電子束煙氣脫硫問題再探討-關于成都熱電廠電子束煙氣脫硫技

1、.：.；電子束煙氣脫硫問題再討論陳亞非(杭州華新機電工程，浙江 杭州310012)摘要：經過對的分析一文的分析，發(fā)現(xiàn)其定性的分析和闡明尚不能完全排除脫硫后煙氣中存在SO3和H2SO4剩余的能夠性；進一步的資料調研與分析闡明，出現(xiàn)當NH3添加當量比為0.5時，脫硫率(實踐是二氧化硫轉化率)達60%的景象的根本緣由既不是測試誤差，也不是HF，HCl，SO3等污染物的影響，而是現(xiàn)有設計的必然結果。關鍵詞：電子束 煙氣 脫硫 脫硝2000年第7期刊登了拙文1，于第10期又刊登了的分析2對拙文中討論的問題提出了另外的看法。在所討論的問題中，化肥捕集效果、系統(tǒng)可用率及耗電量問題應該說還是一些較次要的問題，

2、在上述兩篇文章中，大家見仁見智，都發(fā)表了本人的看法，置信讀者自會取舍。但關于電子束煙氣脫硫系統(tǒng)能否有將污染轉移的問題，即脫硫后煙氣中能否有SO3和H2SO4剩余的問題，卻是電子束脫硫系統(tǒng)的中心問題，值得再作討論。在拙文中提到有人把NH3添加當量比定義如下：式中NH3添加當量比；煙氣中硫氧化物濃度，10-6；煙氣中氮氧化物濃度，10-6；煙氣中添加氨濃度，10-6。在的分析中對這種定義方法給予了確認。確實這種定義方法勉強解釋了圖1中當NH3添加當量比為0.5時如何實現(xiàn)60%的脫硫率的問題。但是假設根據這種NH3添加當量比的定義，意味著圖1中當NH3添加當量比為0.8、脫硫率80%時的殘氨濃度將達

3、28010-6，大大超越5010-6的設計殘氨濃度。圖1 脫硫率與氨添加當量的關系3對此，的分析的解釋是：“此外，在實踐燃煤煙氣中，除SO2和NOX等主要污染物外，還有HF，HCl，SO3等污染物，它們的濃度普通均在幾十/106，這與煤種及熄滅條件等要素有關。這些污染物很容易與NH3反響生成NH4F，NH4Cl和(NH4)2SO4而被去除。在反響過程中，參與脫硫、脫硝反響的氨體積質量與添加的氨體積質量根本一致。中給出的這兩個氨體積質量之差為28010-6是按脫硫率80%、脫硝率10%及氨添加當量比0.8的情況算出的，但實踐脫硝率高于10%(約為18%)，且部分氨還用于上述3種其它污染物的脫除，

4、故煙氣中只需少量殘氨。根據上述解釋，提高的脫硝率以及HF，HCl，SO3等污染物耗費的氨以及與殘氨之和根本就是28010-6，那么我們再回過頭來看一以下圖1中當NH3添加當量比為0.5、脫硫率60%的情況吧。根據拙文中的分析與計算方法，按文獻3中所提到的設計參數：進口SOx濃度180010-6、NOx濃度40010-6來計算，當脫硫率為60%、脫硝率為10%時，實踐參與反響的SOx濃度為108010-6，NOx濃度為4010-6，相應的參與反響的氨濃度為：108010-6 2 + 4010-6=220010-6同樣思索提高的脫硝率以及HF，HCl，SO3等耗費的氨和殘氨28010-6，那么這種

5、情況下參與反響的NH3濃度為248010-6，而由于此時的NH3添加當量比為0.5，實踐參與的NH3濃度僅為：這意味著實踐參與的NH3濃度小于參與反響的NH3濃度，這顯然是不能夠的，也就是說圖1本身存在自相矛盾，解釋了脫硫率80%、脫硝率10%及氨添加當量比為0.8的情況就難以解釋脫硫率60%、脫硝率10%及氨添加當量比0.5的情況更難以解釋脫硫率50%、脫硝率10%及氨添加當量比0.4的情況。兩篇論文的分析可從表1和表2中看得更清楚。表1 根據拙文的計算結果工程10-610-6與SO2，NOx反響的，10-6實踐參與的，10-6結論進口濃度1800 400脫硫率50%、脫硝率10%時參與反響

6、物900401840相當于=0.46=0.41600參與少24010-6，不能夠實現(xiàn)50%脫硫率脫硫率60%、脫硝率10%時參與反響物1080402200 相當于=0.55=0.52000參與少20010-6，不能夠實現(xiàn)60%脫硫率脫硫率80%、脫硝率10%時參與反響物1440 40 2920 相當于=0.73=0.83200殘氨量28010-6，超標表2 根據的分析的計算結果工程10-610-6與SO2，NOx反響的10-6提高脫硝率以及與HF，HCl，SO3等反響的，10-6反響需求的總10-6實踐參與的10-6結論進口濃度1800 400脫硫率50%、脫硝率10%時參與反響物900401

7、8402802120相當于=0.53=0.41600參與少520 10-6，不能夠實現(xiàn)50%脫硫率脫硫率60%、脫硝率10%時參與反響物108040 2200 2802480相當于=0.62=0.52000參與少480 10-6，不能夠實現(xiàn)60%脫硫率脫硫率80%、脫硝率10%時參與反響物1440 40 2920 2803200相當于=0.8=0.83200實踐參與的與反響需求的總平衡，合理現(xiàn)實上，按照的分析中提到的：根據測得的煙氣量、煙氣溫度和二氧化硫濃度，當到達一定的脫硫率(實踐是二氧化硫轉化率)后，經過測定并控制煙氣中的殘氨量來確定氨添加當量比的控制邏輯很容易出現(xiàn)氨添加量缺乏而二氧化硫轉

8、化率偏高的景象，即出現(xiàn)圖1中當NH3添加當量比為0.5時，脫硫率(實踐是二氧化硫轉化率)達60%的景象。由于二氧化硫轉化率主要決議于電子束的活化效果，和NH3添加當量比關系不大，但脫硫率和NH3添加當量比的相關性就很強了，沒有足量的氨無法把已轉化的二氧化硫完全固定下來而添加足量的氨又容易導致殘氨超標，高出的部分主要以SO3和H2SO4的方式存在，部分與煙道中的金屬資料反響而呵斥煙道腐蝕，部分隨煙氣進入大氣中更直接地構成酸雨。經過進一步的調研發(fā)現(xiàn)荏原制造所懇求的專利4也作出如下陳說：由于煙氣中SOx，NOx濃度的不穩(wěn)定以及目前可到達的對添加氨濃度的控制不能做到與SOx，NOx濃度的變化完全同步，

9、為了保證當煙氣中SOx，NOx濃度為最大值時系統(tǒng)實現(xiàn)必要的脫硫脫硝效率而添加的氨量將會導致當煙氣中SOx，NOx濃度為最小值時的氨過量，即當煙氣中SOx，NOx濃度為最小值時會出現(xiàn)煙氣中殘氨量超標?！盀榱嗽诩炔唤档兔摿蛐?，又不降低脫氮效率的同時改良副產品和減少氨的漏放，“依托施加比到達目的脫硫和脫氮效率時所需氨量更少的氨量，并依托再施加不包括氨在內的堿性物質，可以到達去除那些由于缺氨而尚未反響的SOx和NOx的目的，由此，在使整個脫硫和脫氮效率堅持在高程度的同時，使副產品得到改良。4由于在成都電廠脫硫中試系統(tǒng)中沒有施加“不包括氨在內的堿性物質的設備，而電廠煙氣中的SOx和NOx濃度又不是一成

10、不變的，因此試圖既保證脫硫脫硝率不是二氧化硫轉化率，又保證殘氨濃度滿足排放規(guī)范能夠有一定困難。實踐消費過程中，為了保證殘氨濃度滿足排放規(guī)范，設計者采用了經過測定并控制煙氣中的殘氨量來確定氨添加當量比的控制邏輯，這將導致系統(tǒng)氨添加量缺乏，而此時的二氧化硫轉化率并沒有因氨添加量缺乏而降低，這也就是為什么會出現(xiàn)當NH3添加當量比為0.5時，脫硫率(實踐是二氧化硫轉化率)達60%的景象的根本緣由。它既不是測試誤差，也不是HF，HCl，SO3等污染物的影響，而是現(xiàn)有設計的必然結果。再進一步，我們可以嘗試討論一下為什么在成都電廠脫硫中試系統(tǒng)中沒有施加“不包括氨在內的堿性物質的設備呢？據荏原制造所懇求的專利

11、45引見，當煙氣中CO濃度低于SOx濃度的十倍時，就會產生有害于作物生長的氨基磺酸(NH2SO3NH4)，雖然其含量很低(僅占百分之幾)，但由此構成的肥料也會妨礙作物生長。為了在不降低脫硫效率的同時改良副產品并減少氨的泄露，專利5中提出依托施加比目的脫硫和脫氮效率所需氨量更小的氨量，并依托再施加不包括氨在內的堿性物質到達去除那些由于缺氨尚未反響的SOx和NOx的目的，由此使整個脫硫和脫氮效率堅持在高程度的同時，對副產品的pH值進展調整，抑制氨基磺酸的副作用。但是，添加不包括氨在內的堿性物質一方面會進一步降低化肥含氮率，對副產品的銷售帶來困難，另一方面帶來的更大的副效應是過量的堿性物質與硫酸銨直

12、接混合后會發(fā)生反響釋放出氨氣(為了防止在施用硫酸銨化肥后出現(xiàn)土壤板結，普通對硫酸銨化肥的運用建議是與石灰等堿性物質非混合配合運用)，這一方面將導致對環(huán)境呵斥二次污染，另一方面也更加降低了化肥含氮率。對電子束脫硫問題的討論曾經前后跨度兩年多了，也許還要繼續(xù)進展下去。經過討論，原認識中的缺乏和偏頗之處不斷呈現(xiàn)出來，使作者受害非淺，目前的認識也不一定正確，也許還有許多值得討論的地方，歡迎專家學者指正。參考文獻：陳亞非, 張奇興. 電子束煙氣脫硫假設干問題討論J. 中國電力, 2000,33(7): 7880.邰德榮, 王甲緒, 張化一. 對的分析J. 中國電力,2000,33(10): 7275.邰

13、德榮, 韓賓兵. 成都電廠電子束煙氣脫硫示范工程J. 中國電力,1998,31(11): 4247.株式會社荏原制造所. 依托用電子束輻照來處置廢氣的方法P. 中國專利: CN88108404.株式會社荏原制造所. 經過暴露于電子束之下處置廢氣的方法與安裝P. 中國專利: CN95120835.收稿日期：2003-06Re-discussions on Electron Beam Flue Gas DesulfurizationCHEN Ya-fei(Hangzhou Huaxin electromechanical engineering Corp. Ltd, Hangzhou 310012

14、, China)Abstract: Discussion about Views on the paper of indicates the views of the paper cant eliminate the possibility of remnant SO3 and H2SO4 existing in flue gas. Further datas indicate the reason leading to NH3 addition ratio is 0.5 and desulfurization ratio(in fact its the invert ratio of SO2) is 0.6 is not test error