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【應(yīng)用】SO3分析儀火電廠煙氣測試報(bào)告

發(fā)布人:rxzhang 來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-06-01 11:07:34
總結(jié)
測量煙氣SO3的濃度對于估算酸露點(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的測量一直以來都是一個(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。
通過加熱采樣、SO2防溶解防氧化、顆粒物多級(jí)過濾、分析模塊恒溫、間接比濁法測量等多個(gè)環(huán)節(jié),降低測量過程中的誤差。被廣泛應(yīng)用于煙氣SO3濃度的測量。
2020年6月16日(星期二)和6月17日(星期三)在過熱器和節(jié)能器之間進(jìn)行SO3測量(390℃)。 ECO之前的SO3平均濃度為10 ppm。該測量是符合預(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SO3濃度。 SCR出口處的測量結(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80 ppm的峰。 我們推測這與蒸汽注入或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
過熱器和節(jié)能器之間SO3濃度測量結(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,在過熱器和節(jié)能器之間(煙氣溫度390℃)測量時(shí)將單次測量時(shí)間限制在15-20min,測量結(jié)果如下,三次測量結(jié)果均處于同一水平。
SCR出口處SO3濃度測量結(jié)果
SCR出口處SO3監(jiān)測從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,由于本次測量選擇的量程為50ppm,峰值均超過了該量程范圍,所以實(shí)際的SO3濃度可能更高;
  • 綠點(diǎn)表示準(zhǔn)確性檢查,我們在該時(shí)間區(qū)間內(nèi)取下了過濾器,觀測到了SO3濃度讀數(shù)的降低,表示本次測量結(jié)果真實(shí)可靠;
  • SO3濃度的基準(zhǔn)線在早晨緩慢爬升至34ppm,原因是在夜間測量過程中沒有對探頭進(jìn)行反吹洗除塵。考慮到本次試驗(yàn)中煙氣中粉塵濃度較高,后續(xù)測量時(shí)須對探頭反吹洗。
  • 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??偀煔饬繛?70 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似乎過高。
針對本次試驗(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)測量SO3濃度,并逐漸減少NH3的注入以尋找NH3的最佳注入量。對于總的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)場圖片

三氧化硫分析儀

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