火电厂烟气SO3测试与控制技术及应用

火电厂烟气SO3测试与控制技术及应用火电厂烟气SO3排放问题已受到强烈关注。介绍SO3的成因、危害及国内外控制策略。对比SO3测试标准、采样技术及检测技术，提出控制冷凝法采集与离子色谱法检测组合技术是测试SO3较好的方法。对比SO3控制技术，提出采用碳酸钠作为吸收剂的湿式喷射技术是SO3前端控制较好的方法；中试试验结果表明：NSR为2.5工况下，SO3脱除效率可达到87%，烟气温度的降低、ESP出口粉尘的增加均在设计范围内。

1引言

煤中硫份在燃烧过程中生成的SO2有0.5%~2%进一步氧化成SO3；钒基催化剂将0.3%~2%的SO2氧化，导致SO3浓度比未安装SCR时增加近一倍。SO3与逃逸氨生成硫酸氢铵，堵塞腐蚀空预器，危及下游设备，影响生产。SO3形成气溶胶，对环境和动植物造成危害。

现阶段的ESP/BH和WFGD等设备对烟气中SO3的脱除效率较低，WESP虽可末端控制却无法解决APH堵塞腐蚀。SO3测试技术及仪器、控制技术及装备问题亟待解决。

2SO3的形成及危害

2.1SO3的形成

2.1.1燃烧阶段

煤中大部分有机硫和元素硫释放于燃烧过程并氧化为SO2，少部分生成SO3。500~700℃时SO2/SO3转化率与飞灰中氧化铁浓度线性正相关；393~427℃的省煤器区域内，氧化铁可氧化部分SO2。烟煤和无烟煤的SO2/SO3转化率分别为0.8%~1.6%和0.05%~0.1%。

2.1.2SCR过程

发现TiO2作载体时，Fe2O3的催化能力与V2O5相近。SO2/SO3转化率与催化剂的壁厚线性正相关且远低于其在催化剂空隙中的扩散速率，减少催化剂壁厚可以降低转化率；转化率受O2及水分影响较小，NH3的存在抑制转化而NOx会促进。

2.2SO3的危害

2.2.1对火电厂的危害

超低改造工程受反应器结构和造价等制约，通过增加催化剂达标，造成整体SO2/SO3转化率超过1%，且掺烧一定比例的高硫煤可降低生产成本。多因素下SO3浓度增大，造成以下影响：

（1）SO3排放浓度接近SO2

据前述研究，预测2种工况下烟气流程中SO3的浓度分布如表1所示：烟气中SO3浓度随SO2浓度升高而升高，且排放浓度会超过SO2。

表1SO3浓度分布（预测）单位：mg˙m-3

（2）酸露点增加

烟气酸露点受当地气压及飞灰浓度影响，且与SO3和H2O浓度正相关。根据5种酸露点经验公式，工况1和工况2计算结果表明：当水蒸气体积分数一定时，酸露点因SO3浓度降低而平均下降27.9℃。酸露点的提升迫使排烟温度升高，降低机组热效率。

H2SO4浓度与酸露点关系曲线

两种工况下的5种酸露点计算结果比较