脱硫脱硝活性炭工艺及其应用

脱硫脱硝活性炭工艺及其应用
脱硫脱硝活性炭与传统活性炭相比，吸附性能更强，尤其对于烟气的处理，已经取得了良好
的市场反馈。

脱硫脱硝活性炭的功效已经得到市场的认可，被广泛的应用在各个领域内。

而
且随着“青山绿水”的意识越来越强，脱硫脱硝活性炭有着良好的发展前景。

1脱硫脱硝活性炭的生产工艺
图1 活性炭生产工艺
（1）备煤与磨粉
备煤负责原煤的输送。

脱硫脱硝活性炭的原料是焦煤与焦粉的混合物，焦煤与焦粉经过干燥
处理之后，按照一定的配比之后，由皮带输送机、提升机将原煤运输到配煤仓储存。

经备煤
车间准备好的原煤，通过立式提升机将其送至磨机，根据生产要求，需要实现200目的原煤，之后经风选后，送入煤粉高位仓。

（2）成型工序
成型需要在焦煤、焦粉的基础之上增加焦油与水，这样可以增强活性炭的粘结性。

通过定量
供料器将适量的混合料送入搅拌机，进行充分搅拌。

均匀搅拌之后进行捏合，成为膏状。

接
着通过造粒机在模具上进行碾压成型，成型后的活性炭需要经过干燥，在经皮带运输至炭化
区域。

（3）炭化工序
炭化是为了加强活性炭的孔隙结构，还有助于活性炭强度的增加。

外热式炭化炉是主要的制
作设备，整个炭化过程分为三个阶段，分别是干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段。

活性炭炭
化可以大量的将灰分挥发出去，经由管道向外引出，直至焚烧炉内燃烧。

焚烧炉除了进行尾
气处理，还可以为提高炭化温度。

这是由于在挥发分在燃烧的过程中，是在高温环境下，会
放出热量，将热量引至炭化炉内，高温废弃在物料通道外部，通过热辐射的形式为炭化料升温。

活性炭在炭化的过程中需要控制器温度与升温的速度，这些都是影响活性炭孔隙结构、
硬度的重要因素。

（4）活化工序
活化是活性炭制备过程中的最后环节，为的是可以将炭火或、过程中空隙内的残留物清除出去，以增大活性炭的孔隙，甚至产生新的孔隙，进而优化活性炭的孔隙结构。

以水蒸气进行
活化为例，涉及到的化学反应式为：
经过炭化后合格的活性炭经由皮带输送机、斗提机，进入活化炉内，在这个过程中活性炭需
要先进行预热、补充炭化、活化，再经冷却。

从化学反应式可以看出，炭化料可以被氧气、
水蒸气以及二氧化碳活化，研究资料显示，这三种活化介质中氧气的发音速度最快，所以产
生的活性炭空隙多为中孔结构；与之相对的是二氧化碳介质，由于其活化湿度较慢，造成活
性炭的孔隙多为微孔；虽然水蒸气的反应速度介于二者之间，但是由于水蒸气的分子结构小，可以在炭化料内部反应，并且整个反应过程为吸热反应，所以得到的活化产品吸附效果好。

（5）冷却包装工序
经活化合格的产品需要经过滚筒冷却器进行降温，之后再由皮带输送机与斗提机将其送至包
装车间，包装车间工人进行封装打包。

2脱硫脱硝活性炭应用原理
之所以脱硫脱硝活性炭具有良好的吸附效果，可以有效的除去烟气中的硫化物与氮化物，与
其内部的孔隙结构有密切的联系。

（1）活性炭的孔径分布
活性炭的孔隙结构一般分为三种：微孔、中孔以及大孔。

吸附能力最强的是微孔，孔径大小
在2nm以内，而大孔由于孔径达到50nm以上，所以其并没有吸附能力，而是作为通道供分
子运动。

（2）活性炭净化作用机理
图2活性炭吸附机理图
活性炭进化的主要物质是烟气中的SO2、NO。

吸附态的二氧化硫在氧气的作用下，被氧化为三氧化硫，三氧化硫在水蒸气的作用下，有气态变为液态硫酸，硫酸存储在活性炭的孔隙内。

为了提高活性炭的再利用，可以在加热的条件下，将活性炭内的硫酸与C发生还原反应，得
到SO2，与此同时活性炭实现再利用。

对于氮氧化物的吸收，是基于活性炭催化剂的条件下，利用氨气作为反应物质，NO被还原为氮气，整个过程在吸附塔内完成。

除了发生化学反应
可以将烟气中的硫化物与氮氧化物去除，还可以利用活性炭的物理结构，起到过滤的作用。

当烟气进入活性炭过程中，烟气中的多数粉尘颗粒相互碰撞，在活性炭床层内部不同部位被
捕集，既而完成活性炭的吸附工作。

整个吸附过程中，化学吸附发挥主要效果，脱硫脱硝活
性炭的脱硫效果可以达到95%以上，脱硝效果可以保持在70%。

（3）活性炭再生
脱硫脱硝活性炭由于其本身扮演催化剂的角色，所以可以实现循环再利用。

常用的方法是热
再生发与水洗再生。

热再生达到饱和状态的活性炭进行高温加热，当温度达到400-450℃时，可以活性炭内H2SO4与C高温反应，得到高浓度的SO2混合气体挥发出来，进而可以生产浓硫酸、液态 SO2、结晶单质硫磺、化肥硫铵等化学产品，提高企业利润。

水洗再生法利用水
压对活性炭之间进行冲洗，将孔隙内的硫化物冲洗出来，在恢复活性炭脱硫脱硝活性的同时，将冲洗得到的溶液制成高浓度的硫酸产品，还能够直接作为稀硫酸产品用于制造磷铵、硫铵、石膏等物质以及酸洗钢板。

结束语
活性炭脱硫脱硝有着广泛的应用前景，具有成本低、操作简便、脱硫脱硝效率高等特点。

现
阶段虽然我国已经在干法脱硫脱销中有一定的研究进步，但是还有许多问题亟待解决，需要
对脱硫脱硝活性炭的影响因素进行分析，改进生产工艺，提高脱硫脱硝活性炭的成品率。

参考文献
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