總結(jié)
測(cè)量煙氣SO3的濃度對(duì)于估算酸露點(diǎn)和控制下游設(shè)備的腐蝕非常重要。由于SO3是高反應(yīng)性氣體，其濃度通常比SO2的濃度低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此SO3的測(cè)量一直以來(lái)都是一個(gè)難題。Pentol SO3分析儀創(chuàng)新地將異丙醇吸收法改良為在線直讀式，煙氣樣品中的SO3或H2SO4，在異丙醇水溶液中以SO42−形式存在。溶液流經(jīng)氯冉酸鋇床時(shí)與之發(fā)生反應(yīng)，生成有顏色的氯冉酸水合物，進(jìn)入檢測(cè)器。當(dāng)樣氣流量和異丙醇吸收液流量保持恒定時(shí)，氯冉酸根離子的濃度與SO42−的濃度呈相關(guān)性，即也與樣氣中SO3濃度呈相關(guān)性。
通過(guò)加熱采樣、SO2防溶解防氧化、顆粒物多級(jí)過(guò)濾、分析模塊恒溫、間接比濁法測(cè)量等多個(gè)環(huán)節(jié)，降低測(cè)量過(guò)程中的誤差。被廣泛應(yīng)用于煙氣SO3濃度的測(cè)量。
2020年6月16日（星期二）和6月17日（星期三）在過(guò)熱器和節(jié)能器之間進(jìn)行SO3測(cè)量（390℃）。 ECO之前的SO3平均濃度為10 ppm。該測(cè)量是符合預(yù)期的。
從6月17日（星期三）下午到18日（星期四），在SCR出口處監(jiān)測(cè)SO3濃度。 SCR出口處的測(cè)量結(jié)果表明，SO3的平均濃度為28 ppm。 但是，每隔30至50分鐘，在很短的時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超過(guò)80 ppm的峰。 我們推測(cè)這與蒸汽注入或SCR設(shè)備故障有關(guān)，確切原因需由客戶進(jìn)一步確定。
鍋爐燃燒排放信息
如下圖所示，該MOK鍋爐燃料為SDA（溶劑脫瀝青裝置）殘留物，位于真空蒸餾裝置之后。SDA燃料含硫量大于6％，燃燒后會(huì)導(dǎo)致難以去除的SO3，并且會(huì)導(dǎo)致下游設(shè)備的腐蝕和堵塞等。鍋爐下游安裝有SCR脫硝、EP除塵和FGD脫硫等裝置。鍋爐在大多數(shù)時(shí)間下保持全功率運(yùn)行。
結(jié)果
過(guò)熱器和節(jié)能器之間SO3濃度測(cè)量結(jié)果
因?yàn)楸敬卧囼?yàn)使用的SO3分析儀取樣探針設(shè)計(jì)最高耐溫350℃（我們可以提供最高耐溫為550℃的取樣探針），為了保護(hù)探頭不受損壞，在過(guò)熱器和節(jié)能器之間（煙氣溫度390℃）測(cè)量時(shí)將單次測(cè)量時(shí)間限制在15-20min，測(cè)量結(jié)果如下，三次測(cè)量結(jié)果均處于同一水平。
SCR出口處SO3濃度測(cè)量結(jié)果
SCR出口處SO3監(jiān)測(cè)從6月17日13:30左右開始，一直持續(xù)到6月18日8:30，以下每張圖為每3h內(nèi)的SO3濃度測(cè)量結(jié)果。SCR出口處平均SO3濃度（剔除峰值）為28 ppm。
- 紅點(diǎn)表示峰值，由于本次測(cè)量選擇的量程為50ppm，峰值均超過(guò)了該量程范圍，所以實(shí)際的SO3濃度可能更高；
- 綠點(diǎn)表示準(zhǔn)確性檢查，我們?cè)谠摃r(shí)間區(qū)間內(nèi)取下了過(guò)濾器，觀測(cè)到了SO3濃度讀數(shù)的降低，表示本次測(cè)量結(jié)果真實(shí)可靠；
- SO3濃度的基準(zhǔn)線在早晨緩慢爬升至34ppm，原因是在夜間測(cè)量過(guò)程中沒(méi)有對(duì)探頭進(jìn)行反吹洗除塵?？紤]到本次試驗(yàn)中煙氣中粉塵濃度較高，后續(xù)測(cè)量時(shí)須對(duì)探頭反吹洗。
- 峰值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)如下圖，這些峰以不規(guī)則的時(shí)間間隔出現(xiàn)，找出峰值出現(xiàn)的原因可能會(huì)很有趣，我們推測(cè)可能與SCR脫硝裝置的清潔相關(guān)，比如超聲吹掃。
結(jié)論
節(jié)能器上游的SO3濃度為10 ppm，SO2濃度為3241 ppm，SO3和SO2濃度比為0.3％。煙氣經(jīng)過(guò)SCR裝置以后，SO3的總濃度上升了18 ppm，將SO3和SO2濃度比提高到0.86％，該值處于較高水平。總煙氣量為270 km3N/h（在160°C，0.85 bar）時(shí)，總SO3濃度為28 ppm，SO3排放量為14 kg/h。為了中和1mol的SO3，需要2mol的NH3，因此，當(dāng)前注入的60 kg/h NH3似乎過(guò)高。
針對(duì)本次試驗(yàn)的結(jié)果，我們給出以下建議：
- （1）找出SO3峰值背后的原因，并采取措施避免這些峰值的再次出現(xiàn)。
- （2）SCR催化劑轉(zhuǎn)化催化SO2生成SO3的效率偏高?？梢試L試關(guān)機(jī)清潔SCR催化劑或考慮更換。
- （3）應(yīng)減少EP除塵器上游NH3的注入，以防止EP除塵器結(jié)垢。為此，應(yīng)在EP下游連續(xù)測(cè)量SO3濃度，并逐漸減少NH3的注入以尋找NH3的最佳注入量。對(duì)于總的SO3中和，總的NH3需求量可能會(huì)高于化學(xué)計(jì)算值。
- （4）我們建議使用PentoMag®燃燒添加劑，在減少SO3的排放方面，該添加劑比注入NH3更具成本效益。 PentoMag®優(yōu)化了霧化并燃燒掉了燃燒室中的燃油，從而將固體排放降低了約50％（這可防止SCR催化劑進(jìn)一步結(jié)垢）。燃料中的釩將被轉(zhuǎn)化為釩酸鎂，可以有效抑制SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化速率。此外，PentoMag®可以中和冷凝的H2SO4，從而通過(guò)減少空氣預(yù)熱器的蒸汽消耗將出口氣體的溫度降低到120-130℃。因此，可以在不使用NH3的情況下中和SO3，同時(shí)降低燃油消耗。
補(bǔ)充材料
鍋爐運(yùn)行參數(shù)
整體而言，鍋爐運(yùn)行參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定。大約在早上03:00觀察到負(fù)載略有降低。也是從那時(shí)起，SO3峰出現(xiàn)的頻率增加了。
現(xiàn)場(chǎng)圖片
