活性焦吸附法

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新型活性焦吸附工艺在废水处理中的应用效益浅析

新型活性焦吸附工艺在废水处理中的应用效益浅析

新型活性焦吸附工艺在废水处理中的应用效益浅析发布时间:2021-07-15T16:25:07.047Z 来源:《城镇建设》2021年第4卷2月第6期作者:张方方,刘景明[导读] 吨水运营成本为0.36元-0.47元/m3之间,出水水质标准达到了GB18918-2002的一级A标准,以及达到了GB3838-2002的地表水劣三类标准,取得了比较好的经济、环境和社会效益。

张方方,刘景明(青岛水务碧水源科技发展有限公司,山东青岛266034;苏州汇博龙环保科技有限公司,江苏苏州215122)摘要:阐述了新型活性焦吸附工艺系统、投资成本及运行费用,同时结合两个工程应用案例,进行了活性焦再生技术—热再生技术的研究应用效益浅析, 吨水投资在616元-944元/m3之间,吨水运营成本为0.36元-0.47元/m3之间,出水水质标准达到了GB18918-2002的一级A标准,以及达到了GB3838-2002的地表水劣三类标准,取得了比较好的经济、环境和社会效益。

关键词:活性焦吸附机理吸附流程再生流程应用效益活性焦是以褐煤为主要原料研制出的一种具有吸附剂和催化剂双重性能的粒状物质。

2008年后,由于国家对废水处理标准提标的严格要求,对成分复杂、难生物降解的工业废水和特殊污染物,没有比较好的技术手段,活性焦技术用作污水预处理、强化生化工艺、深度处理的重要工艺技术[1],在煤化工废水、印染、农药、石油、炸药废水等工业废水以及生活污水中的应用越来越受到关注[2],其在大型废水处理工程中的深度处理应用越来越广。

为加快其高效达到地表四类水体标准、碳达峰和碳中和应用,提供一种可靠的技术措施,本文对该新型活性焦吸附技术的吸附机理、工艺流程、活性焦再生技术及工程案例运行效果,进行了应用效益浅析。

1. 活性焦吸附机理活性焦表面含有含氧类官能团,能与废水中含有羟基(-OH)、羧基(—COOH)、氨基(—NH2)的有机物形成氢键而发挥吸附作用[3],更适合吸附大分子、复杂有机物。

活性焦过滤吸附法污水深处理技术

活性焦过滤吸附法污水深处理技术
3.1 材料 ........................................................ 7 3.2 吸附性能 .................................................... 7 3.3 生产工艺 .................................................... 7 3.4 可再生性 .................................................... 8 3.5 国家标准 .................................................... 8 3.6 检测方法 .................................................... 8 四、活性焦与活性碳的差别 .......................................... 8 4.1 比表面积 .................................................... 8 4.2 孔隙结构 .................................................... 8 4.3 强度 ........................................................ 8 4.4 生产成本 .................................................... 9 4.5 用途 ........................................................ 9 五、活性焦过滤吸附法原理 .......................................... 9 5.1 过滤原理 .................................................... 9 5.2 吸附原理 ................................................... 10 六、活性焦过滤吸附法研发过程 ..................................... 12 七、活性焦过滤吸附法的技术路线 ................................... 13 7.1 过滤吸附法处理污水的目的 ................................... 13 7.2 过滤吸附法处理污水的本质 ................................... 13 7.3 生产低成本活性焦 ........................................... 13 7.4 将污水中的污染物与水体分离 ................................. 13 7.5 将截留污染物的活性焦与过滤吸附机组分离 ..................... 14 7.6 将污染物热解气化与活性焦分离 ............................... 14 7.7 将混合气中的可燃成份分离 ................................... 14 7.8 将可燃气体和冷凝水回收利用 ................................. 14 7.9 活性焦过滤吸附法循环经济示意图 ............................. 14

活性焦法脱硫技术及经济分析

活性焦法脱硫技术及经济分析

活性焦法脱硫技术及经济分析1、 工艺技术介绍活性焦法烟气脱硫主要是通过烟气中的SO2等组分在活性焦上吸附和催化氧化反应实现的。

烟气经过吸附脱硫塔的活性焦床层时,在110~150 ℃的适宜条件下,烟气中的SO2与氧气及水蒸气在活性焦上发生化学吸附,生成硫酸或水合硫酸,贮存在活焦的微孔内,这样SO2被除去。

在脱硫的同时可对重金属离子、类金属离子、粉尘、二噁英和卤化氢等污染物有完全或一定协同脱除的作用。

吸附饱和的活性焦在重力的作用下移出吸附塔,经过物料输送系统输送到脱附再生塔,经过预热段预热后,在加热段350~400 ℃的温度下解吸,活性焦得到再生,浓SO2脱附气被导出,活性焦经过冷却段冷却后,输送到吸附反应塔上部完成一个循环。

工艺原理:活性焦法烟气脱硫可分为吸附和再生两个过程。

吸附过程:活性焦脱硫是发生在活性焦表面的吸附和催化氧化反应。

当烟气中有氧和水蒸气存在时,SO2首先吸附在活性炭材料上,然后通过活性焦发达的比表面和丰富的孔结构进行扩散和传递至微孔,被烟气中的O2氧化为SO3,SO3再和水蒸气反应生成稀硫酸并贮存于活性焦微孔中,实现SO2的脱除。

实际反应步骤应该分为两步,即物理吸附和化学吸附。

SO2(g)→SO2*O2(g)→2O*H2O(g)→H2O*2SO2*+O2*→2SO3*SO3*+H2O*→H2SO4*前三步发生在催化剂表面上,主要是物理吸附,然后通过吸附在表面的SO2与O2生反应,生成的SO3与H2O应生H2SO4,所以后面两步主要是化学吸附。

化学吸附的总反应式如下:2SO2+2H2O +O2→2H2SO4再生过程:活性焦再生是将SO2吸收饱和的活性焦经加热后再生,可获得高SO2浓度的再生气,再生气通过制酸工序可制作商品硫酸等副产品。

再生反应:2H2SO4+C=2SO2+CO2+ 2H2O活性焦法脱硫在应用过程中存在如下几个方面的问题:(1)活性焦磨损:化学再生和物理循环过程中活性焦会气化变脆;破碎及磨损而粉化,并因微孔堵塞丧失活性。

活性炭(焦)吸附法、离子液循环法和新型催

活性炭(焦)吸附法、离子液循环法和新型催

活性炭(焦)吸附法、离子液循环法和新型催化法烟气脱硫技术对比分析攀钢集团研究院信息研究所二〇一六年二月摘要:介绍了当前在烟气脱硫净化行业内比较热门的活性炭(焦)吸附法脱硫工艺、攀钢钒正在运行的离子液循环法脱硫工艺、以及2015年荣获四川省科技进步一等奖的新型催化法烟气脱硫技术,对该三种技术的原理、特点和应用情况进行了调研。

针对钢铁烧结烟气的特点,对该三种技术从环保性、经济性和适用性方面展开评估,得出如下结论:(1)活性炭(焦)吸附法脱硫可高效脱除硫化物、重金属、二噁英和粉尘等,工艺无二次污染,副产物为浓硫酸,应用价值高,未来发展空间广阔,但该方法前期投资大,工艺流程长,操作复杂;(2)离子液循环法脱硫技术优点是吸收效果好,净化效率高,能够适用于大气量、高SO2浓度的烟气脱硫,副产品为高浓度硫酸,实现了硫污染物的资源化利用,符合国家环保政策的导向,但是该技术工程投资大,流程长,操作复杂,运行成本较高,能耗较大,不能实现多种污染物协同处理;(3)新型催化法烟气脱硫流程较短,操作、维护简单,运行成本较低,符合国家循环经济原则,发展前景广阔,但能否用于处理量大、SO2浓度高、烟气温度高的烧结烟气脱硫,还有待进一步的实践;(4)我国当前执行的烟气排放标准对SO2、氮氧化物、二噁英、重金属等多种污染物均作了排放要求,排污费征收标准已提高,多种污染物协同控制技术将成为今后钢铁企业烧结烟气脱硫净化的主流工艺。

0前言烧结工序是二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO X)和二噁英的主要排放源,烧结烟气脱硫净化是钢铁行业烟气污染治理的重点。

目前,全球范围内研发成功的烟气脱硫技术有200余种,已实现工业化应用的不足20种。

欧洲钢铁企业原料含硫低,烧结烟气净化主要以粉尘和二噁英治理为主,主要采用CFB法(循环流化床法)和MEROS法(高效能烧结废气净化法)治理烧结烟气;日本政府对二噁英排放要求比较严格,2000年以后新建的烧结机均采用活性炭(焦)吸附法净化烧结烟气。

活性焦脱硫

活性焦脱硫

活性焦脱硫我国是能源消耗大国,近些年,因工业废气排放的二氧化硫给大气污染同时也带来巨大的经济损失,与此同时,二氧化硫的大量排放,也导致了我国硫资源的大量损失。

我国硫资源相对匮乏,每年都需要进口硫磺用于制酸。

活性焦烟气脱硫工艺,采用活性焦作为脱硫剂,吸附脱除烟气中的二氧化硫,脱硫的同时还能实现硫资源的回收,有着良好的环保效益和经济效益。

活性焦是一种新型的吸附材料,主要的制作原料是煤炭。

和活性炭相比,活性焦的成本比较低,比表面积也相对较小,其还有很多方面的优点,比如孔隙结构比较好、表面基团种类较多、化学性更加稳定、热稳定性较好等,活性焦还有负载性能和还原性能,不但能够当作高分散催化体系,还可以当作还原剂使用。

活性焦法脱硫脱硝除尘一体化技术原理脱硫原理SO2+1/2O2+H2O=H2SO42H2SO4+C=2SO2+CO2+2H2O在活性焦催化作用下,烟气中的SO2在一部分氧和水参与反应下转化为硫酸吸附于活性焦微孔中。

吸附饱和的活性焦经加热再生,获得浓度>15%的SO2气体,回收硫资源。

活性焦恢复活性后循环使用。

脱硝原理4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O活性焦作为催化剂,按适宜的氨氮比加入NH3,发生选择性催化还原反应,将NOx还原成N2和H2O。

明晟环保活性焦脱硫脱硝工艺特点:1.脱硫效率高(98%以上),脱硝效率最高可达89%以上;2.双级净化塔结构,提高活性焦利用率,同步降低消耗量;3.再生塔结构优化,提高换热效果;4.新型物料输送系统,减少活性焦损耗;5.再生加热方式多元化,降低运行成本;6.装置设备占地面积小,设备国产化,建设周期短;活性焦脱硫是一种先进的干法脱硫技术,整个脱硫过程不用水,无废水,废渣等二次污染问题,随着环保的要求日益增高,活性焦干法烟气脱硫越来越受到社会的关注。

明晟环保以“循环经济和低碳环保”为理念,愿和您携手共创绿水青山。

工艺方法——活性焦吸附脱硫工艺

工艺方法——活性焦吸附脱硫工艺

工艺方法——活性焦吸附脱硫工艺工艺简介一、反应机理活性焦吸附脱硫是一种脱硫效率高、脱硫过程不产生废气废水废渣排放、可实现硫资源化利用的先进干法脱硫工艺。

含硫烟气在穿过吸附塔时被缓慢向下移动的活性焦床层吸附SO2而得到净化,吸附后的活性焦通过在脱附塔中将所吸附的SO2析出而恢复吸附能力,析出的高浓度SO2气体在后续流程中得到资源化利用。

(1)吸附脱硫反应机理通过脱硫吸附塔内活性焦表面的物理吸附和化学吸附过程,烟气中的SO2转变为H2SO4储存在活性焦微孔中,发生的反应如下(*表示吸附态):SO2→SO2*,O2→2O*,H2O→H2O*SO2*+O*→SO3*SO3*+H2O*→H2SO4*(2)脱附再生反应机理在脱附再生塔,吸附饱和的活性焦被加热至400℃以上,释放出SO2,活性焦表面碳元素参与反应如下(*表示吸附态):2H2SO4*+C→2SO2+2H2O+CO2二、工艺系统活性焦烟气脱硫工艺系统主要由烟气吸附脱硫系统、活性焦输运系统、活性焦脱附再生系统组成。

含硫烟气经增压风机升压后通过吸附塔活性焦床层,SO2等污染物被吸附净化,处理后的洁净烟气送往烟囱排放;吸附多种污染物后趋于饱和的活性焦从吸附塔底部排出,由输运系统送到脱附再生塔加热再生,再生活性焦经冷却、筛分和补充新鲜活性焦后再次被输运吸附塔循环利用;活性焦加热再生时释放出的高浓度SO2气体在下游的硫资源化利用系统被加工成硫酸、硫磺等多种产品,实现污染物的资源化利用。

重金属、二英等污染物一部分沉积在循环活性焦颗粒内,一部分随活性焦粉末被筛分排出,在污染物积累量较多后进行沉淀或深埋,实现无害化处理。

(1)烟气吸附脱硫系统利用增压风机将烟气引至吸附塔,吸附SO2后,净化后的烟气通过烟囱排入大气。

实际应用中根据烟气量状况,吸附塔可采用多塔并联或串联运行方式,活性焦从上向下缓慢移动,烟气错流或逆流穿过活性焦床层完成吸附净化。

活性焦床层本身有一定的吸附除尘作用,但过多的烟尘会堵塞活性焦孔隙,造成吸附净化效率损失。

活性焦吸附法

活性焦吸附法

活性焦吸附法活性焦法脱硫技术已经有近四十年研究应用历史,早期的技术研究及应用主要集中在德国、日本、美国等。

目前,国外已有规模为120X104m3/h的活性焦法脱硫装置及装机容量为300MW勺同时脱硫脱硝装置,600MV活性焦干法烟气脱硫装置。

活性焦吸附法是西德BF (Bergbau-Forschung )公司在1967年开发的,日本的三井矿山(株)公司根据日本的环境标准对其进行了改进,吸收了西德BF公司的成功经验,于1981年到1983年进行了1000/ Nm3h-1规模的试验,在此基础上又于1984年10月在自家的燃煤电厂建立了处理能力3万/ Nm3h-1 的工业试验装置。

经过改进和调整,达到长期、稳定、连续地运转,脱硫率几乎100%,脱氮率在80%以上,被日本通商产业省认定为第一号商品化装置。

(根据设备运转结果,获得了各种资料,肯定了该技术,并定名为三井BF法。

同时建立了3000/ta-1 成型活性焦的商品化制造厂。

在我国1991 年,由辽宁省环境保护科学研究所承担“同时脱硫脱氮综合利用一体化”项目,并于2001 年通过了辽宁省科技厅技术鉴定。

该成果主要在三井BF方法基础上进行改进,利用我国煤炭特点(灰分高〉10%研制出活性焦,其比表面积低,强度高,脱硫率90%,脱氮率80%,并且初期脱硫率、脱氮率均高于三井BF法,取得满意效果。

该法是用活性焦进行烟气吸收的同时脱硫和脱氮。

S02是通过活性焦的微孔催化吸附作用,生成硫酸储存于焦碳微孔内,通过热再生,生成总量虽少,但含SO2浓度很高气体,根据需要再去转换成各种有价值的副产品,如高纯硫磺、液态SO2浓硫酸、化肥等。

NOx是在加氨的条件下,经活性焦的催化作用生成水和氮气再排入大气。

该工程的主要设备是脱硫脱氮塔,活性焦在塔内由上往下移动,烟气横向交叉通过活性焦炭层,因此烟气中的尘也被除掉。

活性焦和活性炭是不同的两种炭质吸附材料。

活性炭的综合强度(耐压、耐磨损、耐冲击)低,而且表面积大,若用移动床,因吸附、再生往返使用损耗大,存在着经济性问题,因此人们研究出比活性炭比表面积小,但强度高的成型活性焦炭,具有更好的脱硫、脱氮性能,用于烟气吸收的同时脱硫脱氮。

活性焦吸附

活性焦吸附

活性焦吸附活性焦吸附是一种固体吸附剂,可广泛应用于环境保护、工业废气净化等领域。

然而目前其在国内的应用仅限于少数厂家生产的特定产品上,并没有大规模的推广。

本文对活性焦吸附的发展进行了初步探讨。

活性焦吸附的原理在于它的强吸附能力和高度分散性,由于材料中活性基团结构不同,因此吸附功能也有所差异。

分子筛具有很好的晶格稳定性,对水和氧气的吸附量较小,可达99%;而活性炭具有较强的分子筛性,吸附容量比分子筛高3~4倍,但也只能达到80%~90%。

两者都为低浓度污染物吸附剂,吸附容量随着污染物浓度增加而下降,这是因为低浓度时污染物与吸附剂的结合机会相对较少,而且吸附性能对污染物浓度更敏感。

因此分子筛具有良好的潜在价值,而活性炭的吸附作用则要看污染物的性质、形态和气体流速等外部条件的影响。

活性焦吸附正是充分利用了活性炭分子筛的特性,通过引入活性焦作为过渡金属的原子结构缺陷,采用一系列表面改性技术获得了活性焦粉末。

然而活性焦吸附的应用却面临着极大的挑战。

首先,由于活性焦粉末的粒径较大( 5μm以上),比表面积较小,微孔结构较多,吸附剂与吸附质之间存在着巨大的表面能差,使吸附平衡趋于动态,需要消耗大量的外界能量来维持吸附过程。

另外,由于吸附剂的分散性较差,很难形成均匀的多孔膜结构,造成吸附剂表面缺陷严重,从而阻碍了与吸附质之间的接触。

这些因素导致活性焦吸附剂应用范围受到限制,主要应用于中低浓度的气体净化。

如今,随着新型吸附剂的出现和不断完善,活性焦的吸附效果也逐渐显露出来。

西安交通大学开发的活性焦粉末对甲醛和二氧化碳等气体有较强的吸附能力,适用于低浓度的气体净化,吸附效率可达95%以上。

日本岛津公司将活性焦的分子筛性质与自由基催化剂结合,实现了活性焦在吸附除臭、脱硫脱硝、有机物降解等方面的广泛应用。

这表明,活性焦材料不仅可以吸附某些废气,还可以作为催化剂来去除其他污染物。

因此,我们认为未来活性焦将成为活性炭的重要补充,在很多情况下,甚至会取代活性炭。

活性焦过滤吸附法污水深处理技术

活性焦过滤吸附法污水深处理技术

活性焦过滤吸附法污水深处理技术活性焦再生机组一、活性焦过滤吸附法研发背景(1)随着世界各国经济的快速发展,工业用水量将快速增长,同时,城镇人口也大幅度增加,城市生活用水量也快速增加,将造成江、河、湖等自然水体的减少,对污染物的承载能力大大降低;而另一方面工业废水和城市生活污水排放大量增加;在上述两方面的反作用下,使自然界水体彻底地失去自洁和平衡的能力,水质将急剧恶化。

即使上述废水、污水全部处理达到当局制定的处理标准,大部分江、河、湖的水质还会被不同程度地污染(注:《城市污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准,按《地表(面)水环境质量标准》(GB 3838-2002)属于劣Ⅴ类水质)。

自然界可供使用的水将越来越少、水质越来越差,自然界的水资源环境将进入一种恶性的循环中。

(2)由于很多河流、湖泊或地下水受到了不同程度的污染,部分水域的水质根据中国《地表(面)水环境质量标准》(GB 3838-2002),甚至达到劣Ⅴ类水质,严重影响了以上述河流、湖泊或地下水为生活用水来源的城市自来水供水质量,影响市民的饮水安全和身体健康。

(3)最终促使社会和企业进行污水处理的真正动力不是因为水环境污染,而是因为社会或企业没有水资源可用!(4)传统的水处理技术如生物法、化学法、氧化法、活性碳吸附法、膜法等,由于其工艺本身存在的弱点,在进行污水深处理时,不是达不到水质标准,就是投资大、处理费用太高,企业和社会无法承受。

(5)社会急需一种处理水质好,不产生浓污水、污泥、废气,操作管理简单,水处理费用低,投资费用适当的污水净化处理技术。

二、关于活性焦(Active Coke)活性焦(Active Coke)是一种由焦炭粒、篮炭粒为原料生产的、多孔含碳物质。

结构和特性类似于煤质颗粒活性炭(Active Carbon)(有些国内的专家将其称为低值活性炭)。

与活性炭(Active Carbon)相比,它保留了活性炭(Active Varbon)的优点:吸附性能良好,化学性能稳定,能够再生,可重复使用。

A-COKE活性焦过滤吸附法-富译环保工程

A-COKE活性焦过滤吸附法-富译环保工程

处理费用 ≤0.1元 ≤0.6元 ≤2.2元 ≤3.5元
≤1元 ≤1元
• 4.3脱色能力强 • 以处理色度(稀释倍数)高达1,000多倍的印染、焦化、核酸废水为例,采用A-
COKE过滤吸附法处理后,出水色度均可达到10倍以下。 • 4.4设施占地面积小 • 吨水处理设施占地约0.08平方米。 • 4.5不产生臭气、二氧化碳或噪音 • A-COKE过滤吸附法处理废水是在过滤吸附机组中进行封闭处理,在废水处理过
• 4.7运行稳定,抗冲击能力强 • A-COKE过滤吸附法废水、污水处理系统对水量和水质波动适应能力强,并且不
受水温、气候、温度变化影响。
五、A-COKE过滤吸附法应用工程实例
• 5.1 城市污水处理厂污水处理
项目
化学需氧量COD
生化需氧量BOD
悬浮物(SS) 总氮(以N计) 氨氮(以N计) 总磷(以P计) 色度(稀释倍 数)
吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做
化学反应,是污染物与活性焦间化学作用的结果。化学吸附一般包含
电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱极化作用,是不可逆
的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的
物的活性半焦卸出,输送到活性半焦处理机组的热解室内。
• 2.4将污染物热解气化与活性焦分离 • 活性半焦处理机组的热解室为密封结构,污染物在热解过程中完全与大气隔绝,将
污染物在热解室内高温气化,转化成由水蒸汽、甲烷、乙烷、碳氢化合物等成分组 成的混合气。
• 2.5将混合气中的可燃成份分离 • 将热解室内污染物热解产生的混合气输送到混合气净化分离机组中进行处理,将混
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活性焦吸附法
活性焦法脱硫技术已经有近四十年研究应用历史,早期的技术研究及应用主要集中在德国、日本、美国等。

目前,国外已有规模为120×104m3/h的活性焦法脱硫装置及装机容量为300MW的同时脱硫脱硝装置,600MW活性焦干法烟气脱硫装置。

活性焦吸附法是西德BF(Bergbau-Forschung)公司在1967年开发的,日本的三井矿山(株)公司根据日本的环境标准对其进行了改进,吸收了西德BF公司的成功经验,于1981年到1983年进行了1000/ Nm3h-1规模的试验,在此基础上又于1984年10月在自家的燃煤电厂建立了处理能力3万/ Nm3h-1的工业试验装置。

经过改进和调整,达到长期、稳定、连续地运转,脱硫率几乎100%,脱氮率在80%以上,被日本通商产业省认定为第一号商品化装置。

(根据设备运转结果,获得了各种资料,肯定了该技术,并定名为三井BF法。

同时建立了3000/ta-1成型活性焦的商品化制造厂。

在我国1991年,由辽宁省环境保护科学研究所承担“同时脱硫脱氮综合利用一体化”项目,并于2001年通过了辽宁省科技厅技术鉴定。

该成果主要在三井BF方法基础上进行改进,利用我国煤炭特点(灰分高>10%)研制出活性焦,其比表面积低,强度高,脱硫率90%,脱氮率80%,并且初期脱硫率、脱氮率均高于三井BF法,取得满意效果。

该法是用活性焦进行烟气吸收的同时脱硫和脱氮。

SO2是通过活性焦的微孔催化吸附作用,生成硫酸储存于焦碳微孔内,通过热再生,生成总量虽少,但含SO2浓度很高气体,根据需要再去转换成各种有价值的副产品,如高纯硫磺、液态SO2、浓硫酸、化肥等。

NOx是在加氨的条件下,经活性焦的催化作用生成水和氮气再排入大气。

该工程的主要设备是脱硫脱氮塔,活性焦在塔内由上往下移动,烟气横向交叉通过活性焦炭层,因此烟气中的尘也被除掉。

活性焦和活性炭是不同的两种炭质吸附材料。

活性炭的综合强度(耐压、耐磨损、耐冲击)低,而且表面积大,若用移动床,因吸附、再生往返使用损耗大,存在着经济性问题,因此人们研究出比活性炭比表面积小,但强度高的成型活性焦炭,具有更好的脱硫、脱氮性能,用于烟气吸收的同时脱硫脱氮。

活性焦脱硫脱硝原理
活性焦内具有较多的大孔(>50nm)、中孔(2.0~50nm),较少的微孔(<2nm),孔隙已连贯的形态存在与活性焦内。

活性焦吸附污染物时有二种作用机理,一种为物理吸附,一种为化学吸附。

物理吸附作用依赖于活性焦多孔比表面积大的特性,将烟气中的污染物截流在活性焦内,利用微孔与分子半径大小相当的特征,将污染物分子限制在活性焦内。

化学吸附依靠的是活性焦表面的晶格有缺陷的C 原子、含氧官能团和极性表面氧化物,利用它们所带的化学特征,有针对性的固定污染物在活性焦内表面上。

活性焦脱硫脱硝工艺流程
120~160℃的烟气通过增压风机加压进入脱硫岛烟气以一定气速进入吸附塔,烟气均匀的穿过活性焦吸附层,在吸附层内二氧化硫、汞、砷等重金属、HF、HCL和二噁瑛等大分子氧化物被脱除,脱除后的净烟气经净烟道汇集通过烟囱排放。

吸附SO2达到饱和的活性焦从吸附塔底部排出,通过输送系统运至解析塔进行加热再生;再生的活性焦经筛分后会同补充的新鲜活性焦再送入吸附系统进行循环吸附使用。

经筛分破损活性焦从活性焦循环系统分离出来可以进入锅炉燃烧或再加工成其他产品。

再生回收的高浓度SO2混合气体送入硫回收系统作为生产浓硫酸的原料。

活性焦脱硫系统组成
活性焦脱硫系统由烟气系统、吸附系统、解析系统、活性焦储存及输送系统、硫回收系统等组成。

吸附塔专利技术简介
该烟气均布装置是吸附塔对流吸附得以实现的核心技术,通过该技术可以使烟气在吸附层内均匀流动,同时可以承载活性焦,实现饱和活性焦均匀流畅的被排出,提高了活性焦的利用率,保证了烟气的脱硫效率。

这一技术使活性焦的利用率大大提高,降低了活性焦循环量;烟气均布装置还巧妙利用饱和活性焦有效拦截烟气中的灰尘,使系统的适应性更强;活性焦吸附层,高度灵活调节,可以从容应对烟气中SO2浓度变化。

吸附塔在结构上采用模块化设计,通过灵活的单元开启和关闭可适应锅炉负荷变化,并可实现机组带负荷检修,保证了电厂主机安全稳定运行。

活性焦的解析系统
解析系统在整个系统中起着十分关键的作用,它的作用主要是把SO2,HCl,HF等气体通过加热从饱和AC中解析出来,使得活性焦满足循环使用需要。

在解析塔设计中我们采用了充氮气隔氧技术,有效的防止活性焦的解析氧化;压力阶梯设计,可防止解析后的活性焦再次吸附SO2;解析管气体传质扰动技术,提高了热交换效率,节省解析能耗。

活性焦脱硫技术不仅仅是一项新的脱硫技术,还可以同时脱除烟气中的HCL、HF、尘、汞、砷等重金属和二噁英等大分子有机物,如果加入喷氨装置可以脱除NOX,可以说是一种高效的烟气洁净方式。

德国WKV技术核心
(一)采取对流(逆流)工艺(the WKV Counter Flow Process)替代第一代装置中普遍采用的错流工艺(the Cross Flow Process),从而减少了活性焦的消耗量,同时确保烟气净化过程可以在吸附床层横截面上均匀进行,出口烟气中的粉尘含量接近于零。

(二)吸附床层的均布技术。

(三)CSCR(活性焦碳的选择性催化还原)系统,用于NOx,SOx,二恶英,重金属和有毒气体(PH3,AsH3和其他的有机芳香族合成物,例如PHOC)的脱除。

活性焦吸附SOx;在活性焦的催化作用下,氨与氮氧化物发生选择性还原反应,生成氮气和水,从而达到烟气脱硝目的。

活性焦吸附法脱硫脱氮的优点:
①具有很高的脱硫率(98%)。

②能除去湿法难以除去的SO3。

③能除去废气中的HCl、HF、砷、硒、汞,是深度处理的技术。

④在低温下(100~200℃)能得到高的脱氮率(80%),因而不需要废气升温装置。

⑤具有除尘功能。

⑥过程中不用水,无需废水处理装置,没有二次污染问题。

⑦碱、盐类对活性焦炭没有影响,不存在吸附剂中毒问题。

⑧建设费用低,使用动力小则运行费用低。

⑨厂地面积小也可以建设。

⑩可以回收副产品,高纯硫磺(99.95%)或浓硫酸(98%)或高纯液态SO2,其中任选一副产品。

活性焦吸附法脱硫脱氮的主要问题:
①固态的热吸收剂循环使用,是机械的方式,操作较复杂。

②吸附剂在运行中有磨损消耗,是成本的主要部分。

③烟气通过吸附床有较大的压力降由于以上特点,因此在美国政府调查报告中认为,该技术是最先进的烟气脱硫脱氮技术。

活性焦吸附法虽然开发历史较短,但是进展速度非常快,日本在1981年开始进行了1000/Nm3h-1烟气脱硫脱氮试验,到1989年即在西德建立了32/万Nm3h-1的电厂燃煤烟气处理装置,处理效果非常好。

相比之下,电子束法尽管开发的历史较早(1970年),在技术上也有许多优点,但是由于大容量的电子加速器功率较大,耗电高,价格昂贵,建设燃煤电厂大型的实用规模的处理装置比较困难,因此实际进展速度并不快。

活性焦吸附法脱硫脱氮有完整的工艺系统,最终可以得到高质量的副产品,随着我国经济的快速发展,对环境质量要求将愈来愈高,必将对二氧化硫、氮氧化物制定更加严格的排放标准,所以一方面可以满足当前对SO2控制的要求,又要为控制NOx作技术准备。

因此,这种技术即属于超前性,又具有推动环境可持
续发展的战略意义。

10治理技术6班
邱伟良
39号。

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