[发明专利]一种燃煤烟气深度冷却时碱硫吸收低温腐蚀防控方法

说明书

本发明公开了一种燃煤烟气深度冷却时碱硫吸收低温腐蚀防控方法，该方法根据公式计算碱硫比C_A/S和流场不均匀累积系数M的值；碱硫比从质的概念上，揭示了碱硫吸收的机理，控制碱硫比只是实现烟气中灰吸收SO₃或H₂SO₄的必要条件；流场不均匀累积系数表征流场不均匀性的累积过程，反映灰吸收SO₃/H₂SO₄(g)/H₂SO₄(l)的充分条件；控制碱硫比大于临界值0.5，并使不均匀累积系数控制在15～30范围内，即可实现灰颗粒对SO₃/H₂SO₄(g)/H₂SO₄(l)的高效吸收，显著降低烟气深度冷却器的低温腐蚀速率，并在后续静电除尘器中实现酸灰协同脱除；本发明突破了国外提出的灰硫比单一判别指标，首次提出了通过控制碱硫比和流场不均匀累积系数实现烟气深度冷却器腐蚀防控的双判据评价方法及指标。

技术领域

本发明属于含尘烟气深度冷却器中气液固碱硫吸收的技术领域，具体涉及一种燃煤烟气深度冷却时碱硫吸收低温腐蚀防控方法。

背景技术

燃煤电厂每年消耗我国煤炭总量的50％，是我国节能减排的主力。《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》指出，到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、SO₂、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)，全国有条件的新建燃煤发电机组达到超低排放水平。烟气深度冷却技术是实现燃煤电厂节能减排和超低排放的关键技术，其核心是将进入静电除尘器的烟气温度降低至硫酸露点温度，深度回收烟气余热，同时促进灰颗粒和SO₃或H₂SO₄发生气液固碱硫吸收，从而实现烟气深度冷却器低温腐蚀可控。

当烟气深度冷却到硫酸露点及以下时，若烟气中的灰颗粒和SO₃或H₂SO₄能够实现高效的气液固碱硫吸收，即可实现低温腐蚀可控。一般认为SO₃与水蒸气结合的过程在较高温度下就已经开始进行，烟气经过空气预热器后温度骤降，几乎全部SO₃冷却转化成气态的H₂SO₄。烟气经过深度冷却继续下降至烟气酸露点附近时，气态的H₂SO₄开始冷凝形成液态硫酸。SO₃或H₂SO₄与灰颗粒的结合过程一般认为有两种方式，一种是物理性的吸附，一种是灰颗粒中碱性成分的中和。物理性的吸附作用受灰颗粒表面积、孔结构、孔隙大小等多方面因素的影响，对SO₃/H₂SO₄(g)/H₂SO₄(l)的吸收起决定作用的为灰颗粒中的碱性成分，主要为碱金属氧化物(如Na₂O、K₂O等)和碱土金属氧化物(如CaO、MgO等)，这些碱性成分在较高的温度下开始对SO₃/H₂SO₄(g)/H₂SO₄(l)具有吸收作用，在烟气温度降低至酸露点附近及以下时，与H₂SO₄发生酸碱中和反应。灰颗粒吸收SO₃或H₂SO₄之后，比电阻降低，表面粘性增加，小颗粒聚集凝并成大颗粒，随后的静电除尘器中实现脱除。