煤粉炉SNCR对SO3生成影响的数值模拟

沈文锋，向柏祥，张海，张扬，吕俊复



煤粉炉SNCR对SO3生成影响的数值模拟

沈文锋，向柏祥，张海，张扬，吕俊复

（清华大学热能工程系，热科学与动力工程教育部重点实验室，北京100084）

基于详细化学反应机理，利用CHEMKIN-PRO软件中的平推流反应器研究了选择性非催化还原（SNCR）脱硝过程对SO3生成作用，以及烟气中SO2、NO、O2和H2O的体积浓度对SO3生成量的影响。结果表明，氨的注入改变了SO3生成机理和主要路径，明显促进烟气中SO2向SO3氧化。在NH3的体积浓度为300 μl·L-1、SO2的体积浓度为2000 μl·L-1、停留时间1.9 s内温度从1373 K降低至573 K时，生成的SO3体积浓度大于10 μl·L-1。随着SO2体积分数的降低，生成的SO3体积浓度减小，但转化率有所增加；此外生成的SO3体积浓度随O2体积浓度、NO体积浓度和停留时间的增加而增加，随着H2O体积浓度的增加而减小。燃用高硫煤时，SNCR对SO3的生成作用必须给予重视。

选择性非催化还原；氨；二氧化硫；三氧化硫；平推流反应器

引 言

燃煤电厂中生成的硫氧化物主要为SO2，其排放浓度受到环保标准的严格控制，但少量的SO2可能进一步氧化生成SO3。研究表明，SO3对锅炉安全运行造成不利影响，可能导致水冷壁的高温腐蚀和尾部烟道受热面的低温腐蚀，以及造成选择性催化还原（SCR）催化剂和空气预热器堵塞等问题[1-4]。此外，烟气中SO3会降低烟气中汞的脱除效率[5]，烟气SO3的饱和分压很高时，即使通过湿法脱硫（FGD），也只有少部分被吸收，必须设置湿式静电除尘器，但排放的硫酸雾达到饱和蒸气压，排放后出现烟气蓝羽现象[6]，并促进PM2.5细颗粒污染物的生成[7]。……