随着燃煤电力行业超低排放改造的实施,截至2019年底,燃煤机组的SCR脱硝装置安装率接近100%。SCR脱硝装置的大量加装,导致燃煤烟气中SO3浓度显著增加,导致腐蚀设备、堵塞空气预热器,对设备的运行产生不利影响,引起有色烟羽,产生不良环境问题,因此控制烟气中SO3排放具有非常重要的意义。准确检测SO3是控制SO3的前提,然而SO3性质活泼,比SO2浓度低约两个数量级,导致准确测量很困难,因此亟需探索SO3检测的影响因素,探寻降低测试误差的方法。目前,SO3的生成机制尚不明确,需要深入探索以期为源头削减SO3提供理论依据。另外,在SO3脱除工艺中碱性吸附剂的利用率较低,亟待探究工艺过程影响因素。论文主要研究内容和结论如下。(1)探究了异丙醇吸收法在线检测SO3的影响因素,发现SO3的测量误差主要来源于两方面。一方面来自仪器,包括蠕动泵管变形、气泡和氯冉酸钡泄露,这些误差可以通过调整优化仪器来消除;另一方面来自组分性质,包括采样气体的流量误差、IPA溶液的挥发损失、SO3的副反应和SO2的氧化反应,针对这四个误差来源分别提出了修正系数,建立了修正公式,用于修正SO3浓度。仪器优化结合修正公式显著降低了 SO3测量误差,在考查的10～40 ppm范围内测量误差从25～54%减小到25%以内,尤其在20ppm以上时,误差降低到了 5%以内。(2)探究了 SO3在V2O5/TiO2催化剂表面生成的影响因素,获得了 SO3生成的动力学参数,O2、SO2和SO3的表观反应级数分别为0、0.77和-0.19,表观活化能为74.3kJ/mol。通过测试不同温度下的SO2转化量,SO3生成量和硫酸盐沉积量,阐明了不同温度下SO2氧化产物的赋存形态。270℃以上氧化产物以气态SO3为主,270℃以下氧化产物以沉积的NH4HSO4为主。气态SO3和NH4HSO4的总平均反应速率随着温度升高先下降然后上升,最低点出现在250～270℃附近。(3)研究了 V2O5/TiO2催化剂表面SO2吸附、氧化和脱附过程。揭示了 SO3的生成机理,气态SO2先通过载体表面的羟基化学吸附在载体表面,同时释放H2O,化学吸附态的SO2被V5+氧化三齿硫酸盐,同时V5+被还原成V3+,三齿硫酸盐分解脱附生成气态SO3,V3+在O2作用下转化为V5+。三齿硫酸盐是关键中间产物,在150℃以上开始生成,在270℃以上开始分解脱附生成气态SO3。探明了烟气复杂气氛对SO3生成的影响,NOx有明显的促进作用,源于NO2将V3+氧化为V5+;H2O有轻微抑制作用,NH3有强烈的抑制作用,源于它们与三齿硫酸盐结合生成了更稳定的二齿硫酸盐和硫铵盐。明确了低温下硫酸氢铵的形成有两条路径,先氧化后铵化和先铵化后氧化。(4)探索了 Ca(OH)2、MgO和NaHCO3三种碱性吸附剂吸附SO3的影响因素。提出了不同吸附剂的适用温度窗口,Ca(OH)2在500℃及以上的高温区使用,MgO在320℃及以下的低温区使用,NaHCO3应避免在180～260℃范围内使用。NaHCO3吸附SO3的利用率接近100%,反应过程符合缩核模型。而Ca(OH)2和MgO吸附SO3的的利用率不足50%,反应过程符合颗粒模型,发现了二者利用率较低的原因是致密的产物层阻碍了 SO3向未反应核心的扩散。