富氧燃燒方式下煙氣中H2O和HCl對(duì)SO3生成的影響規(guī)律.pdf

1、作為全球溫室氣體的主要貢獻(xiàn)者，燃煤電站 CO2減排是全人類所共同面臨的亟需解決的難題，在涌現(xiàn)出來的諸多減少 CO2排放的碳捕獲與封存技術(shù)（CCS）當(dāng)中，富氧燃燒技術(shù)被公認(rèn)為是最富有應(yīng)用前景的CCS技術(shù)之一。由于在富氧燃燒方式下循環(huán)煙氣成分的富集，使得煙氣中 SO3等雜質(zhì)氣體的濃度是常規(guī)空氣燃燒方式下的幾倍之多，導(dǎo)致酸露點(diǎn)升高，不僅使得鍋爐本體系統(tǒng)低溫區(qū)域低溫腐蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)峻，還會(huì)影響到燃煤電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。富氧燃燒氣氛下煙氣中 SO3

2、生成特性的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果，為了進(jìn)一步探究循環(huán)煙氣成分對(duì) SO3生成的影響機(jī)理，本文通過模擬富氧燃燒氣氛分別在電加熱式水平管式爐和分段控溫垂直管式爐上進(jìn)行了均相實(shí)驗(yàn)和煤粉實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合自由基之間的基團(tuán)反應(yīng)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)來解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，深化分析了煙氣中SO3生成與消耗機(jī)理。
　　為了進(jìn)一步探究異相氣氛下 SO3生成機(jī)理，本文通過篩選兩種含硫量不同的煤種在分段控溫垂直管式爐上進(jìn)行了煤粉實(shí)驗(yàn)的研究，重點(diǎn)探究了循環(huán)煙氣中初始 SO2濃

3、度和H2O對(duì)SO3生成的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明循環(huán)煙氣中升高初始SO2濃度能夠明顯增加SO3的生成量，而H2O的添加則能夠明顯地抑制SO3的生成，且隨著H2O添加比例的增大，煙氣中 SO3的生成量有逐漸減小的趨勢(shì)，并且這種抑制作用較之均相氣氛下更為顯著，這主要是由于燃煤工況下的煙氣成分比較復(fù)雜，自由基的種類更為豐富，導(dǎo)致SO3消耗的基團(tuán)反應(yīng)更為強(qiáng)烈。此外，簡(jiǎn)要分析了煤灰中堿/堿土金屬對(duì)煙氣中生成的SO3的捕獲作用以及不同比例的H2O對(duì)煤灰固

4、硫能力的影響。
　　本文隨后在電加熱式水平管式爐上采用富氧燃燒方式下的模擬循環(huán)煙氣進(jìn)行了干式和濕式循環(huán)實(shí)驗(yàn)，以探究均相氣氛下循環(huán)煙氣成分SO2、H2O和HCl對(duì)SO3生成的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)初始 SO2濃度的升高能夠明顯增加煙氣中 SO3的生成量；然而較之干濕循環(huán)，濕式循環(huán)過程中H2O的添加能夠明顯抑制SO3的生成，主要是煙氣中H2O的添加豐富了混合煙氣中自由基的類型，使得在濕式循環(huán)中發(fā)生了更為復(fù)雜的消耗SO3的基團(tuán)反應(yīng)；兩種循環(huán)