电厂脱除SO3的好处

电厂脱除SO3的好处马果骏2008.092内容背景知识SO3的影响有效脱除SO3的效益SO3脱除的技术要求小结3背景知识SO3的产生和形态4SO3的影响烟羽浊度：SO3产生的硫酸气溶胶排到大气中，对光线产生散射，出现烟羽偏色现象。当烟气中SO3浓度大于5ppm时，就有可能观察到烟羽带有蓝色或黄褐色。5SO3的影响6SO3的影响SO3对烟气酸露点的影响7SO3的影响烟气酸露点提高带来的问题下游设备的腐蚀：空预器冷端换热元件、除尘器外壳和内部件、烟道、引风机、烟囱；为防止烟气酸凝结，可以提高空预器的出口烟温，但是这会增加锅炉的热耗。空预器出口烟温提高20℃，会增加热耗1%。8SO3的影响与氨反应生成硫酸氢铵（ABS）在空预器中烟气冷却时，会引起空预器沾污；限制了SCR系统中催化剂的选择和运行的灵活性；会在ESP入口沉积。9SO3的影响10SO3的影响降低SCR催化剂的活性在催化温度下，SO3和氨反应会生成ABS；在温度较低时（300-325℃），如果SO3过高，ABS会因为毛细管作用堵死催化剂的反应孔，降低催化剂的活性；SCR的入口SO3浓度决定了SO3的最低运行温度（MOT），MOT越低，催化剂的活性越低，催化剂的用量就越大11SO3的影响对布袋除尘器的影响增加腐蚀的可能性：外壳和内部件；改变了滤饼的性质比重增加、更粘，更难清除；需要增加清灰次数，否则会增加压降。12SO3的影响降低了飞灰和活性炭对汞的吸收能力SO3被吸附后会占据飞灰或活性炭的活性表面，降低了对元素汞的吸附能力13SO3的影响SO3被飞灰吸附之后，会改变飞灰的比电阻，使得ESP的除尘效率有所改善。这是SO3唯一的正面影响。14SO3影响的小结对烟羽浊度和颜色的影响；酸露点的影响：腐蚀和热耗增加；与NH3反应：对空预器和SCR的影响；限制了SCR的最低运行温度，影响催化剂的寿命；对布袋除尘器有负面影响；降低飞灰和活性炭对汞的吸收能力；对静电除尘器有正面影响15有效脱除SO3的效益“有效脱除SO3”的含义是在空预器入口烟气中SO3的浓度不大于3ppm16运行和维修得到的效益降低酸露点的好处在烟气含湿量为8%时60ppm的酸露点温度为155℃3ppmSO3的酸露点温度为125℃17降低酸露点的好处减少对下游设备的腐蚀降低酸露点=降低了可能的腐蚀条件即使发生腐蚀，腐蚀的速度也会很缓和空预器有可能不需要采用搪瓷涂层的换热元件和篮筐根据电厂的不同情况，保守估计大约每台锅炉每年可节约50万美元18降低酸露点的好处空预器可以在较低的温度下运行降低机组的热耗有可能要对空预器的换热元件和篮筐进行改造19热耗降低的分析热耗降低的途径有效地脱除SO3酸露点降低空预器出口温度降低大约降低20℃可以降低热耗1%计算基础500MW9500Btu/kWh1.80/MMBtu负荷因子=80%每年可节约75万美元20降低酸露点的好处允许空预器在较低的出口烟温下运行减少烟气体积（155℃-125℃）约7%，改善了ESP的除尘效率比收尘面积增加低温改善了灰的比电阻减少烟气体积也降低了引风机的能耗21减少ABS的生成减少了空预器的ABS沾污问题由于SO3浓度很低，因此与NH3反应的驱动力减弱当NH3的浓度大于SO3浓度的两倍时，生成的主要是硫酸铵硫酸铵没有粘性、易破碎，不会沾污空预器22减少NH3与SO3反应对SCR的好处不必对氨的逃逸量限制在1-2ppm氨的逃逸量可以增加到4-6ppm，提供了SCR系统的运行的灵活性NOx的脱除效率可以提高，得到更多的排放交易权23SCR改进的分析_脱硝效率的提高脱硝效率增加1%，每年大约可多得到排放交易权22万美金24允许氨逃逸率增加的好处氨逃逸率增加，可以提高SCR的脱硝效率SCR脱硝效率的增加，可以减少分级燃烧的投运减少未燃碳可以降低热耗，对于500MW机组，减少1%的未燃碳可以得到500美元的收益（？）减少向火侧腐蚀、爆管等造成的强迫停机，每次强迫停机的费用大约为40-60万美元可以使用活性低的催化剂，延长催化剂的寿命和更换周期25允许使用高SO2/SO3转换率的催化剂高活性的催化剂一般都有高的SO2/SO3转换率，SO3的有效脱除允许采用高活性的催化剂对于新建的SCR：可以采用较少的催化剂或是系统有更高的脱硝效率对于已有的SCR：允许采用高活性的催化剂来提高脱硝效率26对烟气脱汞的影响高活性的SCR催化剂对元素汞和SO2都有高的氧化率。有效脱除烟气中的SO3可以使得汞氧化与SO2无关允许使用高活性的催化剂来脱除NOX和汞，而对SO2的氧化率只需作为经济因子来考虑，而不再成为制约因素对于高氯煤有重要意义，因为氧化汞在湿法FGD中的脱除率非常重要27减少NH3与SO3反应对SNCR的好处由于NH3的逃逸和ABS问题限制了脱硝效率的提高，使得SNCR只能应用在低硫煤中脱除SO3后，SNCR可以达到较高的脱硝效率，并且能在高硫煤场合使用对于500MW机组每年可增加约22万美元的NOx排放交易权SNCR的基建投资要远低于SCR28降低热耗带来的好处可以降低CO2的排放减少1%的燃煤可以减少1%CO2排放对于一台500MW的燃用高硫煤的机组，如果按目前欧洲的CO2交易价为15美元/吨，CO2排放减少1%的价值就是60万美元/年29对烟气脱汞的好处增加脱汞效率，改善活性炭注入的经济性由于没有SO3，活性炭可以吸附和携带更多的汞脱除SO3后，烟气运行温度可以降低，因而提高了吸附和携带汞的能力减少活性炭的用量（费用可以节省20-40%）可以用于元素汞和离子态汞可应用于各种不同的煤30在SCR之前脱除燃烧生成的SO3的好处减少ABS的毛细管凝结，避免催化剂的活性降低允许有更低的SCR的最低运行温度（MOT）在低负荷下仍可投运SCR有可能无需设置省煤器旁路，节约了投资和因维修和省煤器旁路引起的热耗增加的费用31SO3脱除的技术要求必须保证有稳定的、高的SO3脱除率：保证90%，有可能要求95%必须有高的可靠性必须对电厂的其它设备的运行不会造成不利的影响SCR（如果在其上游脱除SO3）烟道空预器ESP（必须考虑对SO3对烟气调质的作用的补偿）32小结对于一台500MW的机组每年的收益会达到或超过5百万美元脱除SO3的成本包括：基建和运行费用成本还应包括空预器的改造和NH3耗量的增加可能得到的收益要比成本大好几倍对烟气中的SO3脱除技术的研发是值得的3334