[发明专利]SO3

说明书

本发明公开了一种SO₃高选择性吸收剂的制备方法及制备系统。系统包括原料罐、溶解罐、集灰斗、飞灰筛分装置、搅拌干燥器和研磨机，筛选出平均粒径为4～10μm的飞灰作为载体颗粒，以易溶的亚硫酸盐或亚硫酸氢盐作为活性组分，使活性组分包覆到载体颗粒上，并使得所述载体颗粒表面包覆的活性组分层厚度小于等于1μm，制备得到SO₃高选择性吸收剂。飞灰筛分装置选用旋风分离器。本发明具有SO₃选择性高、吸收剂利用率高、烟气中SO₃脱除成本低等优点，同时避免了因吸收剂颗粒给入可能造成的烟气颗粒物排放超标问题。

技术领域

本发明涉及一种用于脱除烟气中SO₃的SO₃高选择性吸收剂制备方法及制备系统，尤其涉及煤燃烧排放烟气中SO₃的高选择性脱除，属于气体污染处理技术领域。

背景技术

烟气中含有多种污染物，其中颗粒物、SO₂、NO_x为常规污染物，工业燃煤装置都安装有专门的除尘以及脱硫、脱硝装置对其排放加以控制，中国涉及烟气治理的主要行业如火电厂、钢铁、水泥等行业均已实现常规污染物的超低排放。SO₃属于烟气中的非常规污染物，伴随选择性催化还原(SCR)脱硝技术在烟气治理中的普遍应用，SCR催化剂可以催化烟气中的SO₂部分氧化成SO₃，加上炉内燃烧过程中煤的部分硫分会转化为SO₃，使得烟气中SO₃浓度在几十甚至上百ppm。烟气中SO₃浓度的增加一方面会造成烟气系统低温区间设备的腐蚀，另一方面会形成有色烟羽。硫酸雾排放带来的环境污染问题需要解决，因此需要针对烟气中的SO₃开发高效的脱除技术。

目前，对于烟气中SO₃的脱除主要有两种技术路线。一种技术路线是在低烟温区间SO₃凝结后，利用低温除尘和湿法脱硫装置协同脱除硫酸雾。由于硫酸雾粒径小，这种方法脱除效果有限，适用于原烟气中SO₃浓度较低的情况。另一种技术路线是在适当的烟温区间向烟气中喷射吸收剂，通过化学反应将气态SO₃转化为颗粒态，与烟尘一起被除尘装置脱除，这种方法可以通过调整吸收剂喷射量，实现高SO₃脱除率，适用于原烟气中SO₃浓度高的情况。

脱除SO₃的吸收剂可以分为两类。一类是碱性吸收剂，如Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、Na₂CO₃、CaO和MgO等。以氢氧化钙为例，两者通过反应式(1)的酸碱反应生成硫酸钙，从而将SO₃固化下来。但碱性吸收剂在与烟气中SO₃反应的同时，还会与烟气中的SO₂发生反应，生成亚硫酸盐，由于烟气中SO₂的浓度远高于SO₃，其对吸收剂的消耗也大于SO₃，因而存在因为竞争反应引起的碱性吸收剂利用率低、脱SO₃成本高的问题。《燃煤烟气SO₃吸收脱除过程中的竞争机制研究》(何柯佳，2020)研究表明，Ca(OH)₂等碱性吸收剂脱除SO₃过程中，SO₂和SO₃之间存在明显的竞争反应，减小颗粒粒径有助于提高颗粒利用率与吸收选择性：当Ca(OH)₂颗粒半径从5μm减小到0.5μm，SO₃更容易通过颗粒内孔隙从外表面向颗粒中心扩散，SO₃脱除率和Ca(OH)₂颗粒的总利用率以及和Ca(OH)₂吸收SO₃的选择性均得到提高。增大Ca(OH)₂颗粒孔隙率亦然。而增大Ca(OH)₂颗粒比表面积，Ca(OH)₂吸收SO₃的选择性下降。