钙基吸收剂脱除燃煤烟气中SO3的研究

煤燃烧过程中会有少量SO2被进一步氧化成S03,在SCR脱硝技术大规模应用后,烟气中SO3的浓度几乎增加了一倍。S03的存在对烟道设备造成腐蚀,对大气环境造成污染,对人类健康造成威胁。但是,传统湿法脱硫技术不能有效脱除烟气中的S03,开发经济高效的S03脱除技术势在必行。 本文针对烟道喷钙脱除烟气中S03的技术方法,对不同钙基吸收剂吸附烟气中SO3的吸附特性进行了试验研究,同时使用不同钙基吸收剂对烟气中SO3进行了脱除试验。另外,针对国内某电厂对喷钙后烟道脱除SO3技术进行了优化设计并通过分析计算就该技术的可行性与经济性进行了分析。 通过试验确定了使用臭氧氧化S02的方法制取S03,并针对烟气中SO3浓度难以测量的问题,对各种SO3浓度测量方法进行了比较试验,确定使用棉塞法进行烟气取样,使用碘量法进行测试分析。 选用Ca(OH)2、CaCO3和CaO作为SO3吸附剂进行了吸附特性试验研究,考察了温度和不同吸收剂对吸附SO3结果的影响。结果表明随着温度的升高各物质的SO3吸附容量都有所增加；对于不同的吸收剂,Ca(OH)2对S03的吸附容量最大,其硫化率可以达到25%以上,CaCO3次之,CaO最小,这与它们本身化学性质以及表面物理特征有关和吸附反应产物有关。通过进一步分析,得出在初始阶段Ca(OH)2对SO3的吸附速度最大。 使用一维沉降炉试验系统对Ca(OH)2和CaCO3脱除烟气中SO3的能力进行了试验研究。结果表明,两种吸收剂对S03的脱除效果均随着温度的升高,化学当量比的增加和接触时间的延长而提高。同时,通过对比发现使用Ca(OH)2比使用CaCO3对S03的脱除效果好,最高可以达到95%左右。使用Ca(OH)2时,在350℃以上,推荐使用的Ca(OH)2与S03摩尔比为5.5：1。 根据国内某燃煤电站对烟道喷钙脱除烟气中SO3技术进行了优化设计。通过对喷嘴喷射位置和喷射角度的调整,得到了最佳的喷射角度为：近壁面35°,非近壁面45°,为这一技术的推广应用提供了指导。同时,使用齿形防磨板可以有效减少安装喷钙系统增加的烟道阻力。 通过计算对烟道喷钙技术脱除烟气中SO3的可行性和经济性进行了分析,结果表明使用该技术可以有效脱除烟气中的S03,同时对下游设备的运行效果的影响较小。计算结果表明,应用该技术后每度电增加的成本仅为0.043分。 钙基吸收剂具有良好的SO3吸附能力烟道喷钙技术可以有效脱除燃煤烟气中的SO3,不会对烟道中其它设备造成明显影响,初投资少,运行费用低,还可以提高燃煤电站的热效率,为我国进一步控制燃煤烟气中SO3的排放提供了新的选择。