一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于大气污染物治理技术领域，特别是一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法。
【背景技术】
[0002]含硫煤燃烧会产生一定量的二氧化硫和三氧化硫气体。燃煤电厂加装选择性催化还原(SCR)脱硝装置之后，脱硝催化剂不仅将烟气中的一氧化氮、二氧化氮等转化为氮气，而且会促进二氧化硫向三氧化硫转化。因此烟气中三氧化硫的含量，相比于未安装SCR脱硝装置时，增加了近一倍。
[0003]三氧化硫会与SCR反应器中逃逸的氨反应生成硫酸氢铵(ABS)。硫酸氢铵的熔点为147°C，在空预器冷段烟气中硫酸氢铵以液态形式存在。液态的硫酸氢铵是一种黏附性和腐蚀性都很强的物质，会粘附在空预器和风机设备表面，极难清除，导致空预器沾污、腐蚀。随着硫酸氢铵不断粘附飞灰颗粒，会造成空预器的堵塞和风机的震颤，影响设备正常运行。
[0004]目前燃煤烟气脱除三氧化硫的方法主要是采用喷射吸收剂的方法，分为干吸收剂喷射法(DSI)和湿吸收剂喷射法(WSI)。
[0005]专利号201510298152.9的中国专利提出向烟道内喷射氢氧化I丐或氧化I丐或氧化镁或氢氧化镁或碳酸氢钠或倍半碳酸钠颗粒，dv = 20?150μπι ；专利号201410721263.1的中国专利喷射的吸收剂为氢氧化钙或氧化镁或氢氧化镁或碳酸氢钠或碳酸钠颗粒，dv〈50ym;专利号200680033934.9的中国专利则在喷射钠吸收剂的基础上增加添加剂，钠吸收剂包括天然碱或碳酸氢钠颗粒，dv〈40ym。添加剂选自碳酸镁或碳酸钙或氢氧化镁或氢氧化钙或其混合物，d ν = 20?2 5μηι。
[0006]上述专利方法喷射的吸收剂均为碱性干粉，属于DSI工艺。市售的粉料粒径都较大，dv= 100?250μπι，吸收剂颗粒直径较大，不利于和烟气三氧化硫的反应，因此要对粉料进行研磨。超细粉料研磨分为干法研磨和湿法研磨两种。干法研磨最低能将粉料研磨到8μι左右，但在研磨过程中，粉体温度会因大量能量导入而急速上升，且当颗粒微细化后，研磨还要注意防爆问题;湿法研磨需根据所需粒径选择研磨介质，分散剂和助剂等，并控制温度等因素，连续粉磨时间需要几小时甚至几十小时，研磨几十次甚至上百次，因此电厂通常要使用循环式操作模式来实现自动化连续操作，占地面积较大且产生噪音污染。湿磨后还要过筛、脱水、烘干处理，得到干燥的粒径极小的粉体吸收剂，才能进行喷射，过程较为繁琐。
[0007]上述专利方法的喷射位置分别是在SCR脱硝装置进口端之前的烟道内、SCR脱硝装置出口端与空气预热器之间的烟道内和脱硝装置的出口端的烟道内。干法喷射的吸收剂是强碱性干粉颗粒，在脱硝装置进口端之前的烟道内喷射，会导致催化剂的碱中毒，影响催化剂脱硝效率;喷射到脱硝装置出口端与空气预热器之间的烟道内要保证足够的停留时间，喷射孔合理设置的前提下，尽量远离下游设备。
[0008]上述专利方法喷射的吸收剂量与烟气中三氧化硫的化学计量比分别为(1.5?15):1和(2?6):1等。吸收剂用量较大，需购置储备大量吸收剂颗粒，投资成本大，增加下游设备烟气处理的负担。
[0009]专利号201310044506.8的中国专利公开了一种在SCR尾部弯形过度的烟道内喷射天然碱浆液用于烟气中三氧化硫的脱除，质量浓度为20%?30%，喷射的天然碱与三氧化硫的化学计量比为9:1左右。该方法属于WSI工艺，虽然该方法脱除效率很高(80%?90%)，但使用天然碱作吸收剂，用量大，增加了应用难度和成本。
[0010]WSI工艺具有DSI工艺所没有的优势，雾化的液态吸收剂在水分高温蒸发后形成的小颗粒远比DSI工艺研磨的颗粒小。在使用相同吸收剂且喷射量相等时，WSI工艺形成小颗粒单体数量更多，在烟道内的分散性更好。而且颗粒粒径越小，相对比表面积越大，与三氧化硫的接触程度更高，从而反应效果更好，因此寻求一种效率高且用量小的WSI工艺是解决因三氧化硫与SCR脱硝反应器逃逸的氨反应生成硫酸氢铵造成空预器堵塞腐蚀问题的有效方法。
【发明内容】
[0011]为了解决上述问题，本发明提出了一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法，通过向脱硝装置出口端和空气预热器之间的烟气通道内的烟气中喷射液态吸收剂实现，具体包括以下步骤:
[0012]步骤一，制备液态吸收剂，将粉状的碳酸钠、碳酸氢钠或其混合物中的一种作为主吸收剂，溶解并用稀释水配制成10%_20%浓度的主吸收剂溶液，将粉状的碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的一种或多种作为添加剂，按主吸收剂与添加剂之比为1:(0.001 —0.2)的比例，将添加剂加入配制好的主吸收剂溶液，形成液态吸收剂；
[0013]步骤二，动态监测烟气通道中通过脱硝反应器出口烟道和空气预热器入口烟道烟气中三氧化硫的浓度；
[0014]步骤三，当所测得的三氧化硫的浓度值达到设定的目标浓度值时，向脱硝装置出口端和空气预热器之间的烟气通道内喷射液态吸收剂，喷射量为每单位体积烟气中需要脱出的三氧化硫的摩尔数的1-20倍。
[0015]进一步地，所述主吸收剂为碳酸钠与碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠与碳酸氢钠的比例为 1:(0.01-0.1)。
[0016]进一步地，所述液态吸收剂利用压缩空气雾化喷射，其压力为0.035-0.65MPa。
[0017]进一步地，所述添加剂为碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙和氢氧化镁的混合物时，碳酸I丐、碳酸镁、氢氧化I丐和氢氧化镁的比例为1: (0.01-0.2): (0.3-0.6): (0.02-0.1)。
[0018]本发明提出的一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法，液态吸收剂以喷射的方式进入烟道，雾化成小液滴，在高温烟气中蒸发后形成极小的吸收剂颗粒。颗粒相对比表面积大，单体数量多，在烟道内分散性更好，接触三氧化硫更充分，反应更充分，从而大幅度降低了烟气中三氧化硫的浓度，减少了硫酸氢铵的产生，避免了产生酸性腐蚀问题，烟气中的三氧化硫被脱除，减少了与逃逸氨的反应，避免了空预器的腐蚀和堵塞现象的发生，降低了电厂烟气系统运行及处理成本。
【具体实施方式】
[0019]下面结合【具体实施方式】对本发明一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法进行详细说明，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0020]本发明一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法，通过向脱硝装置出口端和空气预热器之间的烟气通道内的烟气中喷射液态吸收剂实现，适用于装备SCR脱硝装置的燃煤电厂，处理含硫煤燃烧产生的锅炉烟气。
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