脱硫净烟气调质天然碱脱除SO3的过程及机理研究

With the increasing of the SCR denitrification technology in coal fired power plant，the control of SO3 is imperative. Based on the higher reactivity of NaHCO3 and the lower cost of trona，this project put forward a new technology to control the pollution of the SO3。The CO2 in purified flue gas is used to modify trona，impel the conversion of trona to NaHCO3，then achieve the project of efficient removal of SO3. Firstly，the trona condition characteristics is will be studied to analyze and describe the reaction path of trona and CO2 , and to reveal its mechanism, through the characterization the Chemical Composition and surface microstructure of the products. Secondly, decomposition property of trona and the modified products is researched to clarify the decomposition mechanism, obtain the pyrolysis kinetic model, which lay a foundation for the removal of SO3. Lastly, develop the study of SO3 removal character, get the optimum conditions of the SO3 removal, clarify the effect of SO2 on SO3 removal, reveal the competition reaction mechanism between SO2 and SO3. Comprehensively investigate the process of trona condition, decomposition and reaction with SO3, to describe the whole reaction path. Finally, the mathematical model of trona injection to remove SO3 will be build, provide basic data and theory reference for the industrial application of this technology.

随着燃煤电厂SCR脱硝工艺的逐渐普及，SO3的控制已经迫在眉睫。基于NaHCO3具有高反应活性而天然碱具有价格优势的事实，本项目提出利用脱硫净烟气中的CO2对天然碱进行调质，促使天然碱向NaHCO3进行转化，进而实现SO3高效脱除的技术思路。本项目首先研究天然碱的调质特性，对天然碱向NaHCO3转化的路径进行剖析和描述，通过对反应产物化学组成和表面微观结构的表征，揭示脱硫净烟气调质天然碱的机理；然后研究天然碱及其调质产物在烟气中的分解特性，阐明热解机理，得到热解动力学模型，为其脱除SO3奠定基础；最后开展SO3脱除特性的研究，获得适于SO3脱除的反应条件；阐明SO2对SO3脱除过程的影响，揭示SO2和SO3的竞争反应机制。综合考察天然碱调质-热解-反应的各阶段，完成反应路径的完整描述，建立调质改性后天然碱脱除烟气中SO3的数学模型，为其工程应用提供可靠的基础数据和理论参考。

随着燃煤电厂SCR脱硝工艺的应用，烟气中SO3的含量明显增加。电站空预器已经出现腐蚀和堵塞等问题，因此SO3的控制已经迫在眉睫。基于NaHCO3具有高反应活性而天然碱具有价格优势的事实，本项目提出利用脱硫净烟气中的CO2对天然碱进行调质，促使天然碱向NaHCO3进行转化，进而实现SO3高效脱除的技术思路。本项目首先研究了天然碱的调质特性，对天然碱向NaHCO3转化的路径进行了描述，并对反应产物的化学组成和表面微观结构的进行了表征，得到了天然碱调质的数学模型，失活模型能较好的对调质过程进行模拟；然后研究了碳酸氢钠、天然碱及其调质产物在烟气中的热分解特性，得到了热解动力学模型，热解后表面形成多孔结构且比表面积增加，为其高效脱除SO3奠定了基础；最后在沉降炉上开展了SO3脱除特性的研究，得到了天然碱脱除SO3的基本规律；摩尔比为1.5时，可达96.2%脱除效率；摩尔比为1.2时，调质后脱除效率提高了8.2%。研究表明，利用脱硫后净烟气中的CO2可以实现天然碱中碳酸钠向碳酸氢钠的转化，在几乎不增加成本的情况下提高了吸收剂的反应活性，有利于SO3脱除反应的进行，为低成本SO3的脱除提供了新的方法。