一种烟气中三氧化硫脱除系统技术方案

本发明专利技术提供了一种烟气中三氧化硫脱除系统，利用特定波长的光线对烟气进行照射，使烟气中的三氧化硫分解成SO2和O2，包括安装在烟道内的光源装置、供电保护装置和安装在烟道外的电源控制装置，灯管灯光的波长为180

【技术实现步骤摘要】
一种烟气中三氧化硫脱除系统


[0001]本专利技术涉及火力发电环保工艺领域，特别是一种烟气中三氧化硫脱除系统。

技术介绍

[0002]烟气中SO3来源主要有两种，一是含硫燃料燃烧时产生，约占硫氧化物的0.5
‑
1.5%；二是烟气中的SO2经SCR脱硝催化剂催化反应后转化成SO3，约占烟气中硫氧化物的0.5
‑
2.0%。烟气中的SO3与SCR脱硝装置逃逸出来的NH3反应会生成硫酸氢铵（NH4HSO4）,也就是通常说的ABS（ammonium bisulfate）。硫酸氢铵的露点温度是147℃，当温度降低到这个温度以下时，其以液体形式在物体表面聚集或以液滴形式分散于烟气中。具有极强的吸附性，会造成大量灰分在空气预热器沉降，引起空气预热器堵塞及阻力上升，换热效率下降，同时还会造成空气预热器腐蚀穿孔，影响设施使用寿命。ABS随烟气流到后面的除尘器中，还会造成除尘设施飞尘粘附，堵塞除尘布袋。从现有的烟气脱硝装置运行经验可知，ABS已成为SCR脱硝技术最大的负面影响，对用户生产系统造成令人头痛的影响和损失。要减轻其危害，就要设法降低脱硝后烟气中的SO3和NH3的浓度。但要维持较高的脱硝效率，就必须有过量的NH3，氨逃逸不可能降为零，有一定的最低值。而只要烟气有SO3，就会形成ABS。降低烟气中SO3浓度，才能更有效地减少ABS的生成。
[0003]专利号为CN105879620A公开了一种用于烟气净化的两级烟气三氧化硫脱除装置及方法，但是该方法需喷入多种物料，运行成本高，且仍然存在腐蚀和加重堵塞风险；国内科技人员对此进行了许多研究，比如采用向烟气中喷入镁基或钙基吸附剂，吸附烟气中的SO3，还有研究采用电晕放电使烟气中SO3分解的。但匀因效果不好、经济性差和安全问题等没有被普及。本专利技术即在这样的背景下进行新的尝试和研发，提出新的思路和系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于改善烟气氛围，降低烟气中ABS在空气预热器上粘附、堵塞和腐蚀，提高空气预热器的使用寿命的烟气三氧化硫（SO3）脱除系统。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种烟气中SO3脱除系统，利用特定波长的光线对烟气进行照射，使烟气中的SO3分解成SO2和O2，包括安装在烟道内的光源装置、供电保护装置和安装在烟道外的电源控制装置，进一步，所述灯管灯光的波长为180
‑
250nm。优选地，灯光的波长为200
‑
220nm。特定波长的光波才能有高的分解效率。
[0006]进一步，所述光源装置和供电保护装置均安装在SCR脱硝反应器内下层脱硝催化剂支撑梁的下方。
[0007]进一步，所述光源装置和供电保护装置还可安装在脱硝反应器内首层催化剂的上方或者喷氨格栅前后的烟道空阔处，可单独在某一处安装，也可两处或多处同时安装使用。
[0008]进一步，所述光源装置包括灯管、灯座和保护罩，灯管和灯座安装在保护罩下面，保护罩为半圆形钢管壳保护罩；阻挡含尘烟气对灯管和灯座的冲涮和磨蚀，对石英灯管起
到保护作用，延长其使用寿命。
[0009]进一步，所述灯管为耐高温的石英灯管材质；所述灯座为耐高温的陶瓷和金属材质，灯座耐温500℃以上。
[0010]进一步，所述供电保护装置包括：电源线和用于穿线的水冷夹套管；电源线穿设在水冷夹套管的中心，水冷夹套管的夹套内流通冷却水，水冷夹套管的中心通压缩空气，压缩空气从与灯座相接处流出，喷向灯座和灯管。优选地，水冷夹套管主要用于对电源线进行保护，将电源线穿设在水冷夹套管的中心，水冷夹套管的夹套内流通冷却液，冷却液起到降温的效果，同时水冷夹套管的中心流通压缩空气，进一步降温，双重保护其内的电源线。同时中心管内的压缩空气从与灯座相接处流出，喷向灯座和灯管，对灯管、灯座和电源线进行吹扫和冷却，更进一步的降低高温对电源线的损坏，提高其使用寿命，同时防止灯管上积灰。
[0011]进一步，所述水冷夹套管的炉外一端设有冷却水进口管阀，末端设有冷却水回水支管，汇集成一根总回水管引出反应器后装设出水管阀。优选地，水冷夹套管接不间断水源，采用循环冷却水或工业水，进口管阀和出水管阀均为电动阀门，并与锅炉（窑炉）引风机联动，防止锅炉启动后忘记开冷却水，高温烧坏电线。
[0012]进一步，所述水冷夹套管的中心管在反应器外接进气管，进气管上设有电动阀。进气电动阀与锅炉（窑炉）引风机联动，以防止锅炉（窑炉）启动后忘记开压缩空气，高温损坏电线和灯管。
[0013]进一步，所述电源控制装置安装在脱硝反应器外平台上，或安装于锅炉控制室；可以同时进行手动启停，或与锅炉联动，实现自动启停；冷却水进、出口电动阀和压缩空气进气电动阀与引风机的联动控制可在原锅炉控制系统内增加元件和程序块实现。
[0014]本专利技术原理为：脱硝后烟气中形成的ABS对空气预热器的腐蚀和堵塞影响，ABS的形成与烟气中SO3和NH3的浓度有紧密关系，图5是空气预热器入口烟气中NH3与SO3浓度对空气预热器的影响：区域I，不需要任何措施，为安全运行区域；区域II，可能会发生轻微的堵塞和腐蚀，不需要经常的水冲洗；区域III，硫酸氢氨的堵塞和腐蚀非常危险，需要频繁的水冲洗；区域IV，将随时导致机组停运。我国相关技术规范规定，SCR烟气脱硝要求控制脱硝后氨逃逸不高于3ppm。而根据相关研究，燃烧后烟气中SO2与SO3的比率约为100：1，而SCR脱硝催化剂会促进SO2转化为SO3，一般要求转化率小于1%。当烟气中SO2浓度为1500ppm时，经脱硝后烟气中SO3浓度可能达到30ppm。从图5可以看到，当NH3为3ppm、SO3为30ppm时，已处于ZONE
ꢀⅢ
区域，非常容易产生堵塞和腐蚀。要改善这一状况，只有降低烟气中NH3和SO3浓度。要保证高的脱硝效率，一定量的氨过剩量是必须的，3ppm是规范规定限值。只能设法降低烟气中SO3浓度。如果能降低烟气中SO3浓度值的三分之一左右，使之小于20ppm，从图5可看出就处于区域Ⅲ之外进入区域Ⅱ了，堵塞和腐蚀风险就较低了。
[0015]SO3在特定波长光波照射下，可分解成SO2和O2，这是一个可逆反应，且正逆向反应吸收不同波长光波。反应式为：2 SO3+hv(λ1)2SO2+O2+hv(λ2)其反应常数与波长关系式如下:
式中：
△
r
G
om
为光反应的吉布斯自由能变，R为气体常数（值8.314），T为气体绝对温度，K
po
为标准平衡常数，λ1和λ2分别为分解反应和合成反应的吸收光波长。
[0016]经研究，λ1=211nm时SO3分解率最高，λ2=278nm时SO2合成率最高。在300
‑
600OF时，211nm波长光波照射下，SO3最高分解率可达50%。可以满足上述的要求，将脱硝后烟气状态从区域Ⅲ变为区域Ⅱ，降为低风险区。
[0017]在脱硝反应器最下层的催化剂支撑小梁下安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气中三氧化硫脱除系统，其特征在于：利用特定波长的光线对烟气进行照射，使烟气中的三氧化硫分解成SO2和O2，包括安装在烟道内的光源装置、供电保护装置和安装在烟道外的电源控制装置，所述灯管灯光的波长为180
‑
250nm。2.根据权利要求1所述的烟气中三氧化硫脱除系统，其特征在于：所述光源装置和供电保护装置均安装在SCR脱硝反应器内下层脱硝催化剂支撑梁的下方。3.根据权利要求1所述的烟气中三氧化硫脱除系统，其特征在于：所述光源装置和供电保护装置安装在脱硝反应器内首层催化剂的上方或者喷氨格栅前后的烟道空阔处，可单独在某一处安装，也可两处或多处同时安装使用。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的烟气中三氧化硫脱除系统，其特征在于：所述光源装置包括灯管、灯座和保护罩，灯管和灯座安装在保护罩下面，保护罩为半圆形钢管壳保护罩。5.根据权利要求4所述的烟气中三氧化硫脱除系统，其特征在于：所述灯管为耐高温的石英灯管材质；所述灯座为耐高温的陶瓷和金属材质，灯座耐温500℃以上。6.根据权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：彭峻，易作宏，彭伟，
申请(专利权)人：湖南安普诺环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：