SO2_SO3和H2O对烟气露点温度影响的研究.pdf

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第17卷第1期
环境科学学报
ol.17,No.1
199了年1月
ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE
Jan.,1997
x77.、SO-、SO.和.O对烟气露点
温度影响的研究
李彦式ˇ徐旭常
潸华大学热能工程系,煤的高效低污染技术国家重点实验室,北京100084)
冥研究了不同浓度的SO2对空气点的影响,从而为姻气点的准确确定提供了依据?研究结果表明,
SO2的分压对寡点的影响常不超过1K,而S()的分压是决定含氧化碗的烟气第点的主要因素.烟气脱硫的增
湿活化技术的机理看来不是SO2溶于烟气中的水滴?然后被Ca0吸收应作进一步研究探讨
关词SO2SO3路点;溶解度计算方法
I工程背景
乙
2ン
在锅炉的设评和运行中,排烟温度是影响锅炉效率和安全运行的重要因素之一い-,排烟
温度的降低对于效率的提高无疑是有利的,但是,排烟温度受到烟气露点的制约,如果排烟温
度过低,会使低温受热面在壁温低于露点以下的部分有大量硫酸蒸汽凝结,引起该处受热面金
属的严重腐蚀,严重时几个月须更换受热面,经济损失巨大,此外,空气预热器腐蚀洞穿,还导
致热空气温度下降,影响磨煤机的出力,凝结下来的硫酸液还与受热面上的积灰起化学反应,
引起积灰硬化,时间长了会导致堵灰,堵灰使烟道阻力增大,迫使引风机出力下降,炉膛负压不
能维持,使燃烧条件恶化.为了避免上述现象的发生,必须将排烟温度维持在烟气露点以上
受多方面因素的影响,烟气露点较相同水蒸汽分压下的空气露点有较大的提高,目前使用
最为普遍的计算烟气露点的公式见文献[1].其计算式是一个纯经验的公式,考虑了碗份和飞
灰对烟气露点的影响,其中硫以氧化物的形式起了关键性的作用,关于SO3对露点的影响已
有前人做了大量的研究工作、而烟气中浓度大的SO2对解点的影响还未有人涉足,有关文献
几乎为零,本文试图就这方面作一些探素、从而为确定烟气露点提供依据
2实验装与测量
本文的结果是在如图1所示的实验系统上通过测量得出来的,如图所示,SO2标准气由贮
气钢瓶的压力推动流入实验段,并和压气机送来的空气相混合、并进一步与烧瓶中蒸汽相混
合,一起进入测量管.SO2标准气和空气流量分别由转子流量计进行计量.水蒸汽的蒸发量由
调压器调节电炉的发热量来控制,探头由湿敏元件和铜-康铜热电偶组成·该探头有一定的抗
灰抗腐蚀性,可用来测量含灰烟气露点.探头中湿敏元件采到的湿度信号经混度变换器变换为
电流信号,电流信号由数字电流表读出、当该信号值为10mA时水蒸汽达到惚和,该值对应的
温度即为露点.探头中热电偶采到的温度信号由数字温度计读出.
第一作者简介;女,40岁,副教投
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李彦等:SO2,SO2和JHO对烟气露点温度影响的研究
在测量时,将调压器憕于一定的电压输出状态
保持水蒸汽的蒸发載为定值.SO2标准气与空气的
总流量也保持为定值,以使测量管内水蒸汽的分压
9
为定值·通过改变SO2标准气与空气的流量比例来
调节测量管中SO2的浓度,含有水蒸汽的混合气在
???凤?
通过测量管的过程中由于管壁的散热而冷却,其中
別量系統示
的水蒸汽发生凝结,在测量管中来回移动探头?寻找1.贮气瓶(SO2标准气)2压阀3,转子流计
结露点,检取不同SO2浓度下的露点.测多组数据,4.采样气泵5.烧瓶6.电炉7.调压器
取其算术平均值.当一个工祝测完后,调压器置于另
E.量管9.探头10.湿度变换器
电压输出状态,重复上述过程,测得另一水蒸汽分
11.数字电流表12.数字滤度计
压下的数据
Pg- I Experiment System
3实验结泉与分折
本实验测得的结果见图2,由图2可见,SO)2对露点的影响很小,在相当大的浓度范围内
点的波动不超过1K,一般情况下可以忽略.
SO2在烟气中的浓度虽远大于SO3,但对露点温度的影响却远小于SO,这是因为在接近
露点温度时·SO在烟气中几乎完全溶解于水蒸汽,即图3所示的X=1,疏酸蒸汽的分压
0,就等于SO:的分压x,:而SO2的分压Ppx2員远大于Prn但SO2在烟气中极少溶解于
水蒸汽分压pM.o=7576
水燕汽分压PH.=6432Pa
水蒸汽分压
6007 PA
36
5001
s02浓度,pmn
T, C
2不同水汽分压下点与S0O2浓度的关系3SO转变为镜酸系汽的份额与温度的关系
Fig2 Dew point-s02 concentration relation at
Eig.3 Relation between share of sulfuric arid vapor
different partial pressures of water vapor
transforming from $0; and temperalure
水蒸汽能成为亚硫酸蒸汽,即亚硫酸蒸汽的分压so.接近于零,因而不能提高烟气的露点温
度.因此也可以说明,增湿活化法提高烟气中CaO的脱硫效率和钙利用率的原因也不是因为
SO2溶解于水滴,而是有另外的机理.这是非常值得今后作进一步研究和探讨的
如果试图控制烟气露点的话,应该将着重点放在控SO的生成上,亦即SO2向SO03的
转化上、根据研究,烟气生成的SO量不仅与燃料硫分有关,而且与火烙温度,燃烧热强度,燃
烧空气量,飞灰性质与数量,以及锅炉受热面的催化作用等有关,因此,可以采取以下措施来控
制SO:生成.(1)燃料脱硫,使燃料中含碗量降到一个非常低的水平、(2)改善燃烧方法以减少
烟气中SO:的含量-(3)加入添加剂与烟气中的SO3发生反应,就目前实际情况来看,只有措
適(2)是较为可行和较为经济的方案,如采用低过量空气系数运行·尾部受热面定期吹灰,降低