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【应用】SO3分析仪火电厂烟气测试报告

发布人:rxzhang 来源: 发布时间:2021-06-01 11:07:34
总结
测量烟气SO3的浓度对于估算酸露点和控制下游设备的腐蚀非常重要。由于SO3是高反应性气体,其浓度通常比SO2的浓度低两个数量级,因此SO3的测量一直以来都是一个难题。Pentol SO3分析仪创新地将异丙醇吸收法改良为在线直读式,烟气样品中的SO3或H2SO4,在异丙醇水溶液中以SO42−形式存在。溶液流经氯冉酸钡床时与之发生反应,生成有颜色的氯冉酸水合物,进入检测器。当样气流量和异丙醇吸收液流量保持恒定时,氯冉酸根离子的浓度与SO42−的浓度呈相关性,即也与样气中SO3浓度呈相关性。
通过加热采样、SO2防溶解防氧化、颗粒物多级过滤、分析??楹阄?、间接比浊法测量等多个环节,降低测量过程中的误差。被广泛应用于烟气SO3浓度的测量。
2020年6月16日(星期二)和6月17日(星期三)在过热器和节能器之间进行SO3测量(390℃)。 ECO之前的SO3平均浓度为10 ppm。该测量是符合预期的。
从6月17日(星期三)下午到18日(星期四),在SCR出口处监测SO3浓度。 SCR出口处的测量结果表明,SO3的平均浓度为28 ppm。 但是,每隔30至50分钟,在很短的时间内会出现一个超过80 ppm的峰。 我们推测这与蒸汽注入或SCR设备故障有关,确切原因需由客户进一步确定。

锅炉燃烧排放信息
如下图所示,该MOK锅炉燃料为SDA(溶剂脱沥青装置)残留物,位于真空蒸馏装置之后。SDA燃料含硫量大于6%,燃烧后会导致难以去除的SO3,并且会导致下游设备的腐蚀和堵塞等。锅炉下游安装有SCR脱硝、EP除尘和FGD脱硫等装置。锅炉在大多数时间下保持全功率运行。

结果
过热器和节能器之间SO3浓度测量结果
因为本次试验使用的SO3分析仪取样探针设计最高耐温350℃(我们可以提供最高耐温为550℃的取样探针),为了?;ぬ酵凡皇芩鸹?,在过热器和节能器之间(烟气温度390℃)测量时将单次测量时间限制在15-20min,测量结果如下,三次测量结果均处于同一水平。
SCR出口处SO3浓度测量结果
SCR出口处SO3监测从6月17日13:30左右开始,一直持续到6月18日8:30,以下每张图为每3h内的SO3浓度测量结果。SCR出口处平均SO3浓度(剔除峰值)为28 ppm。
  • 红点表示峰值,由于本次测量选择的量程为50ppm,峰值均超过了该量程范围,所以实际的SO3浓度可能更高;
  • 绿点表示准确性检查,我们在该时间区间内取下了过滤器,观测到了SO3浓度读数的降低,表示本次测量结果真实可靠;
  • SO3浓度的基准线在早晨缓慢爬升至34ppm,原因是在夜间测量过程中没有对探头进行反吹洗除尘??悸堑奖敬问匝橹醒唐蟹鄢九ǘ冉细?,后续测量时须对探头反吹洗。
  • 峰值出现的时间点如下图,这些峰以不规则的时间间隔出现,找出峰值出现的原因可能会很有趣,我们推测可能与SCR脱硝装置的清洁相关,比如超声吹扫。

结论
节能器上游的SO3浓度为10 ppm,SO2浓度为3241 ppm,SO3和SO2浓度比为0.3%。烟气经过SCR装置以后,SO3的总浓度上升了18 ppm,将SO3和SO2浓度比提高到0.86%,该值处于较高水平。总烟气量为270 km3N/h(在160°C,0.85 bar)时,总SO3浓度为28 ppm,SO3排放量为14 kg/h。为了中和1mol的SO3,需要2mol的NH3,因此,当前注入的60 kg/h NH3似乎过高。
针对本次试验的结果,我们给出以下建议:
  • (1)找出SO3峰值背后的原因,并采取措施避免这些峰值的再次出现。
  • (2)SCR催化剂转化催化SO2生成SO3的效率偏高??梢猿⑹怨鼗褰郤CR催化剂或考虑更换。
  • (3)应减少EP除尘器上游NH3的注入,以防止EP除尘器结垢。为此,应在EP下游连续测量SO3浓度,并逐渐减少NH3的注入以寻找NH3的最佳注入量。对于总的SO3中和,总的NH3需求量可能会高于化学计算值。
  • (4)我们建议使用PentoMag®燃烧添加剂,在减少SO3的排放方面,该添加剂比注入NH3更具成本效益。 PentoMag®优化了雾化并燃烧掉了燃烧室中的燃油,从而将固体排放降低了约50%(这可防止SCR催化剂进一步结垢)。燃料中的钒将被转化为钒酸镁,可以有效抑制SO2转化为SO3的氧化速率。此外,PentoMag®可以中和冷凝的H2SO4,从而通过减少空气预热器的蒸汽消耗将出口气体的温度降低到120-130℃。因此,可以在不使用NH3的情况下中和SO3,同时降低燃油消耗。

补充材料
锅炉运行参数
整体而言,锅炉运行参数相对稳定。大约在早上03:00观察到负载略有降低。也是从那时起,SO3峰出现的频率增加了。
现场图片

三氧化硫分析仪

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