燃煤電廠SO3排放特征及其脫除技術(shù)
點(diǎn)擊次數(shù)：1540 更新時(shí)間：2020-05-22
通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和文獻(xiàn)調(diào)研相結(jié)合的方式，對(duì)目前燃煤電廠SO3排放特征進(jìn)行較全面的表征，排放濃度為0.3~22.7mg·m-3，按10mg·m-3和5mg·m-3排放限值考核，達(dá)標(biāo)率分別為89.8%、66.7%。對(duì)現(xiàn)有除塵、脫硫設(shè)備及新技術(shù)的SO3脫除能力進(jìn)行定量分析，常規(guī)電除塵器對(duì)SO3脫除率僅為10%~20%；低低溫電除塵技術(shù)可達(dá)95%以上；電袋復(fù)合除塵器可達(dá)80%以上；常規(guī)石灰石石膏濕法脫硫技術(shù)多在30%~60%，采用旋匯耦合、雙托盤等技術(shù)后，SO3脫除率可達(dá)90%以上；金屬板式濕式電除塵器多在50%~80%，導(dǎo)電玻鋼管式濕式電除塵器多在60%~90%；堿基干粉或溶液噴射技術(shù)均可達(dá)到80%以上的SO3脫除效果；煙氣冷凝相變凝聚技術(shù)在消除有色煙羽的同時(shí)，也具有一定的SO3脫除效果。根據(jù)不同SO3脫除技術(shù)對(duì)比結(jié)果，堿基噴射技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)較高SO3脫除效果，還可有效解決空預(yù)器的腐蝕、堵塞等問題，將是未來解決高濃度SO3問題的主流技術(shù)方向。燃煤電廠煙氣“超低排放”全面實(shí)施以來，常規(guī)大氣污染物（如顆粒物、SO2、NOx等）的排放已經(jīng)得到了有效控制，2016年中國(guó)火電廠顆粒物、SO2、NOx排放量分別為35萬(wàn)、170萬(wàn)、155萬(wàn)t，約占2006年排放量的10%、13%、14%，相應(yīng)的治理技術(shù)及技術(shù)路線也達(dá)到了較高水平，城市霧霾天數(shù)，尤其是重霧霾天數(shù)已呈減少趨勢(shì)，但對(duì)SO3等非常規(guī)污染物的排放尚未采取針對(duì)性的控制措施。燃煤電廠煙氣中的SO3主要來源于煤中的硫，在爐膛內(nèi)及爐膛出口的高溫?zé)煔庵校?/span>煤燃燒生成的SO2會(huì)有一部分（約0.5%~2.5%）轉(zhuǎn)化為SO3，SCR催化劑也會(huì)促進(jìn)部分SO2氧化成SO3，其轉(zhuǎn)化率約0.5%~1.5%，現(xiàn)階段對(duì)催化劑使用，一般要求轉(zhuǎn)化率控制在1%以內(nèi)。SO3的危害性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SO2，不僅會(huì)引起后續(xù)設(shè)備腐蝕，形成硫酸氫銨，造成設(shè)備堵塞，還是電廠有色煙雨（如藍(lán)煙/黃煙）的主要誘因之一，是酸雨形成的主要原因，也是大氣二次氣溶膠的重要組成（二次氣溶膠對(duì)中國(guó)大氣環(huán)境PM2.5貢獻(xiàn)率達(dá)30%~77%）。因此，摸清現(xiàn)階段中國(guó)燃煤電廠的SO3排放特征，并采取針對(duì)性的控制措施，是非常有必要的。本研究通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和文獻(xiàn)調(diào)研相結(jié)合的方式，對(duì)目前燃煤電廠SO3排放特征及控制技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)未來燃煤電廠的SO3控制技術(shù)選取提供借鑒。
1 國(guó)內(nèi)外燃煤電廠SO3排放限值要求
為解決SO3污染問題，美國(guó)已有22個(gè)州對(duì)燃煤電廠SO3提出了排放限值要求，其中有14個(gè)州的排放限值低于6mg·m-3，弗羅里達(dá)州*為嚴(yán)格，排放限值為0.6mg·m-3。德國(guó)規(guī)定燃煤電廠的SOx排放限值為50mg·m-3。日本將硫酸霧作為顆粒物，按顆粒物的總量進(jìn)行控制。新加坡規(guī)定固定源SO3排放標(biāo)準(zhǔn)為10mg·m-3。
在2015年，上海市發(fā)布地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/933-2015），規(guī)定硫酸霧排放限值為5mg·m-3。近年來，部分地方政府陸續(xù)發(fā)布了燃煤電廠有色煙羽的控制要求，如2017年上海市發(fā)布《上海市燃煤電廠石膏雨和有色煙羽測(cè)試技術(shù)要求（試行）》、2018年浙江省發(fā)布《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB33/2147-2018）等。
2 燃煤電廠SO3排放特征
通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和文獻(xiàn)調(diào)研相結(jié)合的方式，搜集燃煤電廠SO3排放數(shù)據(jù)，剔除部分不完整及明顯不合理的數(shù)據(jù)，共整理得到有效的燃煤電廠SO3排放質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)108組，其中，循環(huán)流化床干法脫硫、海水脫硫出口排放的SO3質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)分別有2組、4組（文獻(xiàn)調(diào)研數(shù)據(jù)），濕法脫硫出口排放的SO3質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)19組（實(shí)測(cè)4組，文獻(xiàn)調(diào)研15組），濕式電除塵器出口排放的SO3質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)83組（實(shí)測(cè)54組，文獻(xiàn)調(diào)研29組），燃煤電廠SO3排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖1所示。
燃煤電廠SO3排放質(zhì)量濃度的測(cè)定，采用控制冷凝法進(jìn)行采樣，如圖2（a）所示。采樣方法符合GB/T21508-2008、DL/T998-2006的規(guī)定；當(dāng)SO3濃度較低，尤其是前級(jí)干式電除塵器為低低溫電除塵器時(shí)，采樣方法采用控制冷凝+80%異丙醇吸收法，如圖2（b）所示。此時(shí)可大限度的保證SO3的*捕集，部分電廠實(shí)測(cè)過程中不同單元捕集到的SO3比例如圖3所示。與常規(guī)的單級(jí)冷凝盤管采樣方法相比，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度可大幅提高。采用自制的垂直式或水平式冷凝盤管進(jìn)行SO3收集，采樣槍為ZR-D03A高溫采樣槍，抽氣泵為嶗應(yīng)3012H，冷凝盤管采用去離子水進(jìn)行清洗，去離子水或異丙醇中的硫酸根濃度采用DR6000分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。
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