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湿法脱硫系统如何对水汽相变促进SO3酸雾脱除?

日期:2019-08-07 人气:
燃煤烟气中的SO3酸雾(硫酸酸雾)是导致管路、设备及烟囱腐蚀及排烟透明度下降的主要原因之一,对设备安全运行和大气环境会造成严重危害。近年来,国外已有相关法律法规对燃煤烟气中SO3或SO3酸雾的排放进行严格的限制。我国虽然未出台SO3酸雾排放相关标准,但SO3酸雾的控制及治理用湿法脱硫系统去除已引起广泛关注。
模拟日常面包和酥性饼干的烘焙体系,将黄油在室温下自然解冻,以猪油作为对照,每份称取20 g左右于铝盒中,放在烘箱中进行烘焙,烘焙温度分别为150℃、180℃、210℃、240℃,烘焙时间为40 min;重复加热:黄油和猪油烘焙加热冷却后7 h,同一温度继续加热40 min,重复加热次数分别为1次、2次、3次,冷却至室温后测定黄油和猪油的理化指标,并检测不同烘焙温度下黄油和猪油营养成分的变化。
煤燃烧过程中,可燃性硫元素燃烧生成 SO2,部分SO2进一步氧化生成 SO3,当锅炉尾部安装选择性催化还原脱硝装置(SCR)时,由于催化氧化作用,烟气中SO3含量进一步提高[5]。烟气中SO3易与烟气中水蒸气结合生成气态H2SO4,当烟气进入脱硫塔后,温度迅速降至酸露点以下,气态H2SO4通过均相成核与非均相成核作用形成亚微米级的SO3酸雾气溶胶[6~8]。由于SO3酸雾气溶胶具有浓度低、粒径小等特性,传统脱硫设备难以对其进行有效脱除,一般湿法脱硫系统对SO3酸雾的脱除效率仅为35% 左右。
为控制燃煤电厂SO3酸雾排放,Peterson等[10]提出在烟气中喷入碱性吸收剂(如Ca(OH)2、NaHCO3、氨等)的方式脱除 SO3,进而减少 SO3酸雾的形成;Kumar等建议在脱硫塔出口安装湿式静电除尘器(WESP)脱除 SO3酸雾及其它气溶胶颗粒。但上述方案均存在运行费用高,适用范围有限等缺点,难以进行大规模工业应用。SO3酸雾作为一种特殊形态的可凝结颗粒物,与燃煤细颗粒物相比,具有较好的亲水性。基于过饱和水汽在微粒表面凝结特性(水汽相变)促使SO3酸雾长大,使其易于被后续除雾装置捕集也是一种重要手段。鲍静静等通过在脱硫净烟气中添加蒸汽建立过饱和水汽环境,使过饱和水汽以燃煤细颗粒为凝结核发生相变,导致细颗粒粒度增大、质量增加,进而提高惯性捕集效率。但是添加蒸汽导致系统能耗增加,不利于实际工业应用推广。Xiong等[16]研究表明,通过改变脱硫塔入口烟气温湿度可在脱硫塔内建立过饱和水汽环境,同时烟气中的水汽通过非均相凝结作用进入脱硫液,可有效降低脱硫水耗。目前,利用水汽相变促进湿法脱硫对SO3酸雾脱除的影响因素与作用机理尚未见相关报道。
基于石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺,对脱硫塔内过饱和水汽环境进行了数值计算,获得脱硫塔进口烟气温湿度对塔内过饱和水汽环境的影响规律,并试验考察了塔入口烟气参数及脱硫操作条件对SO3酸雾脱除特性的影响。

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