在火力发电过程煤中硫元素会部分生成SO2，并进一步氧化生成的SO3。由于SO3性质活泼且不易准确测量，因此现有气体污染物排放标准多是针对SO2或整体硫氧化物设定。但研究表明SO3电厂设备和大气环境的危害更加严重，不容忽视。目前对于燃煤锅炉SO2转化生成SO3的机理研究和模拟计算较多，而且大多数着眼于SO2直接和O2反应或SCR装置中反应生成SO3这两个方面，对一些特殊条件下SO3转化规律缺乏定量分析，例如燃烧高碱煤对SCR催化剂造成一定影响后，以及电厂飞灰在不同运行工况下对SO3生成的催化作用。因此，本文对电厂SO3的具体生成情况进行试验研究，为SO3的减排提供理论基础，可以增强实际生产和节能环保工作的有效开展。
本文首先以电厂实际商用SCR催化剂为研究对象，并向其中负载不同形态（Na2O和Na2SO4）和不同剂量（1％和3％）的碱金属钠化合物，模拟SCR催化剂的多种运行工况，在一维管式炉中进行SO3异相催化生成的试验和脱硝性能试验。结果表明，在250～490℃之间SO3的生成率随温度升高而提高;随SO2入口浓度增加而降低，但SO3生成量增加;随空速增加而降低。另一方面，氧化钠会同时降低SCR对SO3生成以及NO还原的催化作用;硫酸钠会提高SCR催化剂对SO3生成的影响，降低脱硝效率;结合催化剂形貌分析，进一步证实了这一结果是受到金属钠化合物对催化剂酸性位和活性组分以及表面结构的影响。
本文还以五种电厂实际用煤煅烧成灰作为研究对象，在一维管式炉内进行SO3异相催化生成试验，研究不同组分飞灰对SO3生成的催化作用效果。结果显示，不同煤种飞灰中氧化铁相对于其他几种煤种主要碱金属、碱土金属氧化的含量越高，对SO3生成的催化作用越强。之后选取各种氧化物组分相对均衡的织金沙子作为重点研究对象，向其中添加不同计量的氧化铁，同时结合氧化铁/分子筛催化剂对SO3生成的影响，进一步得出氧化铁对SO3生成的促进作用随温度和氧化铁含量的增加都呈现先增大后减小趋势，原因是，温度或含量过高时，氧化铁会发生烧结，催化作用受到一定抑制。最后还对飞灰可能进入到SCR系统中这一现象进行了试验研究，结果显示，飞灰会在一定程度上降低SCR对SO3生成的催化作用，因为飞灰对SO3生成的催化作用本身就小于SCR催化剂。
- 作 者：
- 孙晓婉
- 学科专业：
- 动力工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华北电力大学(北京)
- 导师姓名：
- 肖海平闫大海
- 学位年度：
- 2017
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
