材料烟气脱硝综述之活性炭.

材料烟气脱硝综述之活性炭

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。

活性炭是通过高温水蒸气、部分氧化活化或负载活性组分改性活性炭而制得。

活性炭具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积，因而具有很强的吸附性，加之活性炭表面含有多元含氧官能团，所以它既是优良的吸附剂，又是催化剂和催化剂载体。

活性炭脱硝原理：

活性炭脱硝技术可以分为吸附法、NH3 选择性催化还原法和炽热炭还原法。

吸附法是利用活性炭的微孔结构和官能团吸附NO x，并将反应活性较低的NO氧化为反应活性较高的NO2。关于活性炭吸附NO x的机理，研究人员之间还存在较大的分歧。

NH3 选择性催化还原法是利用活性炭吸附NO x，降低NO x与NH3的反应活化能，提高NH3的利用率。

炽热炭还原法是在高温下利用炭与NO x 反应生成CO2和N2，优点是不需要催化剂，固体炭价格便宜，来源广，反应生成的热量可以回收利用。然而动力学研究表明，O2 与炭的反应先于NO x与炭的反应，故烟气中O2的存在使炭的消耗量增大。

活性炭脱硝的相关研究：

通过对活性炭脱硫脱硝的性能和机理以及SO2和NO x在活性炭上竞争吸附的机理进行了深入的研究。结果表明：

以高纯度的SO2、空气和水蒸汽的混合气体来模拟实际工业烟气，活性炭对SO2的吸附主要是化学吸附，其脱硫效率大于96 %；

以高纯度的NO x、空气和水蒸汽的混合气体来模拟实际工业烟气，活性炭对NO的吸附则包括物理吸附和化学吸附。在气流中无SO2气体存在的条件下，活性炭具有较高的脱硝效率，当活性炭达到动态吸附平衡时，脱硝效率大于75 %；

以高纯度的SO2、NO x、空气和水蒸汽的混合气体来模拟实际工业烟气，当气流中同时存在SO2和NO x 时，活性炭吸附SO2的容量及吸附饱和时间均增加，而脱硫效率、吸附速度和吸附带长度则变化很小。

由于物理吸附的NO被SO2置换解析，活性炭吸附NO x的容量和动态吸附平衡时间急剧下降，脱硝效率很低，NO x的吸附带长度增加，吸附速度下降。SO2和NO x都不会单独占据活性吸附中心，而是共同存在于活性吸附中心。活性炭优先选择性吸SO2，物理吸附的

NO x 被SO2置换解析。化学吸附的NO x能够促进活性炭对SO2的吸附。同时，SO2也能够促进活性炭对NO x的吸附。