燃煤烟气SCR脱硝系统中细颗粒物排放特性综述

燃煤烟气 SCR 脱硝系统中细颗粒物排放特性综述当前我国面临着严重的由 PM2.5 导致的严重大气污染，燃煤电厂是大气环境中 PM2.5 的主要排放源之一。燃煤电厂大规模安装的选择性催化还原(SCR)脱硝装置虽然减少了 NOx 转化生成的二次PM2.5，但却可能增加一次 PM2.5 排放，其中以硫酸(氢)铵细颗粒物排放为主，同时，也改变了 PM2.5 的物理化学特性。文中综述了 SCR 脱硝前后细颗粒物物理化学性质的变化及 SCR脱硝过程对燃煤电厂细颗粒排放特征的影响，后续除尘、湿法脱硫系统(WFGD)烟气处理系统中细颗粒物排放的影响，重点阐述了硫酸(氢)铵细颗粒物的生成转化及影响因素，同时，也对今后 SCR 脱硝过程中细颗粒物的生成及控制的讨论方向作出了进行了展望。关键词：细颗粒物；燃煤烟气；选择性催化还原脱硝；硫酸氢铵；排放燃煤电厂是大气环境中 PM2.5 的主要排放源之一，而我国燃煤电厂颗粒物污染控制普遍釆用静电除尘器，其对粒径较大颗粒物的捕集效率可达 99%以上，但却不能高效捕集细颗粒[1-4]。我国“十一五”及“十二五”规划分别提出对 SO2 及 NOx 控制要求以来，大部分燃煤电厂安装了烟气脱硫及脱硝设施，烟气净化系统转变为由脱硝系统、除尘系统及脱硫系统共同组成。在我国燃煤电厂 PM2.5 排放污染十分严重及大规模安装 SCR 脱硝装置的背景下，讨论脱硝过程中 PM2.5 转化机制具有重要意义。目前，广泛应用于燃煤电站的烟气脱硝技术是选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction，SCR)技术，通过加入还原剂 NH3 与烟气中的 NOx 在催化剂作用下反应生成 N2 和 H2O，将 NOx 无害化[5]。作 为 SCR 核 心 的 催 化 剂 ， 大 规 模 商 用 的 是 V2O5-WO3( 或MoO3)/TiO2 类 催 化 剂 。 受 到 催 化 剂 运 行 温 度 的 限 制(300℃~400℃)，SCR 脱硝装置大多布置在省煤器和空预器之间(高尘布置方式)，因此，SCR 系统烟气中含有大量燃煤飞灰。钒钛催化剂中钒氧化物是主要活性组分，具有较高的脱硝率和选择性，但同时也促进部分 SO2 氧化为 SO3[6-7]。一方面，SO3 可与 NH3、H2O 反应生成 NH4HSO4、(NH4)2SO4等硫酸盐，另一方面，SO3 还可与燃煤飞灰中游离态碱金属、碱土金属氧化物(如 CaO)反应形成金属硫酸盐，这些硫酸盐经核化凝聚作用形成亚微米级细颗粒，部分沉积于催化剂表面及孔道中，导致催化剂堵塞或腐蚀，降低催化剂脱硝效率及使用寿命[8]，增加催化剂...