活性焦物质对于脱硫脱硝的影响

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德国WKV公司活性焦吸附法脱硫脱硝技术简介

德国WKV公司活性焦吸附法脱硫脱硝技术简介

德国WKV公司活性焦吸附法脱硫脱硝技术简介活性焦对流脱硫技术简介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。

活性汪烟气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。

活性汪烟气脱硝工艺流程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。

活性汪烟气系统共同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。

溶解塔专利技术概述烟气均布装置(见下图)该烟气均布装置就是溶解塔对流溶解以求同时实现的核心技术,通过该技术可以并使烟气在溶解层内光滑流动,同时可以贯穿活性汪,同时实现饱和状态活性汪光滑简洁的被排泄,提升了活性汪的利用率,确保了烟气的烟气效率。

活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化技术

活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化技术

活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化技术作者:罗志强来源:《E动时尚·科学工程技术》2019年第05期摘要:为了解决城市垃圾焚烧污染问题,本文选取活性焦作为主要材料,通过设置活性炭循环传输通道,搭建烟气输送口,对活性炭采取再生处理,利用脱硫脱硝吸附装置及氨气蒸发装置,构建脱硫脱硝烟气净化吸附系统。

测试结果表明,本系统的应用使得单台锅炉烟气处理量增加了3万m3/h,并且HCL、SO2、NOX、粉尘排放量均有所改善。

各项材料指标在净化条件允许范围之内,此系统的设计有助于我国解决燃煤污染问题。

关键词:活性焦;垃圾焚烧;一体化大部分城市以焚烧作为垃圾处理主要方式,生成大量重金属、NOX颗粒物、SO2等污染物,对环境造成严重污染[1]。

当前采用常规焚烧污染物处理工艺均未达到焚烧污染控制标准,其中,NOX颗粒物、SO2含量较高,如何脱硫脱硝成为当前研究难点。

本文将根据活性焦性质,提出一体化脱硫脱硝净化处理方案,通过实践应用验证方案可靠性。

一、活性焦性质活性焦是1种以煤炭为原料制作的吸附材料,成本較低,化学性质稳定,具有较好的还原性和热稳定性,通常情况下,作为还原剂使用。

1、物理特性活性焦内部含有较多微孔,使得该材料具有较好的吸附性。

按照国际标准,按照孔径大小不同,可以将其划分为大孔、中孔、小孔3种孔径,用于不同催化需求的化学处理[2]。

其中,大孔孔径在50nm以上,中孔孔径范围2-50nm,小孔孔径为2nm。

2、化学特性该材料表面附着大量含氮官能团和含氧官能团,容易吸附酸性及碱性物质,与活性炭相比,此材料脱硫性能更强一些。

3、再生特性材料净化烟气时,表面吸附大量物质,采用水洗法或者加热法等,可生成硫酸、单质硫、液态二氧化硫等[3]。

通过分析活性焦特性可知,此材料适合净化焚烧烟气。

因此,本文将选取此材料作为焚烧烟气净化处理主要材料,对净化吸附系统进行设计研究。

二、活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化吸附系统1、系统组成本系统以活性焦为核心材料,设计烟气净化吸附系统。

活性焦脱硫脱硝工作原理

活性焦脱硫脱硝工作原理

活性焦脱硫脱硝一体化技术需注意的六个问题所属频道: 大气治理关键词:活性焦干法技术脱硫脱硝工业烟气污染治理根据生态环境部发布的《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》,鼓励钢铁企业采用活性碳(焦)等多污染物协同处置技术。

活性焦干法脱硫脱硝一体化技术(以下简称“活性焦干法技术”)是一项成熟的工业烟气污染治理技术,在日本、韩国和中国都有大型化应用,具有耗水少、副产物综合利用、排烟透明度好等优点。

但活性焦干法技术目前并没有在我国大规模推广应用,很多用户对该技术依然比较陌生。

同时,我国钢铁企业球团烧结工况条件不稳定,尤其是前级除尘效果普遍不佳,同时技术力量普遍欠缺,在采用对工况条件稳定性和技术力量要求较高的活性焦干法技术过程中,势必会遇到各种问题。

本文作者对活性焦干法技术具体应用过程中存在的六类问题进行了梳理,并提出针对性解决方案,以期对钢铁企业用户在项目工艺选择和建设过程中有所帮助。

一、可靠性问题活性焦干法技术已经被国内外的案例实践证明是一项成熟、稳定、可靠、高效的工业烟气污染治理技术。

但是作为一项工程技术,其可靠性只针对在一定条件具备下而言,并非毫无条件的。

这意味着,其治理效果可靠性很大程度上取决于具体项目中活性焦干法装置设计处理容量的大小,对应的烟气量、流速、污染物浓度等等因素。

而如果实际烟气量、流速和污染物浓度超过了系统设计的参数,那么系统的可靠性就会大大折扣。

比如说,烟气及污染物在系统内所需要的停留时间,如果系统设计偏小,系统内烟气流速过快,则污染来不及被活性焦吸附和反应,最终导致污染物排放超标。

因此说,在中国这样一个以低价竞争和偷工减料为惯性的特殊国情环境下,遴选建设总包单位和审查设计方案的过程中需要非常注意系统选型问题。

此其一。

其二,影响活性焦干法技术效果可靠性的因素是污染物初始浓度,即进入到活性焦干法处理装置的主要三项污染物的浓度。

从目前已经投运的活性焦干法装置来看,尤其是日本矶子电厂、韩国浦项制铁以及中国太原钢铁等活性焦脱硫装置,入口SOx小于2000mg/Nm3,入口粉尘浓度偏差较大,日本和韩国要求最高,一般在10mg/Nm3以下。

脱硫脱硝活性炭在烟气脱硫中的应用

脱硫脱硝活性炭在烟气脱硫中的应用

脱硫脱硝活性炭在烟气脱硫中的应用关键词:脱硫脱硝烟气脱硫活性炭活性炭。

是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳。

活性炭中除碳元素外,还包含两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分;灰分在活性碳中易造成二次污染。

一、国内脱硫脱硝活性炭的发展历程脱硫脱硝活性炭(也称活性焦)是煤质颗粒活性炭的一种,是钢铁厂烧结尾气、火电厂尾气、大型锅炉尾气和多种冶炼尾气处理的专用产品,不仅能同步净化处理SO2和NOX,,而且可脱汞、脱砷、脱二恶英和降低粉尘污染。

该产品诞生于上世纪90年代初,从原料选择、工艺配方、样品试制、小试、中试、综合评价及大生产检验,历时三年终于获得成功,它凝聚了专家学者辛勤的汗水和智慧,用户的认可得到了应有的回报。

目前工业适用的脱硫脱硝活性炭直径分别为216;5mm、216;7mm或216;9mm的柱状体,其生产工艺路线与普通柱状活性炭基本相同。

与常规活性炭比较不同处在于,脱硫脱硝活性炭是一种综合强度(耐挤压、耐磨损、耐冲击)比一般活性炭高出很多、比表面积比普通活性炭小,但中孔比例发达的吸附材料,同时与普通活性炭相比,活性焦具有更好的循环脱硫、脱硝适应性能。

进入21世纪以后,脱硫脱硝活性炭得到了较好的发展,我国总产量从5000吨/年到10000吨/年用了7年时间,而从10000吨/年到20000吨/年仅用了3年时间,从20000吨/年到40000吨/年又用了4年时间。

根据我国钢铁工业和电力行业的发展规划,“十三五”期间国内用于高温烟道气干法处理的活性焦的使用量将有一个井喷式的迅猛增长,“十二五”末SO2和NOX的去除率必须达到75%以上,由此可大致推断“十三五”期间国内用量将突破30万吨。

活性焦烟气脱硫影响因素研究 - 煤炭科学技术

活性焦烟气脱硫影响因素研究 - 煤炭科学技术
Abstract:In order to obtain the factors affected flue gas desulfurization of activated cokeꎬthe simulated experiment of flue gas desulfuriza ̄ tion was carried out in a fixed-bed adsorption column packed with activated coke made by our laboratory.The authors studied the influence of bed temperatureꎬoxygen concentrationꎬsteam concentrationꎬspace velocity and regeneration times of the activated coke on the desulfu ̄ rization efficiency and sulfur capacity of the activated coke.The results showed that when the bed temperature was 80 ℃ ꎬthe oxygen con ̄ centration was between 3% to 4%ꎬthe steam concentration was 12% and the space velocity was 2 500 h-1 ꎬthe desulfurization efficiency and sulfur capacity of the activated coke reached the best values which were 93.7% and 4.9% respectively.When the regeneration times of the activated coke was less than fourꎬthe change of the desulfurization rate of the activated coke was relatively small. The desulfurization rate of the activated coke would decrease greatly when the regeneration times were more than four. Key words: activated cokeꎻflue gas desulfurizationꎻdesulfurization efficiencyꎻsulfur capacity

活性焦联合脱硫脱硝工艺试验研究

活性焦联合脱硫脱硝工艺试验研究

活性焦联合脱硫脱硝工艺试验研究熊银伍【摘要】为了开发活性焦联合脱硫脱硝工艺,选取一种商用活性焦在微型反应器上进行NH3对NO、SO2脱除影响及NO和SO2脱除交互影响试验,提出了活性焦联合脱硫脱硝工艺路线,并在实验室搭建的模拟装置上进行了工艺路线的模拟试验验证。

结果表明,活性焦脱硝是低温SCR反应,NH3的存在使SO2吸附量提高约18%,说明NH3与SO2发生化学反应,有利于SO2脱除,但生成的硫铵会降低工业装置的稳定性;当活性焦无吸附NH3时,NO对SO2脱除无影响,当活性焦吸附NH3时,通入NO前后,SO2出口体积分数由0.15%降至0.13%左右,说明NO对SO2脱除有促进作用;通入SO2气体后,NO出口体积分数由0.045%迅速增至0.065%,说明SO2与NO争抢NH3,不利于脱硝。

通过工艺路线模拟试验发现,当联合脱硫脱硝空速为400 h-1时,脱硫效率≥95%,脱硝效率≥70%,验证了活性焦联合脱硫脱硝工艺的可行性。

%In order to develop combined removal of SO2/NO process by activated coke,a commercial activated coke was chosen as research object,the influence of NH3 on desulfurization and denitrification as well as the interactive effects of NO and SO2 removal was investigated on micro reactor. The route of combined removal of SO2/NO process was obtained and the simulated experiment was conducted in the lab. The results showed that the denitrification was low-temperature SCR reaction. The participation of NH3 increased SO2 adsorption by 18%which indicated that the reaction of NH3 and SO2 was helpful to remove SO2 ,while the generated ammonium sulfate reduced the stability of industrial device. When the activated cokedidnˊt adsorb NH3 ,the presence of NO had no effects on SO2 removal. When the activated coke adsorbed NH3 ,the concentration of SO2 at outlet decreased from 0. 15% to 0. 13% after piping NO. The concentration of NO at outlet in-creased from 0. 045% to 0. 065% after piping SO2 . The results indicated that the NO benefited desulfurization,while the reaction of SO2 and NH3 hindered denitrification. The combined removal ofSO2/NO process was feasible by simulation experiment. The desulfurization ef-ficiency was equal or more than 95% and the denitration efficiency was equal or more than 70% when the space velocity was 400 h-1 .【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P14-19)【关键词】活性焦;脱硫;脱硝;烟气【作者】熊银伍【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院,北京 100013; 煤基节能环保炭材料北京市重点实验室,北京 100013; 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】X701;TD849我国60%以上的燃煤被火电站和燃煤工业锅炉消耗,同时我国也是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一。

活性焦物质对于脱硫脱硝的影响

活性焦物质对于脱硫脱硝的影响

活性焦物质对于脱硫脱硝的影响摘要:通过研究烟气在活性焦的脱硫脱硝机理,研究了不同情况下的烟气使用活性焦对SO2和NO的吸附能力的影响,并分别用SEM、FT-IR、XPS和BET等方法对其孔结构和表面性质进行了分析。

通过研究表明,活性焦的脱硫和脱氮性能与其孔结构与活性焦表面化学性质相关,孔隙体积是决定污染物脱除率的关键因素,表面官能团则在污染物的化学吸附上发挥着重要作用。

此外二氧化硫对活性焦的吸附量大于NO,烟气中的氧或蒸汽的存在对脱硫和脱氮效果并未产生明显影响。

当烟气中存在氧和蒸汽时,活性炭的脱硫脱氮效果明显提高,氨不仅能将一氧化氮还原成氮,而且提升了活性焦去除SO2的效果。

关键词:活性焦;脱硫脱硝;效率;工作机制1引言SO2和NOx是燃煤烟气中最主要的污染物质,这也是个造成大气环境恶化的原因。

烟气中的SO2和NO被去除需要一套脱硫脱硝的集成装置,高度集成化的设备可以有效的节约运行成本,是烟气净化研究的热点。

国内外许多学者对其进行了探索和研究,并开发了多种净化方法和工艺。

一般来说,它可以有两种方式,一种是湿法净化,另一种是干法。

湿法烟气脱硫技术的代表是湿法烟气脱硫脱硝,干法如高能辐射化学法和固体吸附法。

比较而言,以活性焦作为吸附剂的干式吸附不仅可以回收硫资源,大大降低生产成本,而且不会产生二次污染。

由于该工艺在净化过程中不需要水,特别适合于缺水地区的烟气净化,因此对于这种方式的研究使用越来越多。

然而,活性焦去除污染物的机理尚不确定,制约了该技术的发展。

因此,活性焦脱硫脱硝理论还需要更多的研究。

2活性焦的特性研究活性焦表面粗糙、凹凸不平,有明显的棱角和缺陷,包括一些狭缝(如表1所示)。

通过活性焦孔隙体积参数,活性焦的孔径较小,与中孔的孔体积较低。

活性焦的表面还含有许多官能团,特别是含氧官能团。

活性焦本身的特性会影响其去除性能,特别是对极性污染物的吸附和催化反应。

表1 活性焦的孔容特性3 SO2 和 NO 的脱除机制研究在石英固定床反应器中,对活性焦对于SO2和NO的去除进行了评价。

活性参考资料焦同时脱硫脱硝技术(AC)

活性参考资料焦同时脱硫脱硝技术(AC)

活性焦同时脱硫脱硝技术(AC)活性焦具有较大的比面积,从19世纪起就已广泛的用作空气清洁剂和废水处理剂。

人们很早就知道活性焦吸收SO2、氧和水产生硫酸。

到了20世纪70年代后期,已有数种工艺在日本、德国、美国得到工业应用。

其典型方法有:日立法、住友法、鲁奇法、BF法等。

目前已由电厂应用扩展到石油化工、硫酸及肥料工业领域。

在活性焦吸收脱硫系统中加入氨,即可同时脱除NO x。

图1 活性焦吸收法同时脱硫脱硝工艺系统示意图该工艺主要由吸附、解吸和硫回收三部分组成,见图1。

烟气进入含有活性焦的移动床吸收塔,通常从空气预热器中出来的烟气温度为120~160℃,该温度是此工艺的最佳温度,能达到最高的脱除效率。

吸收塔由两段组成,活性焦在垂直吸收塔内由重力从第二段的顶部下降至第一段的底部。

烟气水平通过吸收塔的第一段,在此SO2被脱除,烟气进入第二段后,在此通过喷入氨除去NO x。

其中脱硫的主要反应是:SO2 +1/2O2→SO3 (1)SO3+H2O→H2 SO4 (2)在吸收塔的第二段中,活性焦又充当了SCR工艺中的催化剂,在100~200℃时向烟气中加入氨就可脱除NOx。

脱硝的主要反应是:4NH3+6NO→5N2+6H2O (3)8NH3+6NO2→7N2+12H2O (4)2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O (5)同时有以下副反应:SO2+2NH3+H2O +1/2O2→(NH4)2SO4(6)在再生阶段,饱和态的吸附剂被送到再生器加热到400℃,解吸出浓缩后的SO2气体,每摩尔的再生活性焦可以解吸出2摩尔的SO2。

再生后的活性焦又通过循环送到反应器。

活性焦脱硫脱硝技术具有如下优点:①能够在同一温度区域,100~200℃,同时进行脱硫和脱硝。

②活性焦脱硫技术为干法脱硫技术,与湿法相比,不需要烟气再加热和排水设备,占地面积小,不腐蚀,运行管理容易。

③具有高的脱硫和脱硝效率,脱硫效率几乎达到100%,脱硝效率在80%以上。

基于活性半焦的干法烟气脱硫脱硝技术

基于活性半焦的干法烟气脱硫脱硝技术

基于活性半焦的干法烟气脱硫脱硝技术摘要:活性半焦是一种具有大量微孔结构和较大比表面积的材料,可作为烟气脱硫脱硝的吸附剂和催化剂。

催化氧化产生的硫酸和硝酸储存在半焦材料的微孔中,导致其吸附能力下降。

基于活性半焦,采用干法烟气脱硫脱硝,不仅可以恢复其性能,还可以获得硫酸和硝酸铵产品,间接创造经济价值[1]。

通过对活性半焦干法烟气脱硫技术的工艺研究、机理分析和方法探索,进一步提出了活性半焦技术的应用,具有一定的参考价值。

关键词:活性半焦;干法烟气;脱硫脱硝前言:烧结烟气是多数化工企业治理的难点污染源,在目前的情况下,环境保护是国之大事,烟气净化系统势在必行。

通过技术对比和方案论证,采用活性焦炭吸附干法烟气净化工艺具有更高的处理效率和更强的多种污染物协同处理的能力,能够更好地适应当前和未来的环保要求。

1.干法烟气脱硫脱硝技术1.1脉冲放电等离子技术。

利用脉冲电晕放电产生等离子体,对气体污染物进行处理,如图1所示[2]。

脉冲放电等离子体技术采用纳秒级脉冲电源,瞬时功率达到兆瓦级,纳秒脉冲电源峰值电压可达50KV,平均电场强度是直流电源的两倍以上,并能产生更多高能电子相互作用的污染物分子。

在放电过程中,高能电子激发中性原子或分子,被激发的粒子从激发态回落到基态时,以光的形式释放能量。

在空气中放电通常会产生蓝光,这反映了产生的电子的强度和等离子体自由基的浓度。

在脉冲供电下,水可以作为绝缘子,因此电抗器中的水蒸气不影响放电强度[3]。

脉冲电源减少粉尘积聚,采用自动喷淋清洗装置,自动清洗,无需维护。

利用纳秒脉冲放电技术氧化等离子体产品中的NO,验证了等离子体技术实现理想效果的关键在于电源技术。

1.2催化氧化法。

催化氧化技术具有处理效率好、无二次污染、投资成本低、运行成本低、无人操作、分解二恶英能力强等突出优点。

其应用范围日益广泛。

纵观国内外VOCs治理的历史,只有吸附、催化氧化、高温焚烧等能成为VOCs治理的主流技术。

活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化技术相关思考与论述

活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化技术相关思考与论述

一、活性焦的性质活性焦是这些年新研究出的一种新型吸附材料,煤炭是活性焦的制作原料。

活性焦的性质表现上分为三个方面,在表面构成物理特征中呈现出孔隙结构的特点;在化学特征中则是由表面种基团种类作为吸附中心发生作用。

这两种性质就决定了活性焦比活性炭的化学性更加稳定,并且具有较为明显的还原性,负载性能也更突出。

由此,在应用时,可以发挥其高分散催化的效果,并将其作为还原剂应用。

活性焦和活性炭相比较来说,具有比较低的成本。

鉴于以上,活性焦比活性炭具有更多的优势。

当中加热法以及水洗法是比较常用的两种再生措施,在对这两种方法应用的过程当中会将不同的副产物产生,其具体情况如表1所示。

表1 活性焦的性质1.活性焦的表面物理性质表面积及孔结构是活性焦两个主要的物理特性。

在活性焦的结构方面,因为结构不是有规律排列的微晶炭,在活性焦当中有一些地方会存在空隙,所以就会有很多的微孔存在,内比表面积就会比较大,可以让活性焦的吸附功能加强。

而且,在这种材料当中,孔结构的表面和数量越多,其物理分析的扩散效果就会更突出。

现阶段,对活性焦表面物理特性的分类,是从孔结构大小进行区分,包括微孔、中孔、大孔三种孔径,其半径的不同,在对催化方面产生吸附作用的过程当中,也会有一定的差别存在。

2.活性焦的表面化学性质分析活性焦的表面化学性质,离不开对其表面物质的分析。

一般而言,活性焦的表面是由氮、氧等成分的官能团组成,其作为活性焦吸附作用的活性中心,不同性质的材料也将影响其应用效果。

通常利用弱极性的活性焦材料,可以提升其吸附的催化效果,避免活性焦对无机物或有机物的选择性吸附。

一般情况下,在活性焦材料表面产生碱性官能团时,更容易吸附酸性物质;而当其产生酸性官能团,则对碱性物质则的吸附效果更好。

3.活性焦的再生性质根据活性焦的表面化学性质,其在利用自身物理特性进行吸附时,会在表面形成一种吸附物质层,从而覆盖活性焦的表面,并抑制活性焦的活性和吸附性,从而降低活性焦所具有的脱除效果,减少其吸附性能的发挥。

烟气脱硫脱硝技术现状及分析

烟气脱硫脱硝技术现状及分析

65一、烟气脱硫脱销技术应用现状1.活性焦一体化脱硫脱硝技术这种技术在使用的时候,需要设置两级塔结构,一、二两级分别为脱硫和脱硝塔,前者主要是利用活性焦较高的比表面积和其内部的丰富的空隙结构,在有效吸附SO 2的同时,将绝大部分的颗粒物进行去除,这些经过脱硫塔处理的烟气便可进入到脱硝塔中,并在活性焦的催化作用下,使用NH 3将NOx还原成无害的氮气。

该项技术在实际的使用环节中,可以将烟气的流动方向作为基础划分为错流和逆流两种形式。

前者则是烟气在水平进入到一级塔之后,通过横穿移动的活性焦床层完成烟气的脱硫除尘操作,随后这些气体在二级塔的入口和稀释的氨气混合之后,进入到二级塔内进行催化还原脱硝处理,活性焦在吸附SO 2气体达到饱和状态的时候则需要通过加热解析,用于回收浓度较高的SO 2气体制备硫酸。

后者则是在烟气进入到模块移动床吸附塔内之后,位于其内的活性焦依赖重力从脱硝塔顶端降到脱硫塔的底端,烟气以一种自下而上的状态先通过脱硫塔,同样实现脱硫除尘处理,此后进入到脱硝塔内的处理与前者完全一致。

这一技术的实际脱硫和脱硝效率可以分别达到98%和85%。

这种技术虽然实现了副产物的大幅度回收利用目标,并且也做到了同时处理其他污染物,但是成本投入较为巨大,并且能耗较高也很容易带来自燃问题,其制酸废水的处理也是一个巨大痛点。

2.半干法脱硫和中低温SCR脱硝技术组合选择性的催化还原脱硝技术,是指在催化剂的作用下,还原剂可以在280~400℃的范围内,有选择性的将NO、NO 2还原成N 2、H 2O,这一技术简称就是SCR。

而作为SCR技术核心的催化剂,则成为了烟气脱硝技术中的关键。

一般情况下,使用的催化剂体系是钒钛基催化剂,其活性温度的窗口相对较高,使其在脱硝技术中得到了较为广泛的应用,并取得了十分良好的效果。

这种烟气脱硫脱硝处理工艺主要是使用半干法脱硫和中温SCR的组合,半干法脱硫和湿法脱硫相比,温度下降方面相对较小,但是需要在脱硝塔之前,设置相应的烟气换热装置和燃用高炉煤气的烟气升温装置,从而保障烟气的温度,可以达到中温催化剂的活性窗口阈值,除此之外,还需要将烟气的回转气使换热器添加在SCR的反应器之后,从而确保脱硝后的烟气余热可以进一步用于脱硝前的烧结烟气的加热,做到有效的回收和利用烟气余热。

活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的应用

活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的应用

活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的应用发布时间:2023-07-05T01:42:15.601Z 来源:《科技潮》2023年9期作者:翁淑容[导读] 活性焦脱硫脱硝技术是一种新型烟气治理方法。

上海克硫环保科技股份有限公司南京分公司摘要:烟气污染是全球面临的一项重大环境问题,尤其在工业化程度较高的地区更为严重。

烟气中主要包含二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物以及各种有害的重金属颗粒等,这些污染物不仅对环境产生负面影响,还对人类健康构成威胁。

二氧化硫和氮氧化物等在大气中会生成酸雨,影响土壤和水质,对生物多样性和生态系统功能产生破坏性影响。

颗粒物和重金属等则能进入人体肺部,引发各种呼吸系统疾病,甚至导致生命危险。

因此,有效地治理烟气污染,减少有害物质的排放,已经成为当前环保事业的重要任务,同时也是全球工业发展面临的重大挑战。

关键词:活性焦;脱硫脱硝;烟气治理活性焦脱硫脱硝技术是一种新型烟气治理方法。

活性焦是一种具有极高吸附能力的物质,其独特的微孔结构使其能够有效吸附烟气中的有害物质。

在脱硫脱硝过程中,活性焦的表面产生一系列复杂的化学反应,如硫的吸附和氮的吸附,有效地去除烟气中的二氧化硫和氮氧化物等有害物质。

此技术具有工艺简单,脱除效率高、协同脱除多种污染物、副产物可资源化利用、节水等优点。

因此,活性焦脱硫脱硝技术被视为一种有效、绿色友好的烟气治理方式。

1.活性焦脱硫脱硝技术详述1.1活性焦制备及其特性活性焦是一种独特的碳素材料,具有良好的吸附性能和催化活性。

其制备过程主要包括原料预处理、炭化和活化三个步骤。

原料预处理主要是将生物质或煤等碳源经过破碎、干燥等预处理操作,以提高其碳化和活化效果。

炭化过程是将预处理后的原料在一定的温度条件下进行加热,使其脱去非碳元素,生成富含碳元素的半焦或焦炭。

活化过程则是将炭化后的产品在800-900℃的高温下,与活化剂(如蒸汽、二氧化碳等)接触,进行氧化反应,从而在焦炭中生成大量的微孔和中孔,形成独特的孔道结构。

活性焦脱硫及解析机理及影响因素分析

活性焦脱硫及解析机理及影响因素分析

活性焦脱硫及解析机理及影响因素分析活性焦脱硫及解析机理及影响因素分析1.活性焦单独脱硫反应机理1.1概述活性焦对SO 2的吸附是由物理吸附和化学吸附两类过程组成:一方面,活性焦的多孔结构以及较大的比表面积有利于分子的物理扩散;另一方面,活性焦表面的某些含氧络合物基团是SO 2吸附和氧化的活性中心。

其基本工艺原理为[1]:含SO 2的烟气经过除尘、降温、调湿,使烟道气具有一定湿度、合适的温度,并且含氧,然后进入装有活性焦的吸附塔,烟气中的SO 2被吸附在活性焦表面,同时,在活性焦表面上的含氧络合物基团强有力的催化氧化作用下,发生一系列的化学变化最后生成H 2SO 4覆盖在活性焦表面上,从而起到脱除SO 2效果。

上述吸附过程中化学反应的总反应方程为:222242SO O 2H O 2H SO ++??→1.2中间反应机理有研究对脱硫后的活性焦进行XPS 中S 元素的分析,结果表明,脱硫反应后活性焦表面的S 主要以硫酸根的形式存在,有少量的SO 2和SO 3以及亚硫酸根[2]。

因此,上述总反应式所描述的过程包含了多步中间反应。

通过对众多研究活性焦脱硫反应机理的文献调研,尽管不同学者对上述中间反应的机理有不同理解,但对反应进程的认识是基本一致的[3-6],即在有O 2和H 2O 的条件下,先是活性焦表面的活性位吸附SO2,再是被O2氧化并在H2O的作用下生成H2SO4,生成的H2SO4被转移到微孔中储存,从而空出活性位,达到连续吸附脱硫的效果。

因此,本文依照上述顺序对各反应机理进行梳理:1)SO2的吸附机理SO2在活性焦表面的吸附主要是物理吸附,其吸附量较少,是弱吸附,在120℃时容易脱附[5]同时,对于混合气体,活性焦对各组分具有选择吸附性,有实验结果表明,在常见的烟气组分中,活性焦对SO2的选择吸附性最强[2],故其它组分对SO2在活性焦表面的物理吸附影响不大。

2)SO2的氧化机理当烟气中不存在O2的情况下,SO2除了靠活性焦表面极少的含氧官能团外,几乎无法被氧化。

活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理

活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理

活性焦低温催化氧化脱硝影响因素及机理张媛;王乃继;肖翠微;梁兴;张鑫【摘要】为了研究活性焦低温催化氧化NO特性,采用长周期试验,搭建固定床反应器试验台架,按照煤粉工业锅炉实际烟气组分模拟配制试验烟气.重点分析反应温度、O2体积分数、空速及SO2体积分数对脱硝效率影响,同时对反应前后的活性焦进行红外及热重分析.结果表明:当温度由50℃升到90 ℃时,活性焦脱硝效率显著下降,有效脱硝时间由81 h降到2.3h;当O2体积分数由0提高到10%时,有效脱硝时间由0.6h提高到35 h;空速由500 h-1升高到2500h-1时,有效脱硝时间由15h降到0.26 h;SO2体积分数由0提高到200×10-6时,有效脱硝时间由15h降到1.6h.红外及热重分析结果表明,低温时NO被催化氧化为NO2,且大部分NO2被活性焦吸附.%In order to study the catalytic oxidation characteristic of activated coke at low temperature,long period bench test was adopted in this study.The proportion of compounded modeled flue gases components came from operational pulverized coal industry boiler.Emphasis was placed on reaction temperature,oxygen concentration,air-speed and SO2 concentration which had a great importance in denitrationefficiency.Meanwhile,the infrared spectroscopic analysis and thermogravimetric analysis had been carried out on the fresh activated coke and deactivation coke.The results show that when the temperature increases from 50 ℃ to 90 ℃,the denitration efficiency will obviously decline and the valid time for denitration will decline to 2.3 hours from 81 hours.When the oxygen concentration goes up to 10% from 0,the valid time will rise to 35 hours from 0.6 hours.And the valid time will decrease to0.26 hours from 15 hours,after the airspeed increasing to 2 500 h-1 from 500 h-1.In addition,the valid time will decline to 1.6 hours from 15 hours with the SO2 concentration up to 200× 10-6 from 0.The infrared spectroscopic and thermogravimetric analysis also indicate that NO could be catalytically oxidized to NO2,which is significantly adsorbed by activated coke at low temperature.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)002【总页数】6页(P108-113)【关键词】活性焦;低温;催化氧化;脱硝【作者】张媛;王乃继;肖翠微;梁兴;张鑫【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013;煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013;煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013;煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013;煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1;TQ126.20 引言中小型燃煤工业锅炉是我国除电站锅炉外最主要的用煤设备,总数近50万台[1],然而我国很多燃煤工业锅炉污染物排放超标,不能达到国家规定的排放标准。

活性半焦用于烟气脱硫脱硝的研究的开题报告

活性半焦用于烟气脱硫脱硝的研究的开题报告

活性半焦用于烟气脱硫脱硝的研究的开题报告一、背景随着环保意识的日益增强,对大气污染的治理已成为重要的社会问题。

其中,烟气脱硫和脱硝技术是大气污染治理的重点之一。

目前,广泛采用的烟气脱硫技术是湿法烟气脱硫,该技术具有高脱硫效率、稳定性好等优点。

但是湿法烟气脱硫存在反应时间长、装置体积大等缺点。

因此,开发高效、低成本、适用于大规模应用的烟气脱硫技术亟待解决。

活性半焦,是一种碳质吸附剂,具有具有优异的表面特性、强吸附能力和再生性等特点,是一种潜力巨大的脱硫脱硝吸附剂。

当前研究表明,活性半焦在烟气脱硫脱硝技术中具有广泛的应用前景。

研究以活性半焦为脱硫吸附剂,结合催化氧化或脱硝催化剂,可实现烟气脱硫脱硝的同步处理,达到高效、低成本的目的。

二、研究目的本研究旨在探究活性半焦在烟气脱硫脱硝中的应用,研究活性半焦的吸附特性和再生性,并结合催化氧化或脱硝催化剂,探讨其在烟气脱硫脱硝技术中的性能表现。

三、研究内容和方法1. 活性半焦的制备与表征活性半焦通过热解处理制备,探究制备条件对活性半焦表面特性和吸附能力的影响。

利用扫描电镜(SEM)、四分之一定向样品处理(XRD)、Brunauer-Emmett-Teller比表面积(BET)等技术对样品进行表征,分析其微观形态、晶体结构和比表面积等性质。

2. 活性半焦与脱硫脱硝催化剂的复合制备将活性半焦与催化氧化剂或脱硝催化剂复合制备,并优化制备工艺参数,探索不同比例和不同催化剂对吸附脱硫脱硝性能的影响。

3. 活性半焦吸附脱硫脱硝的性能研究采用定量分析法研究活性半焦在湿法脱硫条件下对SO2的吸附能力,测试活性半焦对NOx的吸附性能,并结合催化氧化或脱硝催化剂,研究其对脱硫脱硝的协同作用。

4. 活性半焦吸附再生性能研究研究活性半焦的再生性能,通过热处理等方式对吸附床进行再生,测定其再生效果和再生周期,探讨吸附剂的再生成本和安全性。

四、预期结果和意义通过本研究,可探究活性半焦在烟气脱硫脱硝中的应用,研究活性半焦的吸附特性和再生性,进一步探索其在烟气脱硫脱硝技术中的性能表现。

钢铁行业采用活性焦干法脱硫脱硝一体化技术需注意的六个问题

钢铁行业采用活性焦干法脱硫脱硝一体化技术需注意的六个问题

钢铁行业采用活性焦干法脱硫脱硝一体化技术需注意的六个问题5月29日,国际中国环境基金会会长何平博士在河北邯郸/武安“2018走进钢铁行业技术交流会、钢铁行业大气污染综合治理排放达标专题会议” 上发表演讲。

根据生态环境部发布的《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》,鼓励钢铁企业采用活性碳(焦)等多污染物协同处置技术。

活性焦干法脱硫脱硝一体化技术(以下简称“活性焦干法技术”)是一项成熟的工业烟气污染治理技术,在日本、韩国和中国都有大型化应用,具有耗水少、副产物综合利用、排烟透明度好等优点。

但活性焦干法技术目前并没有在我国大规模推广应用,很多用户对该技术依然比较陌生。

同时,我国钢铁企业球团烧结工况条件不稳定,尤其是前级除尘效果普遍不佳,同时技术力量普遍欠缺,在采用对工况条件稳定性和技术力量要求较高的活性焦干法技术过程中,势必会遇到各种问题。

本文作者对活性焦干法技术具体应用过程中存在的六类问题进行了梳理,并提出针对性解决方案,以期对钢铁企业用户在项目工艺选择和建设过程中有所帮助。

一、可靠性问题活性焦干法技术已经被国内外的案例实践证明是一项成熟、稳定、可靠、高效的工业烟气污染治理技术。

但是作为一项工程技术,其可靠性只针对在一定条件具备下而言,并非毫无条件的。

这意味着,其治理效果可靠性很大程度上取决于具体项目中活性焦干法装置设计处理容量的大小,对应的烟气量、流速、污染物浓度等等因素。

而如果实际烟气量、流速和污染物浓度超过了系统设计的参数,那么系统的可靠性就会大大折扣。

比如说,烟气及污染物在系统内所需要的停留时间,如果系统设计偏小,系统内烟气流速过快,则污染来不及被活性焦吸附和反应,最终导致污染物排放超标。

因此说,在中国这样一个以低价竞争和偷工减料为惯性的特殊国情环境下,遴选建设总包单位和审查设计方案的过程中需要非常注意系统选型问题。

此其一。

其二,影响活性焦干法技术效果可靠性的因素是污染物初始浓度,即进入到活性焦干法处理装置的主要三项污染物的浓度。

活性焦脱硫脱销系统中存在的再生气输送问题以及优化对策

活性焦脱硫脱销系统中存在的再生气输送问题以及优化对策

活性焦脱硫脱销系统中存在的再生气输送问题以及优化对策发布时间:2021-01-22T15:15:57.380Z 来源:《基层建设》2020年第26期作者:戴新良[导读] 摘要:活性焦脱硫脱硝系统运行所产生的再生气体是含有较高浓度并带有一定酸度的SO2高温气体,在通过SUS材质管道输送的过程中会腐蚀管道,导致管道无法长期良好地使用。

南京泽众环保科技有限公司江苏南京 210000摘要:活性焦脱硫脱硝系统运行所产生的再生气体是含有较高浓度并带有一定酸度的SO2高温气体,在通过SUS材质管道输送的过程中会腐蚀管道,导致管道无法长期良好地使用。

对此,应当探究行之有效的措施来解决SUS管道无法输送再生气问题。

基于此,本文将着重分析活性焦脱硫脱销系统中存在的再生气输送问题,探究行之有效的优化对策,希望对于良好地进行再生气输送提供帮助。

关键词:活性焦;脱硫脱硝;再生气输送;系统优化一、活性焦脱硫脱硝系统中再生气输送问题分析某冶炼厂车间制酸一系列脱硫系统运行已经有1年多的时间了,该系统的主要作用是回收冶炼烟气制酸后尾气中少量的二氧化硫,使硫酸尾气烟囱二氧化硫含量从 500ppm下降 130ppm以内,确保硫酸尾气低浓度排放,达到国家规定的排放标准。

在整个系统运行中采用活性焦这一吸附性材料来满足脱硫要求,但运行过后会产生再生气体,它含有较高浓度并带有一定硫酸的SO2高温烟气,在通过SUS材质管道输送的过程中会腐蚀管道,造成管道因渗透而出现渗漏现象,无法正常使用,如此势必会影响整个活性焦脱硫脱硝系统运行,致使整个系统的运作效率较低(如图一所示)。

总结性分析整个活性焦脱硫脱硝系统运行实际情况,确定活性焦再生气管道存在的问题有:其一,受腐蚀程度较大。

按照设计要求,为了保障活性焦脱硫脱硝系统良好运行,要求再生塔内中部的活性焦温度必须在300℃以上,以便将活性焦的吸附性充分发挥出来。

而要做到这一点就意味着再生风机抽出的再生气体温度在200℃左右。

碳材料烟气脱硝综述之活性焦

碳材料烟气脱硝综述之活性焦

碳材料烟气脱硝综述之活性焦炭材料(活性炭、活性焦、活性炭纤维等)因其特有的吸附催化特性,已成为干法烟气脱硝使用的吸附剂,此工艺具有较高的竞争力和较大的发展空间,是一种具有发展前景的脱硝工艺。

目前活性炭基材料吸附剂可归结为 4 类:活性炭、活性焦、活性炭纤维和活性半焦。

活性焦是将弱粘性煤和粘接剂混合成型后,经热解、活化、氧沉积及热脱附等改性而制得。

活性焦属炭系吸附剂,具有活性炭的特性。

即活性焦本身即是吸附剂,又是催化剂,同时还可以用作催化剂载体。

广泛用于净化锅炉(燃煤、燃油)排气、重油裂化排气、垃圾烧炉排气、燃烧炉排气,借以除去硫化物(脱硫)、氮氧化物硝、烟尘(除尘)、二恶英(脱DXN )、重金属等污染物,可改大气环境状态。

工作原理:燃煤烟气经过活性焦吸附塔时,烟气中的SO2、NO x、H2O及通入的NH3 被吸附在活性焦孔隙中。

在活性焦催化用下,SO2 和O2 及H2 O发生反应,最后以H2 SO4形式附着活性焦孔隙中;NO 与O2及NH3 反应生成N2,NO 与NH应生成N2,从而达到脱除燃煤烟气中SO 和NO x 的目的。

试验证明影响活性焦脱硫脱硝效果的关键是活性焦本身的活性。

活性焦的性状:活性焦是以煤为原料制成的多孔质碳质材料。

其制法活性炭相似,但是活性焦的比表面积比活性炭的比表面小,强度高,细孔结构独特,非常适合于脱硫、脱硝,而且价低。

因此,极受用户欢迎。

活性焦的性状见下表。

活性焦的特征:活性焦有片状与扁核桃型两种。

活性焦法与通用湿式脱硫法+金属催化高温脱硫法不同,主要特征如下:(1)在相同温度范围(100 ℃~200 ℃),排气处理功能全流程简单化;(2)无排气再加热装置;(3)用水量极少。

无大型排水处理装置;(4)可除去湿法不能除去的SO2;(5)脱硫、脱硝效率高。

同时除去烟尘、DXN 以及重金属等污染物;(6)消除微粒子形成的烟尘(可见烟气);(7)与必须保持湿法石膏纯度,限制入口灰尘浓度不同,即使入口灰尘浓度达300 mg/Nm3也能高效除尘;(8)回收硫磺,失效的AC微粒可作为燃料使用。

活性焦表面性质对CuO_AC脱硫性能的影响_朱惠峰

活性焦表面性质对CuO_AC脱硫性能的影响_朱惠峰

第5卷 第3期环境工程学报V o l .5,N o .32011年3月C h i n e s e J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n gM a r .2011活性焦表面性质对C u O/A C 脱硫性能的影响朱惠峰 钟 秦*(南京理工大学化工学院,南京210094)摘 要 分别以不同浓度的硝酸处理活性焦载体,采用硝酸铜溶液浸渍法制备C u O /A C 催化剂,利用B E T 、F T -I R 和X R D 等方法对载体及催化剂进行表征。

考察了不同浓度的硝酸处理对活性焦载体性质的影响,并对制得的催化剂的脱硫性能进行了比较。

结果表明,活性焦经过硝酸处理后孔结构参数变化很小,而表面含氧酸性官能团的含量有了很大的提高,使得催化剂中活性组分C u O 在活性焦载体上有更好的分散度,提高了C u O /A C 的脱硫性能;使用20%硝酸处理后活性焦制得的催化剂其硫容达40.6m g S O 2/g催化剂,比未硝酸处理活性焦制得的催化剂硫容提高41.5%。

关键词 活性焦 载铜催化剂 硝酸处理 脱硫中图分类号 X 701.3 文献标识码 A 文章编号 1673-9108(2011)03-0623-04E f f e c t o f n i t r i c a c i d -t r e a t m e n t o f a c t i v a t e dc o k eo n d e s u l f u r i z a t i o n w i t hC u O/A CZ h u H u i f e n g Z h o n g Q i n(S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,N a n j i n gU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,N a n j i n g 210094,C h i n a )A b s t r a c t A c t i v a t e d c o k e (A C )s u p p o r t s w e r e t r e a t e db y H N O 3of d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s ,t h e n C u O /A C c a t a l y s t s w e r e p r e p a r e d w i t h a c t i v a t e dc o k e b y i m p r eg n a t i o n .Th e e f f e c t o f d e s u l f u ri z a t i o na b i l i t y w i t hC u O /A C c a t a l y s t s w a s i n v e s t i g a t e d .A c t i v a t e d c o k e s u p p o r t s a n d C u O /A Cc a t a l y s t s w e r e c h a r a c t e r i z e d b y B E T ,F T -I Ra n d X R D .T h e r e s u l t s s h o wt h a t p o r e t e x t u r e o f a c t i v a t e d c o k e s u p p o r t s c h a n g e s l i g h t l y a f t e r n i t r i c a c i d -t r e a t m e n t ,b u t a c i d i c f u n c t i o n a l g r o u p s o n t h e s u r f a c e o f a c t i v a t e d c o k e i n c r e a s e .T h i s l e a d s t o b e t t e r d i s p e r s i o n o f C u O ,w h i c h i n c r e a s e s d e s u f u r i z a t i o n a b i l i t yo f C u O /A Cc a t a l y s t s .A f t e r t r e a t m e n t w i t h 20%H N O 3,t h e s u l f u r c a p a c i t y o f C u O /A Ci s 40.6m g S O 2/gc a t a l y s t ,w h i c h i s 41.5%h i g h e r t h a n u n t r e a t ed c a t a l y s t .Ke y w o r d s a c t i v a t e d c o k e ;C u O /A Cc a t a l y s t ;n i t r i c a c i d -t r e a t m e n t ;d e s u lf u r i z a t i o n 基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(B K 2007215)收稿日期:2010-01-11;修订日期:2010-04-17作者简介:朱惠峰(1979~),男,博士研究生,主要从事大气污染控制方面的研究工作。

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活性焦物质对于脱硫脱硝的影响
发表时间:2018-07-23T10:02:00.047Z 来源:《基层建设》2018年第14期作者:王子清
[导读] 摘要:通过研究烟气在活性焦的脱硫脱硝机理,研究了不同情况下的烟气使用活性焦对SO2和NO的吸附能力的影响,并分别用SEM、FT-IR、XPS和BET等方法对其孔结构和表面性质进行了分析。

哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江省哈尔滨市 150046
摘要:通过研究烟气在活性焦的脱硫脱硝机理,研究了不同情况下的烟气使用活性焦对SO2和NO的吸附能力的影响,并分别用SEM、FT-IR、XPS和BET等方法对其孔结构和表面性质进行了分析。

通过研究表明,活性焦的脱硫和脱氮性能与其孔结构与活性焦表面化学性质相关,孔隙体积是决定污染物脱除率的关键因素,表面官能团则在污染物的化学吸附上发挥着重要作用。

此外二氧化硫对活性焦的吸附量大于NO,烟气中的氧或蒸汽的存在对脱硫和脱氮效果并未产生明显影响。

当烟气中存在氧和蒸汽时,活性炭的脱硫脱氮效果明显提
高,氨不仅能将一氧化氮还原成氮,而且提升了活性焦去除SO2的效果。

关键词:活性焦;脱硫脱硝;效率;工作机制
1引言
SO2和NOx是燃煤烟气中最主要的污染物质,这也是个造成大气环境恶化的原因。

烟气中的SO2和NO被去除需要一套脱硫脱硝的集成装置,高度集成化的设备可以有效的节约运行成本,是烟气净化研究的热点。

国内外许多学者对其进行了探索和研究,并开发了多种净化方法和工艺。

一般来说,它可以有两种方式,一种是湿法净化,另一种是干法。

湿法烟气脱硫技术的代表是湿法烟气脱硫脱硝,干法如高能辐射化学法和固体吸附法。

比较而言,以活性焦作为吸附剂的干式吸附不仅可以回收硫资源,大大降低生产成本,而且不会产生二次污染。

由于该工艺在净化过程中不需要水,特别适合于缺水地区的烟气净化,因此对于这种方式的研究使用越来越多。

然而,活性焦去除污染物的机理尚不确定,制约了该技术的发展。

因此,活性焦脱硫脱硝理论还需要更多的研究。

2活性焦的特性研究
活性焦表面粗糙、凹凸不平,有明显的棱角和缺陷,包括一些狭缝(如表1所示)。

通过活性焦孔隙体积参数,活性焦的孔径较小,与中孔的孔体积较低。

活性焦的表面还含有许多官能团,特别是含氧官能团。

活性焦本身的特性会影响其去除性能,特别是对极性污染物的吸附和催化反应。

表1 活性焦的孔容特性
3 SO2 和 NO 的脱除机制研究
在石英固定床反应器中,对活性焦对于SO2和NO的去除进行了评价。

通过实验可以模拟烟气中的SO2、NH3,O2、CO2和H2O,通过实验可以进行连续采样,具体使用的工具时IPI质谱检测仪器。

模拟气体由SO2、NO、NH3、O2、CO2等组成,通过质量流量计在线测量控制进入混合器,然后与水蒸气混合进入反应器。

平衡气体为N2,反应器内的温度在150℃恒温下进行控制。

通过模拟烟气中不同组分和不同的进料顺序,研究了活性焦与烟气组分之间的相互作用,并分析了作用机理。

3.1单一污染物的脱除行为
反映开始SO2和NO的转化率较高,然后迅速下降,最后的转换效率下降几乎接近于零。

两种物质比较可以得出SO2转化率下降速率比NO下降的速率相对较小。

这表明活性焦对SO2的吸附包括物理吸附和化学吸附,而对于NO的吸附主要是物理吸附。

活性焦的饱和吸附量相当于活性焦的孔体积,由于活性焦孔体积较小,物理吸附状态迅速达到饱和;SO2的化学吸收是由于活性焦表面官能团较少,所以化学吸收量也会很快达到极限值,附着量也非常有限。

3.2 O2、H2O存在时的脱除过程
在O2的存在下,对脱硫过程的假设有不同的看法。

里济奥等人认为,在SO2和O2只有气态氧状态形式存在下可以与SO2的反应。

Tamura认为,吸附氧状态和吸附SO2的状态才可以进行反应。

Zawadzki等人认为SO2和O2之间的氧化反应没有水是无法进行的。

NO的反应活性低于SO2,因此吸附NO和O2的氧化反应的概率较低,因此O2和NO在活性焦在表面发生反映的概率就会下降,O2的吸附能力强于NO,因此O2的存在降低了NO的吸附速率。

当烟气中含有足够的水蒸气和O2时,活性焦烟气脱硫是化学吸附和物理吸附的同时过程。

物理吸附首先发生,焦表面上的一些氧复合基团是SO2吸附和催化氧化的活性中心,在水和氧的存在下吸附在活性焦表面的SO2最终催化氧化为H2SO4。

3.3 SO2 与 NO 的选择性吸附
NO的添加对SO2的转化作用小,添加SO2对于烟雾中的NO转化影响较小,降低了NO转化。

这表明有SO2和NO之间存在竞争吸附,活性焦选择性吸附SO2,活性焦对SO2的吸附包括物理吸附和化学吸附。

当SO2和NO同时存在,因为与活性焦表面极性的结构特征,很容易吸附气体分子具有一定的极性,所以能吸附极性SO2高于几乎无极性的NO,物理吸附的NO被SO2置换解析,活性焦吸附的能力也迅速下降,脱硝效率下降。

3.4再生催化剂使用
首先,使用再生催化剂的目的是:(1)催化剂再生后的物理堵塞小于5%。

(2)修复损坏的模块单元和外部包装。

(3)更换损坏的催化剂单元体。

(4)物理化学性质恢复到新催化剂的水平。

(5)机械强度能承受运输和催化剂,达到预期的使用寿命。

(6)提升脱硫脱硝的效率,提升SO2转化率。

对于失活催化剂,首先要确定失活催化剂的性能是否具有再生值或再生值。

如果再生潜力很小,再生催化剂的活性、选择性和耐磨性不能达到理想的高度。

检测后,确定催化剂不能再生或再生,有必要对废催化剂进行处理。

如果催化剂的再生潜力大,则再生催化剂的催化性能达到理想的高度,催化剂可以再生应该是企业的首选。

随着SCR技术的广泛应用,废催化剂的数量将越来越多。

如果废催化剂没有
回收,一方面会占用大量的土地资源,另一方面,催化剂吸附的一些有毒物质进入自然环境,对环境造成严重危害,并且催化剂中所含的有价金属资源不能循环利用,造成巨大的资源浪费。

因此,废旧催化剂的回收利用不仅可以将废物转化为宝,还可以解决一些潜在的环境污染问题。

4 总结
活性焦的脱硫脱氮过程基本上是一个复杂的吸附和催化反应过程。

其吸附和催化性能与活性焦的孔结构和表面化学性质密切相关。

孔径是决定污染物初始去除率的主要因素,其表面官能团在污染物的化学吸附中起着重要的作用,是吸附和催化活化的中心。

活性焦优先吸附SO2,活性焦的脱硫脱氮效果也与烟气中的气体成分不可分割。

烟气中O2或H2O的存在对脱硫和脱氮没有明显的影响。

参考文献
[1]燃煤烟气中单质汞的氧化吸收研究[J]. 刘盛余,能子礼超,赖亮,万书宇,刘沛,曲兵. 煤炭学报. 2010(02)
[2]活性焦干法联合脱硫脱硝的正交实验[J]. 李兰廷. 煤炭学报. 2009(10)
[3]湿式烟气脱硫系统同时脱汞研究[J]. 赵毅,陈周燕,汪黎东,张受卫. 环境工程学报. 2008(01)
[4]新型吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究[J]. 任建莉,周劲松,骆仲泱,胡长兴,钟英杰. 中国电机工程学报. 2007(02)。

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