活性焦物质对于脱硫脱硝的影响

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。

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。