鍋爐煙氣中的SO3對周圍環(huán)境及下游設備危害較大，采用低低溫電除塵器加濕式電除塵器技術能基本脫除煙氣中的SO3，能達到環(huán)保要求。

1引言

鍋爐排放煙氣中的SO3不但會影響機組的安全運行和效率，還會對周圍大氣環(huán)境造成污染。目前，火電廠煙囪出口經(jīng)常出現(xiàn)冒“藍煙”現(xiàn)象（對于燃燒高硫煤和安裝選擇性催化還原脫硝裝置SCR的鍋爐，這種現(xiàn)象尤為明顯），主要是由煙氣中SO3產(chǎn)生的酸性氣溶膠造成的。氣溶膠是由于煙氣中的SO3與煙氣中的水分反應生成的氣溶膠狀態(tài)的硫酸液滴，能影響大氣能見度，是造成霧霾天氣的“元兇”之一。

2 SO3的脫除技術

如何抑制SO3的產(chǎn)生和脫除煙氣中的SO3，將會成為今后煙氣治理中的一個重要課題。目前世界上煙氣治理技術中出現(xiàn)了多種新技術，其中采用低低溫電除塵器技術和濕式電除塵技術是脫除SO3的比較先進的技術，并經(jīng)電廠運行實踐證明是比較有效的技術。

2.1 低低溫電除塵器技術

低低溫電除塵技術是將電除塵器入口煙氣溫度降低至酸露點溫度以下，氣態(tài)SO3轉(zhuǎn)化為液態(tài)的硫酸霧黏附在飛灰上并被堿性物質(zhì)中和，大幅降低飛灰的比電阻，從而大幅度提高除塵效率，同時去除煙氣中大部分的SO3。

a.低低溫電除塵脫除SO3的原理

在電除塵器進口煙道設置低溫省煤器，以降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點溫度以下（一般在90℃左右），這樣煙氣通過低溫省煤器時，隨著煙氣溫度的降低，煙氣中大部分的SO3冷凝形成硫酸霧；而此處煙氣含塵濃度高，一般為15～25g/m3或更高，粉塵粒徑僅有20μm左右，比表面積可達2700~3500cm2/g，因而總表面積很大，SO3容易粘附在飛灰表面并被堿性物質(zhì)中和，飛灰特性得到很大改善，比電阻大大降低，從而大幅提高除塵效率。同時煙氣中的SO3也隨飛灰被低低溫除塵器脫除。

B.低低溫除塵器大幅降低了飛灰的比電阻從而提高了除塵效率

因為飛灰是一種松散顆粒的聚合體,飛灰的電阻率是指單位面積單位厚度的飛灰的電阻, 稱作比電阻，它是衡量飛灰導電性能的重要指標。飛灰的導電過程可以看作是電流沿塵粒內(nèi)部和塵粒表面兩條路徑經(jīng)過粉塵層, 也就是飛灰的比電阻是體積比電阻和表面比電阻的并聯(lián)電阻。

電除塵器煙氣溫度對飛灰比電阻影響很大，采用低低溫電除塵器時，煙氣溫度較低，在煙氣酸露點以下，SO3以液態(tài)形式被吸附在飛灰表面，飛灰導電以表面導電為主，此時表面比電阻大為降低，飛灰很容易被電除塵捕捉而除去，從而煙氣中的SO3也隨之被除去。

c.低低溫電除塵的布置形式

目前，燃煤電廠的低低溫電除塵系統(tǒng)典型布置方式主要有兩種：一種在電除塵器前布置低溫省煤器，將熱量回收至機組凝結水，這種方式具有節(jié)能的效果，是目前國內(nèi)采用的主要工藝路線。一種在電除塵器前布置MGGH，將煙氣溫度降低，同時將煙氣中回收的熱量傳送至濕法脫硫系統(tǒng)后的再加熱器，提高煙囪煙氣溫度，該工藝路線在日本應用非常廣泛。

d.煙氣中SO3的脫除效率

SO3的脫除效率與煙氣中的灰硫比有關，所謂灰硫比CD / S是指飛灰濃度(mg/m3)與SO3 濃度(mg/m3)之比：CD / S=

式中：

CD/S ——灰硫比值；

C D ——煙氣冷卻器入口粉塵濃度，mg/m3；

CSO3 ——煙氣冷卻器入口SO3濃度，mg/m3；

因為電除塵器入口含塵濃度越高，粉塵總表面積越大，硫酸霧更容易凝結附著在飛灰表面，通常情況下SO3的去除率通?？蛇_90%以上。研究發(fā)現(xiàn)當灰硫比大于100時，煙氣中SO3去除率最高可達到95%以上，SO3質(zhì)量濃度將低于3.57mg/m3。

e.低溫腐蝕問題

由于煙氣溫度被降低至90℃左右，低于酸露點，使煙氣中的大部分SO3在換熱器中冷凝，形成具有腐蝕性的硫酸霧。關于煙氣溫度低于酸露點溫度是否引起低溫腐蝕問題，研究結果顯示，合適的ESP入口粉塵濃度可以保證SO3凝聚在粉塵表面，不會發(fā)生設備腐蝕。

這是由于除塵器進口的煙氣中飛灰濃度很高、表面積很大，這為硫酸霧的凝結附著提供了良好的條件，另外灰中的堿性氧化物也會和SO3反應，煙氣中的SO3大部分被除去了（灰硫比(D/S)>100時，去除率可達到95%以上），煙氣中SO3含量的大幅減少，煙氣酸露點溫度也大幅降低，這都會減少煙氣對管壁的腐蝕。

三菱重工的研究結果顯示，當灰硫比大于10時，腐蝕率幾乎為零，三菱重工已交付的火電廠的低低溫電除塵器灰硫比一般遠大于100，都沒有低溫腐蝕問題。

低低溫電除塵器目前多應用于低硫煤。在IHI(石川島播磨)的業(yè)績中，對應的煤種含硫量最高為1.17%。美國應用的低低溫電除塵器中，有電除塵器入口SO3氣體濃度為51.5mg/Nm3的報道。日本日立在實驗室完成了SO3氣體濃度為143mg/Nm3，降溫后SO3氣體濃度為0.286mg/Nm3的試驗。由于燃煤含硫量越高，煙氣中的SO3濃度越高，其對應的酸露點溫度就越高，發(fā)生腐蝕的風險會增加。低低溫電除塵器對高硫煤的腐蝕情況還有待進一步研究。

采用低低溫電除塵器灰硫比(D/S)推薦值：煙氣灰硫比(D/S)宜大于100。

對于高硫、低灰煤種，如灰硫比（D/S）≤50，硫酸霧可能未被完全吸附，則應考慮低溫腐蝕的風險，可采取燃用混煤的方式提高灰硫比。

總之，低低溫電除塵器一般不存在腐蝕問題，但對高硫煤工況尚未見工程應用。

2.3?濕式電除塵器技術

濕式電除塵器是布置在濕法脫硫系統(tǒng)后、煙囪進口的煙氣凈化設備，它的工作原理是：金屬放電線在直流高電壓的作用下，將其周圍氣體電離，使粉塵或霧滴粒子表面荷電，荷電粒子在電場力的作用下向收塵極運動，并沉積在收塵極上，水流從集塵板頂端流下，在集塵板上形成一層均勻穩(wěn)定的水膜，將板上的顆粒帶走。濕式電除塵器與干式電除塵器的除塵原理相同，都要經(jīng)歷荷電、收集和清灰三個階段，而不同的是，濕式電除塵器采用液體沖刷集塵極表面來進行清灰。

在濕式電除塵器中，水霧使粉塵凝并，并與粉塵在電場中一起荷電，一起被收集，收集到極板上的水霧形成水膜，水膜使極板清灰，保持極板潔凈。同時由于煙氣溫度降低及含濕量增高，粉塵比電阻大幅度下降，因此濕式電除塵器的工作狀態(tài)非常穩(wěn)定。

雖然濕式電除塵器是作為解決濕法脫硫帶來的石膏雨問題、為滿足火電廠煙氣超低排放而增加的設備，它的主要作用是為了進一步除塵，使煙塵排放達10mg/m3甚至5mg/m3以下。但同時，濕式除塵器又能有效收集微細顆粒物(PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠)、重金屬(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有機污染物(多環(huán)芳烴、二惡英)等，實現(xiàn)超低排放。

濕式電除塵器脫除SO3的原理是：因濕式除塵器采用噴霧沖洗極板上吸附的灰塵，所以在濕式除塵器中煙氣溫度進一步降低，濕度進一步增大，煙氣中殘存的SO3進一步凝結成液態(tài)酸霧而被濕式除塵器高壓電場荷電，被捕捉到極板上而除去。

根據(jù)相關研究，一個電場的濕式電除塵器對SO3酸霧的脫除效率能達到70%，兩個電場的濕式除塵器能達到80%。初步測算，一套1000MW 機組安裝濕式電除塵器后每年可減排SO3 約 310t。

濕式電除塵器在滿足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到業(yè)內(nèi)專家一致認可，環(huán)境保護部在《環(huán)境空氣細顆粒物污染防治技術政策(試行)》(征求意見稿)中明確指出：鼓勵火電企業(yè)采用濕式電除塵等新技術，防止脫硫造成的“石膏雨”污染。

3 結論

采用低低溫電除塵器和濕式電除塵技術能夠脫除火電廠排放的煙氣中的SO3，該技術可作為環(huán)保型燃煤電廠的首選工藝，也可與其它成熟技術優(yōu)化組合，具有顯著的經(jīng)濟效益和廣闊的市場前景。