來(lái)源:云南電力技術(shù)   

本文分析了活性炭吸附法聯(lián)合脫硫脫硝的原理、工藝流程及其優(yōu)缺點(diǎn)的比較,指出活性炭吸附法脫硫脫硝技術(shù)是一種先進(jìn)的煙氣凈化技術(shù),是未來(lái)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展方向。

   1、前言

   燃煤鍋爐都要求控制SO2和NOx的排放,目前聯(lián)合煙氣脫硫脫硝技術(shù)有多種,但是大部分技術(shù)因初投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、治污產(chǎn)物利用難、存在二次污染等,限制了推廣應(yīng)用?；钚蕴课椒?lián)合脫硫脫硝技術(shù)具有能夠?qū)崿F(xiàn)治污產(chǎn)物資源化利用、吸附劑可循環(huán)使用、脫硫脫硝效率高等優(yōu)點(diǎn),是有發(fā)展前景的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)。

   2、活性炭吸附法的原理

   2.1活性炭吸附法脫硫原理

   活性炭具有較大的表面積、良好的孔結(jié)構(gòu)、豐富的表面基團(tuán)、高效的原位脫氧能力,同時(shí)有負(fù)載性能和還原性能,所以既可作載體制得高分散的催化體系,又可作還原劑參與反應(yīng)提供一個(gè)還原環(huán)境,降低反應(yīng)溫度。SO2、O2與H2O被吸附劑吸附,發(fā)生下述總反應(yīng):

   活性炭吸收SO2和NOx后生成的物質(zhì)存在于活性炭表面的微孔中,降低了活性炭的吸附能力,因此對(duì)吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生,先用水洗,得到稀硫酸溶液,然后對(duì)活性炭進(jìn)行干燥。對(duì)吸附SO2的活性炭加熱,硫酸在炭的作用下還原為SO2,得到富集,可用于生產(chǎn)硫酸或硫磺,但要消耗一部分活性炭。

   2.2活性炭吸附法脫硝原理

   吸附法是利用吸附劑對(duì)NOx的吸附量隨溫度或壓力的變化而變化的原理,通過(guò)周期性地改變反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力,來(lái)控制NOx的吸附,以達(dá)到將NOx從汽源中分離出來(lái)的目的。

   如果在活性炭脫硫系統(tǒng)中加入氨,即可同時(shí)脫除NOx,反應(yīng)方程式如下:

   4NO+4NH3+O24N2+6H2O

   與此同時(shí)在吸收塔內(nèi)還存在以下的副反應(yīng):

   NH3+H2SO4NH4HSO4

   2NH3+H2SO4(NH4)2HSO4

   SO2脫除反應(yīng)一般優(yōu)先于NOx的脫除反應(yīng),煙氣中SO2濃度較高時(shí),活性炭?jī)?nèi)進(jìn)行的是SO2脫除反應(yīng);SO2濃度較低時(shí),NOx脫除反應(yīng)占主導(dǎo)地位。

   3、活性炭吸附法流程

   SO2的煙氣在文丘里洗滌器內(nèi)用稀硫酸先洗滌,經(jīng)除塵、降溫后進(jìn)入固定床或活性炭吸附器,經(jīng)凈化后排空。在氣流連續(xù)流動(dòng)的情況下,從吸附器頂部間歇噴水,洗去吸附劑上生成的硫酸,得到10%~15%濃度的硫酸,它進(jìn)入文丘里洗滌器后被蒸發(fā)濃縮至25%~30%濃度,再經(jīng)浸沒(méi)式燃燒器等進(jìn)一步提濃,最終濃度可達(dá)70%,能用于化肥生產(chǎn)。

   4、活性炭吸附法優(yōu)缺點(diǎn)

   4.1優(yōu)點(diǎn)

   1)活性炭材料本身具有非極性、疏水性、較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,可進(jìn)行活化和改進(jìn)性,還具有催化能力、負(fù)載性能和還原性能以及獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性。

   2)在近常溫下可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合脫除SO2、NOx和粉塵的一體化,SO2脫除率可達(dá)到98%以上,NOx的脫除率可超過(guò)80%。同時(shí)吸收塔出口煙氣粉塵含量20mg/m3。

   3)SO3的脫除率很高,且能除去廢氣中的碳?xì)浠衔铩?/p>

   4)產(chǎn)生可出售的副產(chǎn)品,可以有效地實(shí)現(xiàn)硫的資源化。

   5)吸附劑可循環(huán)使用,處理的煙氣排放前不需要加熱,投資省、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、可對(duì)廢氣中的NOx進(jìn)行回收利用、占地面積小。

   4.2缺點(diǎn)

   1)活性炭?jī)r(jià)格目前相對(duì)較高;強(qiáng)度低,在吸附、再生、往返使用中損耗大;揮發(fā)分較低,不利于脫硝。

   2)吸附法脫硫存在脫硫容量低、脫硫速率慢、再生頻繁等缺點(diǎn)。水洗再生耗水量大、易造成二次污染。

   3)吸附劑吸附容量有限,常須在低氣速(03~12m/s)下運(yùn)行,因而吸附器體積較大;活性炭易被煙氣中的O2氧化導(dǎo)致?lián)p耗;長(zhǎng)期使用后,活性炭會(huì)產(chǎn)生磨損,并會(huì)因微孔堵塞而喪失活性,從而需要再生處理。

   4)過(guò)程為間歇操作,投資費(fèi)用高,能耗大。

   5、結(jié)束語(yǔ)

   活性炭吸附法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)是一種先進(jìn)的煙氣凈化技術(shù),是未來(lái)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展方向,我國(guó)關(guān)于活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的研究和開(kāi)發(fā)大多處于試驗(yàn)階段,今后應(yīng)加強(qiáng)這方面的投入,開(kāi)發(fā)出適合國(guó)情的活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝。