150323-漏网之鱼SO3

漏网之鱼-SO3马果骏2015.03我们知道的事实_PM2.5霾是当前大气污染治理的重中之重；PM2.5是造成霾的主要原因；并非所有的PM2.5颗粒都会造成大气能见度的下降，只有0.4-0.7um的颗粒才会对可见光进行有效的散射，形成霾；所以治霾必先治PM2.5；燃煤烟气对大气中PM2.5的贡献率，根据所在地区的不同，在20%-40之间。我们知道的事实_PM2.5由燃煤烟气排放的PM2.5可分为：•可过滤颗粒物；机械性颗粒较大1-2.5μ；•可凝结颗粒物；在烟囱内未排放时为气体、蒸汽状态；在被排出到大气环境中会立刻生成二次PMSO3/H2SO4未经超低排放处理的烟气中，可过滤颗粒与可凝结颗粒的比例约为1:4；美国MATS最终文版中没对可凝结物的浓度作出规定，对可过滤颗粒物的规定是36mg/Nm3；美国各州正在考虑对全颗粒物PM2.5的浓度作出规定。我们知道的事实_SO2大气污染学研究表明：燃煤排烟中约10%的SO2，经过大气中紫外线、水分和重金属微粒的催化，被氧化为SO3。其余90%的SO2通过干沉降和湿沉降返回到地面上；氧化生成的SO3与大气中水分反应生成硫酸雾滴，并与大气中的正离子（主要是NH3），生成直径在0.4-0.7um的硫酸铵颗粒；SO2在大气中进行上述过程的寿命期大约为4-7天；我们知道的事实_SO3燃煤排烟中几乎100%的SO3，在排入大气之前已经转换成了硫酸雾滴（气溶胶），因此在进入大气之后立即就可以与大气中的正离子反应，生成硫酸铵颗粒，无需等待被催化、氧化的过程；硫酸气溶胶的直径在0.3um左右，对可见光有很好的散射能力，是造成蓝烟/黄烟的主要原因；所以SO3造成的大气污染是近地污染，而SO2是远地污染和污染物输送的主要贡献者；根据燃煤烟气中SO3的源和汇的计算，可以推算出1%含硫量的煤燃烧后的烟气经过SCR、除尘、湿法烟气脱硫后，烟气中SO3的浓度为10ppm左右。硫酸气溶胶引起蓝烟问题SO3/H2SO4引起的蓝烟山东某电厂的黄烟SO3脱除之前SO3脱除之后我们知道的事实_SO3烟气中的SO3是以硫酸雾滴的形式排入大气的；由于硫酸雾滴的高腐蚀性，对人体的呼吸道的影响远比SO2形成的颗粒物硫酸铵的危害性大•美国AEP公司的Gavin电厂SO3污染事件；•伦敦烟雾事件；•日本四日烟雾事件；•西方各国发现烟气脱硫、脱硝后，人群中呼吸道疾病的发病率并没有明显降低；•动物实验表明SO3的毒性更大。超低不低，超净不净燃煤烟气超低排放对污染物的排放限值分别为：•NOx50mg/NM3•SO235mg/Nm3•颗粒物5mg/Nm3为什么没有SO3的限值？SO3的限值应该包括在粉尘的，因为它是以颗粒的形式排放的；超低不低，超净不净实施超低排放后燃煤烟气中的主要污染物的成分如下（假定煤的含硫量为1%）：•NOx=50mg/Nm3•SO2=35mg/Nm3•SO3/H2SO4=10ppmx（80/22.4）=36mg/Nm3•颗粒物=5mg/Nm3如前所述，等量SO3对于PM2.5的贡献是SO2的10倍；本例中SO3的浓度是颗粒物的6倍；这样的超低排放烟气还算是超低排放吗？庆父不死，鲁难未已！一味追求颗粒物超低排，用时尚的话来说是：抓了苍蝇，放了老虎超低不低，超净不净超低排放中颗粒物限值是否包括了SO3/H2SO4的份额呢？显然不可能！SO2的限值中也没有包括SO3；排烟中的NOx会形成硝酸根，由于其很高的水溶性，合理地推断只有总量的10%左右会生成对霾有贡献的PM2.5；显然，SO3是燃煤烟气造成大气能见度下降的不可忽视的原因，尤其是污染源附近更为明显；目前对SO3的排放完全处于失控、无人监管状态！庆父不死，鲁难未已！降低SO3排放是实施目前的跛子超低排放后第一要务！SO3怎么脱除？湿法喷淋洗涤脱硫（WFGD）对于硫酸气溶胶的脱除效率很低，约20%-50%；WFGD+WESP对于硫酸气溶胶和细颗粒有很高的脱除效率；•WESP作为SO3的末端处理设备，对解决SCR运行带来的ABS堵塞空预器问题、脱硫设备和下游烟道腐蚀问题以及SO3干扰脱汞问题没有帮助；•投资太高，约ESP系统的70-80%；•电耗高：0.5%；•腐蚀问题；•废水处理；WESP投运效果SO3怎么脱除？低低温除尘器•低低温除尘器对于提高ESP的除尘效率是明显有效的；•低低温除尘器脱除SO3的机理要求有足够的灰硫比，同时受到飞灰性质和燃烧工况的影响；•从对实际投运案例的测试来看，低低温除尘器对SO3的脱除效果不理想、不稳定甚至出现有浓度倒置的现象；•美国同行认为效果不可靠，所以至今美国没有一台实际案例。SO3怎么脱除？CFB和SDA脱硫塔可脱除绝大部分SO3；DSI+布袋除尘器可脱除绝大部分SO3；DSI+WFGD可脱除绝大部分SO3，同时DSI吸收剂可在湿法洗涤塔中脱除SO2；在空预器前脱除SO3可以增加空预器的传热效率以及减轻ABS对空预器的污染；如果SO3气溶胶是包括在全颗粒物排放中的，那么就要求有非常高的SO3脱除率，有可能要采用多种工艺组合的办法。DSI脱除SO3DSI脱除SO3DSI脱除SO3如何测量SO3？向各位求教，同行们是如何测量SO3浓度的？•在线测量•非在线测量如何测量SO3和PM？_EPA方法如何测量PM？国内某超低排放烟气CEMS测量中有关粉尘测量的内容•烟尘监测仪：•由于烟尘浓度非常低，而且水分高，烟气温度低，因此我们选用英国PCME公司的高温抽取法的前散射烟尘监测仪；•通过把烟气抽取过来，然后高温气化，使得测量的烟气为高于100℃的烟气，然后使用高精度的前散射烟尘监测仪测量烟尘浓度，这样可以避免水分对烟尘浓度的干扰，保证测量的准确性。该仪器目前已经在北仑电厂、国华惠州应用，使用效果非常好。如何测量PM？上述测量方法中是否包括了硫酸气溶胶的浓度？•硫酸气溶胶对于光会产生散射，因此理论上应该包括硫酸气溶胶，但是不包括SO3；•但是把抽样烟气加热到100C以上，来解决水分干扰问题，是否会把一部分硫酸气溶胶脱水返回到SO3？需要证实如何测量SO3/PM？美国曾经以排烟的林格曼黑度不超过20%来限制SO3的排放浓度；但是对于湿法FGD后排放的烟气，无法猜烟囱外部进行林格曼黑度测量，所以改为在烟道内进行测量浊度，主要是激光散射法；由于水汽等干扰，烟道内测量浊度误差很大，与质量法测量结果不一致，且明显偏大；目前美国多采用质量法进行微量粉尘的测量，使用Beta射线吸收法较多；Beta射线吸收法Beta射线吸收法Beta射线吸收法Beta射线吸收法Beta射线吸收法烟气中SO3的监测NDIR测量SO3/H2SO4NDIR测量SO3/H2SO4NDIR测量SO3/H2SO4NDIR测量SO3/H2SO4NDIR测量SO3/H2SO4小结超低排放的结果使得SO3成为当前解决煤烟排放污染治理的重中之重；SO3的危害可以更为两部分：•对环境的污染烟羽变色近地污染严重危害人体健康•对电厂的危害降低了SCR催化剂的寿命对汞脱除不利对空预器的ABS堵塞不利降低了电厂的热效率下游设备和烟道、烟囱的腐蚀小结SO3立法的难点•测量的不确定性•公众对SO3危害的认识不足SO3脱除技术•WESP可以采用，但问题多多•低温除尘器对SO3的脱除效果不确定•干法有多污染物脱除的天然优势，但还有许多技术问题需要解决SO3测量技术需要进一步探索不解决SO3的问题，继续推行当前的超低、超净路线，对解决煤烟的PM2.5排放只是杯水车薪而已。