[发明专利]一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法

说明书

本发明提出了一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法，根据选择性催化还原法(SCR)脱硝装置出口烟气中三氧化硫的浓度，向选择性催化还原法(SCR)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配置好的液态吸收剂，每单位体积烟气中液态吸收剂的喷射量为该部位需要脱出的三氧化硫的摩尔数的1‑20倍。通过液态吸收剂与烟气中的三氧化硫发生气液反应，将烟气中的三氧化硫脱除。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，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，避免了空预器的腐蚀和堵塞现象的发生。

技术领域

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

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。

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℃，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。

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)。

专利号201510298152.9的中国专利提出向烟道内喷射氢氧化钙或氧化钙或氧化镁或氢氧化镁或碳酸氢钠或倍半碳酸钠颗粒，dv＝20～150μm；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<50μm；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<40μm。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，dv＝20～25μm。

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＝100～250μm，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8μm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。

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。

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。

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。