活性炭干法脱硫资料总结
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活性炭脱硫剂简介活性炭脱硫剂是一种常用于工业废气处理的吸附剂,主要用于去除废气中的二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)等有害气体。
活性炭脱硫剂具有高吸附性能、良好的稳定性和可再生性,被广泛应用于煤电厂、钢铁厂、化工厂等行业。
原理活性炭脱硫剂不同于常规的脱硫方法,如石灰石脱硫和湿法脱硫,其脱硫机理主要是通过物理吸附来降低废气中的有害气体浓度。
活性炭脱硫剂具有大量的微孔和介孔结构,具有极大的比表面积,可提供大量的吸附位点。
废气经过活性炭脱硫剂层时,有害气体分子会被吸附在活性炭表面上,从而实现脱硫效果。
优点1.高吸附性能:活性炭脱硫剂具有较高的比表面积和孔隙率,使其具有更大的接触面积,从而提高了吸附性能。
2.良好的稳定性:活性炭脱硫剂具有较高的化学稳定性,可在不同温度和湿度条件下工作,并不易失活。
3.可再生性:活性炭脱硫剂通过热解或水洗等方法可进行再生,延长使用寿命并降低成本。
应用领域活性炭脱硫剂广泛应用于以下行业:•煤电厂:煤电厂烟气中的二氧化硫是一种主要的大气污染物,通过使用活性炭脱硫剂,可有效减少二氧化硫的排放量,保护环境。
•钢铁厂:钢铁厂废气中含有大量的一氧化碳,通过活性炭脱硫剂吸附CO,可降低废气浓度,保护工人健康。
•化工厂:化工厂废气中常含有各种有害气体,如硫化物和酚类化合物等。
使用活性炭脱硫剂可以将这些有害气体吸附并净化废气。
使用方法1.选择适当的活性炭脱硫剂型号:根据待处理废气的特性,选择合适的活性炭脱硫剂型号,包括吸附剂种类、孔径分布等。
2.设计脱硫设备:根据废气处理需求,设计相应的脱硫设备,包括活性炭吸附层和废气流动控制装置等。
3.安装和调试:根据设计方案,进行脱硫设备的安装和调试工作,确保设备能够正常运行。
4.运行和维护:根据实际情况,定期检查和更换活性炭脱硫剂,保证脱硫设备的稳定运行和长期效果。
存在问题和发展趋势目前,活性炭脱硫剂在工业废气处理中得到了广泛应用,但仍面临一些挑战和问题。
大冶有色金属股份有限公司硫酸三系改造—硫酸装置尾气处理工程理论培训材料第一章脱硫系统工艺介绍1.1前言大冶有色金属有色公司硫酸装置在生产过程中,排放的尾气含有一定浓度的二氧化硫。
二氧化硫(SO2)是一种酸性气体,进入大气环境后对人体呼吸道会造成直接的伤害,动植物直接接触也会发生中毒反应。
二氧化硫与空气中的氧气(O2)发生化学反应变成三氧化硫(SO3)。
三氧化硫溶于水成为硫酸是酸雨的主要成分,对设备、建筑物等造成腐蚀。
因此我国在‘十二五’期间加大了环境保护的力度,必须严格控制二氧化硫的排放。
大冶有色金属有限公司硫酸生产车间四系统每小时产生含硫烟气14万标方,每天排放二氧化硫3.4吨左右,为了达到国家排放标准,同时达到节能减排的目的。
大冶有色金属有限公司采用四川大学国家烟气脱硫中心与中国化学第六建设有限公司的新型催化剂法烟气脱硫技术对硫酸尾气进行处理即达到国家排放标准又能回收副产物硫酸。
净化了环境又提高了硫酸的产量。
1.2硫酸尾气的特点大冶有色金属有限公司硫酸生产系统的烟气通过烟管引入脱硫系统,其中四系统烟气量为140000Nm3/h,三系统(在建)为200000Nm3/h,总烟气量为340000Nm3/h。
烟气主要设计指标如下:烟气SO2含量:约1000mg/Nm3;烟气温度:60-80℃;烟气含水量:~0%;烟气O2含量:6%。
粉尘含量:~0%四系统尾气至脱硫塔进口压力:大于3000Pa;三系统设计尾气至脱硫塔进口压力:大于3000Pa。
两条生产线硫酸尾气利用脱硫系统余压分别进入2个独立脱硫塔,经脱硫处理后,由烟管集中引至烟囱达标排放。
1.3新型催化法脱硫原理活性炭吸附SO 2既有物理吸附又有化学吸附。
当烟气中没有氧和水蒸汽存在时,活性炭吸附SO 2仅为物理吸附,吸附量较小,而当烟气中有氧和水蒸汽存在时,在物理吸附过程中还发生化学吸附。
当SO 2通过物理吸附到达活性炭表面上时,由于活性炭表面具有催化作用,会把SO 2氧化成SO 3,而当有水蒸气存在时就会变成H 2SO 4,从而利于这个吸附反应连续的除去SO 2。
干法烟气脱硫催化剂
干法烟气脱硫催化剂是一种用于烟气脱硫的催化剂,其操作在干燥的条件下进行。
它通过催化反应将烟气中的二氧化硫(SO2)转化为硫酸(H2SO4)或硫酸盐,从而达到脱硫的效果。
干法烟气脱硫催化剂通常由活性材料组成,其中常见的催化剂包括:
1.活性炭(Activated Carbon):活性炭是一种多孔性材料,
具有良好的吸附性能。
在干法烟气脱硫中,活性炭可以吸
附烟气中的SO2,将其转化为硫酸盐。
2.金属氧化物(Metal Oxides):金属氧化物催化剂如氧化铝
(Al2O3)、氧化钛(TiO2)等,具有良好的催化性能。
它
们可以促进SO2的氧化反应,将其转化为硫酸。
3.混合催化剂(Mixed Catalysts):混合催化剂常常是由不同
类型的催化剂组成的复合材料。
通过合理组合不同催化剂
的特性,可以提高脱硫效率和催化反应速率。
在干法烟气脱硫中,催化剂通常以颗粒或粉末形式存在,并通过在烟气通道中引入,使烟气与催化剂充分接触。
催化剂的选择和设计应根据烟气中SO2的含量、操作温度、反应速率等因素进行优化。
需要注意的是,干法烟气脱硫催化剂的使用还涉及到催化剂的再生和废弃物处理等问题。
尽管干法烟气脱硫技术具有一定的优势,但在实际应用中还需要考虑成本、效率、环境影响等因
素,综合评估选择最合适的催化剂和脱硫技术。
活性炭吸附法+脱硫脱硝技术燃煤锅炉都要求控制SO2和NOx的排放,目前联合烟气脱硫脱硝技术有多种,但是大部分技术因初投资大、运行费用高、治污产物利用难、存在二次污染等,限制了推广应用。
活性炭吸附法联合脱硫脱硝技术具有能够实现治污产物资源化利用、吸附剂可循环使用、脱硫脱硝效率高等优点,是有发展前景的联合脱硫脱硝技术。
1.活性炭吸附法脱硫原理活性炭具有较大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团、高效的原位脱氧能力,同时有负载性能和还原性能,所以既可作载体制得高分散的催化体系,又可作还原剂参与反应提供一个还原环境,降低反应温度。
活性炭吸收SO2和NOx后生成的物质存在于活性炭表面的微孔中,降低了活性炭的吸附能力,因此对吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生,先用水洗,得到稀硫酸溶液,然后对活性炭进行干燥。
对吸附SO2的活性炭加热,硫酸在炭的作用下还原为SO2,得到富集,可用于生产硫酸或硫磺,但要消耗一部分活性炭。
2.活性炭吸附法脱硝原理吸附法是利用吸附剂对NOx的吸附量随温度或压力的变化而变化的原理,通过周期性地改变反应器内的温度和压力,来控制NOx的吸附,以达到将NOx从汽源中分离出来的目的。
如果在活性炭脱硫系统中加入氨,即可同时脱除NOx,SO2脱除反应一般优先于NOx的脱除反应,烟气中SO2浓度较高时,活性炭内进行的是SO2脱除反应;SO2浓度较低时,NOx脱除反应占主导地位。
3.活性炭吸附法流程SO2的烟气在文丘里洗涤器内用稀硫酸先洗涤,经除尘、降温后进入固定床或活性炭吸附器,经净化后排空。
在气流连续流动的情况下,从吸附器顶部间歇喷水,洗去吸附剂上生成的硫酸,得到10%~15%浓度的硫酸,它进入文丘里洗涤器后被蒸发浓缩至25%~30%浓度,再经浸没式燃烧器等进一步提浓,最终浓度可达70%,能用于化肥生产。
4.活性炭吸附法优缺点优点1)活性炭材料本身具有非极性、疏水性、较高的化学稳定性和热稳定性,可进行活化和改进性,还具有催化能力、负载性能和还原性能以及独特的孔隙结构和表面化学特性。
活性炭脱硫系统性能测试小结2015年6月9日~6月13日,发包方公司工程技术部、总承包方中化建及使用方冶炼厂共同对活性炭脱硫系统进行了为期五天的性能测试,对脱硫效率、床层进口压力、床层阻力降、再生稀酸质量及生产负荷(即通气量)进行了测试、估算及小结,并对相关情况进行了分析、说明。
一、测试数据:经三方参与、确认:8米脱硫塔在达60%设计负荷(即通气量约7.5×104m3/h)生产情况下,脱硫效率平均在89%以上、出口烟气SO2平均<145mg/m3、进口压力2.76KPa、床层压力降2.27KPa;9米脱硫塔在达45%设计负荷(即通气量约9.4×104m3/h)生产情况下,脱硫效率平均在45%左右、出口烟气SO2平均<1195mg/m3、进口压力2.76KPa、床层压力降 1.38KPa;吸附再生产生的副产品稀硫酸质量(第一次5#池样品浓度11.44%、含Fe=0.047%;第二次5#池样品浓度2.1%、灰分<0.02%、含Fe<0.005%、含As<0.0001%、含Pb<0.005%、含Hg<0.001%、透明度100mm、色度不低于标准)。
(注:生产负荷根据总承包方要求而定:进口压力≯3.0Pa)二、测试数据分析:对照2013年签署的《建设工程施工合同》附件三《技术协议》中相关性能指标值,经三方确认:8米脱硫塔脱硫效率平均89%以上、出口烟气SO2<145mg/m3满足脱硫塔出口SO2<200mg/m3的协议要求,床层压力降2.27KPa满足脱硫系统压力降<3.0KPa的协议要求,故在低负荷生产条件下8米脱硫塔性能基本达标;9米脱硫塔脱硫效率平均45%左右、出口烟气SO2<1195mg/m3不满足脱硫塔出口SO2<200mg/m3的协议要求,床层压力降1.38KPa满足脱硫系统压力降<3.0KPa的协议要求,故在低负荷生产条件且系统本身缺少装填活性炭80m3情况下9米脱硫塔性能不达标,如若9米脱硫塔补充增加活性炭80m3后,按活性炭脱硫率60mg/g估算效率可提高至66%、出口烟气SO2<741mg/m3,执行协议要求仍不达标;按照GB/T543-2014《工业硫酸》标准,副产品稀硫酸第一次结果浓度11.48%不满足浓度≥15%的要求、含Fe=0.047%不满足含Fe<0.005%,复检第二次结果浓度2.1%不满足浓度≥15%的要求、灰分、含Fe、As、Pb、Hg、透明度、色度等指标均满足技术协议中所述符合《工业硫酸》标准的要求,不排除存在刻意稀释的可能。
干法脱硫个人工作总结
在干法脱硫方面,我一直致力于通过个人工作来提高脱硫效率和降低脱硫成本。
以下是我的个人工作总结:
1. 研究分析:我深入研究了干法脱硫的原理和机制,分析了不同参数和条件对脱硫效果的影响。
通过分析和对比不同的脱硫剂,我确定了最适合我们工厂的脱硫剂,从而提高了脱硫效率。
2. 流程改进:我根据实际生产情况,对脱硫工艺流程进行了改进。
通过调整和优化不同环节的操作参数,我成功地提高了脱硫效率,同时降低了化学剂和能源的消耗。
3. 设备维护:作为干法脱硫的负责人,我积极参与设备的维护和保养工作,并及时处理设备故障。
我制定了定期维护计划,确保设备始终处于最佳状态,提高了生产效率和设备寿命。
4. 数据监控:我负责监控脱硫过程中的关键参数,及时调整操作参数以保持系统的稳定运行。
我建立了数据监控系统,并通过数据分析发现了一些潜在问题,及时采取措施解决,避免了可能的生产事故。
5. 团队协作:我与其他相关部门密切合作,共同解决脱硫过程中的问题。
我参与了各种问题讨论和解决方案的制定,与团队成员分享了我的经验和观点,提升了整个团队的工作效率和水平。
通过以上的个人工作,我成功地提高了干法脱硫的效率和降低
了成本,为公司的可持续发展做出了贡献。
我将继续努力学习和实践,不断完善干法脱硫技术,为公司的环保工作做出更大的贡献。
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。
活性炭的脱硫工艺环保设备网整理炭法脱硫的材料主要是活性炭滤料,它几乎可以用任何含炭材料来制备,以木材、锯屑、果核为代表的植物类原料由于质地疏松,有利于活化剂的进入,因此反应性能好,制得的活性炭微孔容积发达、比表面积大、吸附性能好,但这类原料的成本较高、资源有限,基于此人们开始将注意力转向储量丰富、价格低廉的煤炭,但由于煤的形成受很多因素的影响,不同地区的煤组成、性质都有所差别,因此制缛的活性炭孔结构及吸附性能各不相同:煤的变质程度越低,挥发分含量越高,制各的活性炭脱硫效果越好。
对于煤炭,无烟煤的变质程度和石墨化程度都最高,烟煤次之,褐煤的变质程度和石墨化程度最低,所以近几年来大多数研究者都以褐煤或烟煤为原料经热解活化来制备活性炭。
北京煤化所的研究发现,若将性能迥异的两种煤制各活性炭,既能保证单种煤制各活性炭的性能,又可使其吸附性能得到相互弥补。
除此之外,各种以废弃物为原料制各活性炭的技术也得到了广泛地关注,例如:各种食品废渣、农副产品废料、活性污泥、废旧轮胎等。
活性炭质材料的结构是由排列成六角形的炭原子平面层组成,这些平面层构成了活性炭质材料的基本微晶(即石墨微晶),每个石墨微晶含有3~4个平行的炭原子平面层,各炭层并非相互平行的,而是以不同的角位移排列成“螺层形结构”。
活性炭内部具有发达的孔隙结构,根据国际化学协会的分类,活性炭的孔径可分为直径小于2rim的微孔,直径在2—50nm之间的中孔和直径大于50nm的大孔弛”,其中微孔对活性炭表面积的贡献最大,几乎占总面积的95%以上,是决定活性炭吸附性能高低的主要因素,中孔和大孔主要是作为吸附质扩散的通道和催化剂沉积的场所。
活性炭的微孔可分为石墨微晶层面之间形成的层间孔和石墨微晶之间形成的粒间孔,这些孔径呈纳米级数,因此有些学者称之为纳米孔空间由于相邻孔壁吸附势的相互叠加,使微孑L 内存在较大的吸附势,对气相中低浓度污染物具有较强的吸附能力,使吸附质分子脱离本相进入微孔,在微孔内形成一个高压环境。
脱硫总结脱硫总结脱硫是指通过一系列的化学和物理工艺手段,将燃煤、燃油等燃料中的硫化物去除,以减少对环境的污染和降低大气中二氧化硫(SO2)的排放浓度。
脱硫技术在环保领域具有重要意义,对减少大气污染物、保护大气环境以及保障人类健康具有重要作用。
本文将对脱硫技术进行总结和分析。
1. 背景工业化进程和能源需求的增加导致燃烧过程中SO2的排放量快速增加,严重影响大气质量和人类健康。
因此,脱硫技术的研究和应用成为当今环保领域的热点问题之一。
脱硫技术主要包括物理吸附法、化学吸收法、湿法脱硫法和干法脱硫法。
2. 物理吸附法物理吸附法是一种利用高表面活性物质将SO2吸附去除的方法。
常用的物理吸附剂有活性炭、硅胶等。
物理吸附法具有投资低、操作简单、无二次污染等优点,但是其吸附效率较低,处理量有限。
3. 化学吸收法化学吸收法是利用溶液中的化学反应将SO2转化为溶于其它物质中的化合物,从而达到脱硫的效果。
常用的化学吸收剂有石灰石、苏打灰、氨水等。
化学吸收法具有效率高、适用范围广等优点,但是其操作复杂,投资较高。
4. 湿法脱硫法湿法脱硫法是一种通过喷射干法集尘装置将脱硫剂与燃烧产生的SO2进行反应,最终形成易于回收的产物进行脱硫的方法。
常用的湿法脱硫剂有石灰浆、海藻酸钠溶液等。
湿法脱硫法具有高效、适用范围广等优点,但是其操作复杂,处理后的废水需要进行处理。
5. 干法脱硫法干法脱硫法是指在燃烧过程中直接添加脱硫剂,通过物理吸附或化学反应将SO2吸附、转化为易于处理的化合物。
常用的干法脱硫剂有卤化钙、活性炭等。
干法脱硫法具有操作简单、投资低等优点,但是其脱硫效率相对较低。
6. 脱硫技术应用脱硫技术主要用于燃煤发电厂、燃油发电厂、钢铁厂等工业领域中。
通过引入脱硫设备,可以有效降低大气中的SO2浓度,改善大气质量,减少酸雨的形成,保护环境和人类健康。
7. 发展趋势随着环保意识的增强和环境法规的加强,脱硫技术将得到广泛应用和推广。
活性焦干法烟气净化技术的进展与应用活性焦烟气净化技术是一种资源化的脱硫,脱氮、脱重金属和脱二嗯英等功能的烟气净化技术,近年来的应用不断增多,其主要技术优势是:)1 污染控制减排,脱硫效率高,可达9 %;可同时进行脱氮,脱氮率达70 % 以上,脱除汞、二嗯英、卤化氢和粉尘,实现集成净化;也可分别进行脱硫或脱氮。
)2 节水:在烟气净化操作温度宽(08 一108‘C ),不需工艺水,省去废水处理设施,不需要烟气再热,设备腐蚀轻,同时还可节约我国宝贵的水资源。
)3 资源回收:脱硫副产物是富含5 02气体,便于生产硫酸(89 % );硫磺等化工产品,利用价值大,实现资源利用。
1 1 0)4 环保性能优异,无二次污染。
脱硫副产物生产化工产品,脱硫废水排放,脱硫破碎活性焦可做燃料或作为炭材料用其他污染控制,同时脱硫剂原料为煤,我国资源丰富。
活性焦烟气净化技术目前存在的主要问题是: 高效多污染物联合脱除活性焦性能需提高,活性焦成本偏高,硫氮双脱吸附反应塔结构开发与工程放大需加强,再生装备能耗偏高,产业化推广工作滞后活性焦净化过程反应慢,净化反应器体积大,初次装填活性焦,床层阻力大等,同时活性焦硫容相对较低,活性焦的循环再生量大,增加了再生过程的机械磨损,同时使加热的能量热能耗大,因此造成活性焦净化技术目前的成本较高。
目前进行国产化研究重点是降低联合净化装置的建设投资及运行费用,活性焦的研究主要是通过原料配煤和生产工艺的改进研制廉价高性能的活性焦;净化装置方面优化工艺,采开发多功能设备,减少运行过程活性焦的消耗和能耗,以进一步提高系统经济性。
典型工艺的运行费用和投资由装备费、活性焦费和运行费等组成;初次填装活性焦时初次投资较大,如06 o MW 机组,初次填装活性焦需要80 0 。
吨左右,市场价近50 0 0 万左右,运行消耗活性焦中整个运行费用的5 0一07 %。
目前活性焦净化装置单位投资05 0 元/ kw,但副产物的价值高,硫酸价值在050元/ 吨,新的研发方向主要集中在:活性焦脱硫脱硝与多污染集成净化的专用活性焦、工艺条件、动力学、新工艺流程、新装备等方面。
通过研发,提高联合脱除效率,降低能耗与成本,优化流程与装备流体力学性能,实现工程装备的大型化,从而开发成套技术与装备,为实现活性焦烟气净化的技术创新和进一步产业化推广提供新的技术支持。
活性焦孔结构及表面性质对脱除烟气中SO2的影响吸附性能活性焦的脱硫性能与其表面积的大小无关, 而与其微孔结构存在一定的关系, 但表现不明显. 活性焦表面碱性的强弱直接关系着脱硫性能. 而表面碱性的强弱与表面官能团的种类和浓度密切相关. 较高浓度的羧基官能团会抑制SO2的吸附, 羰基官能团与醚基官能团可通过重排构成具有碱性行为的吡喃酮或类吡喃酮结构从而表现出脱硫活性, 因此, 这两种官能团含量的多少在一定程度上决定了活性焦的脱硫性能.吸附系统是活性炭/焦脱硫工艺的核心。
吸附塔是活性炭/焦脱硫工艺的核心设备。
活性焦脱硫吸附塔内装有一定量的活性焦,经过除尘器之后的烟气进入吸附塔,烟气中的SO2被活性炭/焦吸附,净化后的烟气从烟囱排入大气。
吸附SO2至饱和的活性焦送入脱附塔再生后,连同补充的新鲜活性焦一起输送回吸附塔。
吸附设备有固定床吸附塔和移动床吸附塔两种形式。
固定床活性炭(焦) 吸附烟道气中 5 0:由于存在着诸多缺陷,该方法只适用于小规模、低浓度5 0:烟气处理. 固定床优点:-磨损消耗量小-设备结构较简单-投资和运行费用均较低缺点:-间断工作-易发生局部过热-处理气体量较小移动床吸附加热再生法由于设备简单、操作容易、连续性好、二次污染少及适应能力强,适于推广应用.但是,由于运行时活性炭(焦) 的磨损及加热再生时的损耗,需要定期补给活性炭(焦),使用机械强度较低且价格较贵的活性炭会造成工艺成本的提高.而活性焦则由于其价格低廉、机械强度高及脱硫性能较好,比较适用于该法脱硫.因此,活性焦移动床吸附加热再生法是较适合我国国情的脱硫工艺.移动床优点:-连续工作-不易发生局部过热-处理气体量大缺点:-磨损消耗量大-设备结构较复杂-投资和运行费用均较高(分为错流顺溜和逆流10W吨文献里面16页有具体优缺点讨论)水洗再生法水耗量大,且易造成二次污染,对我国这样的水资源匾乏且环境污染较严重的国家不适合推广应用移动床吸附加热再生法由于设备简单、操作容易、连续性好二次污染少及适应能力强,适于推广应用.但是,由于运行时活性炭(焦) 的磨损及加热再生时的损耗,需要定期补给活性炭(焦),使用机械强度较低且价格较贵的活性炭会造成工艺成本的提高.而活性焦则由于其价格低廉、机械强度高及脱硫性能较好,比较适用于该法脱硫.因此,活性焦移动床吸附加热再生法是较适合我国国情的脱硫工艺.活性焦烟气脱硫脱硝的静态实验和工艺参数选择活性焦的比表面积、微孔孔容与其脱硫脱硝能力有相同的趋势, 即比表面积、微孔体积越大, 所能吸附的SO2, NO 越多.2) 温度越高越不利于活性焦对SO2的吸附;空速过大或过小都对活性焦的吸附性能有不利的影响, 空速太大, 会导致气体在活性焦表面的停留时间过短, 空速太小, 不能消除外扩散阻力; 氧气和水蒸气是提高活性焦脱硫性能的关键因素; 而活性焦脱硝的温度高于SO2的最佳吸附温度, 氧气和NO 浓度对脱硝性能没有较大的影响, 氨氮体积比是决定活性焦脱硝性能的重要参数.3) 通过静态实验得到的较优脱硫工艺参数:温度T = 120e, 空速为1 000 /h, USO2= 2 L /m3, O2质量分数为6% , H2O 质量分数为6% , 脱硫效率高达98%. 脱硝工艺参数: 温度为T = 130 e, 空速为1 000 / h, O2质量分数为6%, UN O= 500 m L /m3,UNH3/UN O= 1. 0, 脱硝效率为70%活性焦脱硫脱硝一体化技术及其错流式反应器脱硫的数值模拟德国和日本从20 世纪80 年代初( 1) 可以达到很高的脱硫效率和脱氮率;( 2) 具有除尘功能;( 3) 能除去废气中的HCI、HF、砷、硒、汞、二恶英等, 还能除去用湿法难以除去的SO3 , 是一种深度处理技术;( 4) 不存在常规脱硝催化剂容易出现的碱、盐类物质的中毒问题;( 5) 活性焦可以在长时间内循环使用, 废弃的活性焦可以作燃料, 无二次污染;( 6) 节能( 烟气在排放前不需再加热提高浮力) 、节水( 干法工艺, 无需废水处理装置) ; ( 7) 可以回收生产多种副产品( 如高纯硫磺、硫酸、高纯液态SO2或化肥) ;( 8) 活性焦在运行中有磨损消耗, 是成本的主要部分;( 9) 反应床为填料床, 运行阻力较大;( 10) 活性焦的解吸附和添加增加了系统的复杂性和操作难度①具有很高的脱硫率可达98%以上,脱硝率80 %以上,是深度处理的技术。
②除了DeSOX、DeNOX之外,还能去除多种污染物,如:粉尘;湿法难以除去的SO3;重金属和有毒有机物(HCl、HF、砷、硒、汞、二恶英、呋喃等)。
③脱硝不需要烟气升温装置,在100℃左右就能得到高的脱硝率;④基本不用水,无需废水处理装置。
⑤碱、盐类对活性焦炭没有影响,不存在吸附剂中毒问题。
⑥副产品利用价值高,如:高纯硫磺(99.95%)或浓硫酸(98%)或高纯液态SO2。
⑦没有二次污染问题。
美国政府调查报告中认为,该技术是最先进的烟气脱硫脱硝技术主要问题:①固态的热吸收剂循环使用,机械方式输运,操作较复杂②吸附剂在运行中的磨损和化学消耗,是成本的主要部分③吸附床运行条件需要严格控制,否则易形成较大的压力降,或出现自燃着火,甚至存在爆炸的危险;④由于是模块结构,易出现烟气分布不均,影响效率;⑤吸附剂和副产品的运输需要有合理的距离。
现在已经付诸商业应用的且能够满足严格的排放要求的烟气脱硫、脱硝一体化工艺主要有电子束法和活性焦法。
表1 是这2 种方法以及石灰石- 石膏湿法脱硫+ SCR 脱硝( 简称/ 组合法0) 的经济技术主要指标的分析结果对比活性焦干法脱硫系统的运行费用主要受活性焦消耗和副产品价格的影响,当活性焦消耗量低且便宜易得,副产品价值较高的情况下,运行费用可大大降低。
活性焦脱硫脱硝的机理研究原焦的性质特点图1 为活性焦放大5 000 倍的扫描电镜。
由图1可见,活性焦表面凸凹不平、呈现比较杂乱的状态,且具有明显的尖角和缺陷,其中还夹杂着一些狭缝。
表1 为活性焦的孔容参数,可以看出,活性焦的微孔孔容较小,中孔孔容更低。
表2 为活性焦的表面元素组成,可以看出,活性焦表面还含有一定数量的各种官能团。
活性焦自身的这种特性将影响其对污染物的脱除性能,特别有利于对极性污染物的吸附和催化反应。
工艺方法脱硫效率已应用范围副产品利用是否同时脱硝烟气循环流化床≤90≤300MW降低粉煤灰的品质否电子束辐照法≥95≤10MW肥料是活性炭/焦法≥ 98≤600MW硫酸、单质硫、肥料是流化床锅炉加石灰石燃烧≤90≤300MW降低粉煤灰的品质否SO2和NO 之间存在着竞争吸附的问题,并且活性焦选择性地优先吸附SO2活性焦对SO2的吸附包括物理吸附和化学吸附。
气流中同时存在SO2和NO 时,由于活性焦的结构特点和表面极性,容易吸附具有一定极性的气体分子,SO2分子由极性键组建成V型结构,有比较强的极性,且活性焦的表面结构决定了活性焦对极性吸附质的吸附量大于对弱极性、无极性吸附质NO Hg的吸附量烟气中CO2、O2或H2O 的单独存在对脱硫脱硝均不会有明显的影响,只有烟气中同时存在O2和H2O 时,活性焦的脱硫脱硝效果才会大为改善。
活性焦脱除电厂烟气中SO2行为探讨在没有水的情况下,活性炭质材料不能将SO2氧化为SO3,并且通过实验的证实。
他们认为在无水的条件下,活性炭表面并不具备对氧化反应的催化能力。
而且,SO2在有水存在时方能表现出还原性,其与氧在完全干燥的状态下是难以起反应的H2O 在活性焦脱硫过程中并不单单地起着水合SO3和稀释硫酸的作用,更重要的是其提供了反应历程所需的质子,同时又赋予SO2还原性。
可资源化活性焦烟气脱硫技术与应用活性焦性质对V 2O5/AC催化剂还原NO 的影响V 2O5是有效的SO2氧化催化剂.在反应过程中,由于有H2O的形成,SO2 在催化剂表面被氧气氧化成SO4 2-离子,增加了催化剂表面的酸性,使表面吸附的NH3增加,所以V 2O5/AC催化剂SCR活性增大.复杂烟气条件下太西活性焦脱除Hg0的实验研究SO2 初期表现为对脱汞性能的促进,后期则表现为抑制作用。
NO 较低浓度的NO对单质汞的吸附性能有抑制作用,而高浓度值的NO则减弱了抑制作用,促进单质汞的吸附10万吨锌冶炼工程废气脱硫方案目前工业中使用的活性焦为9MM和5mm的圆柱状活性焦,与常规活性炭不同,活性焦是一种综合强度(耐压、耐磨损、耐冲击)比活性炭高比表面积比活性炭小的吸附材料,与活性炭相比,活性焦具有更好的脱硫脱硝性能。