幅降低,这都会减少烟气对管壁的腐蚀。

  三菱重工的研究结果显示,当灰硫比大于10时,腐蚀率几乎为零,三菱重工已交付的火电厂的低低温电除尘器灰硫比一般远大于100,都没有低温腐蚀问题。

  低低温电除尘器目前多应用于低硫煤。在IHI(石川岛播磨)的业绩中,对应的煤种含硫量最高为1.17%。美国应用的低低温电除尘器中,有电除尘器入口SO3气体浓度为51.5mg/Nm3的报道。日本日立在实验室完成了SO3气体浓度为143mg/Nm3,降温后SO3气体浓度为0.286mg/Nm3的试验。由于燃煤含硫量越高,烟气中的SO3浓度越高,其对应的酸露点温度就越高,发生腐蚀的风险会增加。低低温电除尘器对高硫煤的腐蚀情况还有待进一步研究。

  采用低低温电除尘器灰硫比(D/S)推荐值:烟气灰硫比(D/S)宜大于100。

  对于高硫、低灰煤种,如灰硫比(D/S)≤50,硫酸雾可能未被完全吸附,则应考虑低温腐蚀的风险,可采取燃用混煤的方式提高灰硫比。

  湿式电除尘器是布置在湿法脱硫系统后、烟囱进口的烟气净化设备,它的工作原理是:金属放电线在直流高电压的作用下,将其周围气体电离,使粉尘或雾滴粒子表面荷电,荷电粒子在电场力的作用下向收尘极运动,并沉积在收尘极上,水流从集尘板顶端流下,在集尘板上形成一层均匀稳定的水膜,将板上的颗粒带走。湿式电除尘器与干式电除尘器的除尘原理相同,都要经历荷电、收集和清灰三个阶段,而不同的是,湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰。

  在湿式电除尘器中,水雾使粉尘凝并,并与粉尘在电场中一起荷电,一起被收集,收集到极板上的水雾形成水膜,水膜使极板清灰,保持极板洁净。沙龙365手机平台网址,同时由于烟气温度降低及含湿量增高,粉尘比电阻大幅度下降,因此湿式电除尘器的工作状态非常稳定。

  虽然湿式电除尘器是作为解决湿法脱硫带来的石膏雨问题、为满足火电厂烟气超低排放而增加的设备,它的主要作用是为了进一步除尘,使烟尘排放达10mg/m3甚至5mg/m3以下。但同时,湿式除尘器又能有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等,实现超低排放。

  湿式电除尘器脱除SO3的原理是:因湿式除尘器采用喷雾冲洗极板上吸附的灰尘,所以在湿式除尘器中烟气温度进一步降低,湿度进一步增大,烟气中残存的SO3进一步凝结成液态酸雾而被湿式除尘器高压电场荷电,被捕捉到极板上而除去。

  根据相关研究,一个电场的湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率能达到70%,两个电场的湿式除尘器能达到80%。初步测算,一套1000MW 机组安装湿式电除尘器后每年可减排SO3 约 310t。

  湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家一致认可,环境保护部在《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》(征求意见稿)中明确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止脱硫造成的“石膏雨”污染。

  采用低低温电除尘器和湿式电除尘技术能够脱除火电厂排放的烟气中的SO3,该技术可作为环保型燃煤电厂的首选工艺,也可与其它成熟技术优化组合,具有显著的经济效益和广阔的市场前景。

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