活性炭干法脫硫資料總結(jié)

1、活性焦干法煙氣凈化技術(shù)的進(jìn)展與應(yīng)用活性焦煙氣凈化技術(shù)是一種資源化的脫硫，脫氮、脫重金屬和脫二嗯英等功能的煙氣凈化技術(shù)，近年來(lái)的應(yīng)用不斷增多，其主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)是:)1污 染控制減排，脫硫效率高，可 達(dá)9 %;可 同時(shí)進(jìn)行脫氮，脫氮率達(dá)70 %以上，脫除汞、二嗯英、鹵化氫和粉塵 ，實(shí)現(xiàn)集成凈化；也 可分別進(jìn)行脫硫或脫氮。)2節(jié)水：在煙氣凈化操作溫度寬(08 108'C ),不需工 藝水，省 去廢水處理設(shè)施，不需要煙氣再熱，設(shè)備腐蝕輕，同時(shí)還可 節(jié)約我國(guó)寶貴的水資源。)3資源 回收：脫硫副產(chǎn)物是富含 5 02氣體，便于生產(chǎn)硫酸(89 %);硫磺等化工產(chǎn)品，利用價(jià)值大，實(shí)現(xiàn)資源 利用。1 1 0

2、)4 環(huán)保性能優(yōu)異，無(wú)二次污染。脫硫副產(chǎn)物生產(chǎn)化工產(chǎn)品，脫硫廢水排放，脫硫破碎活性焦可做燃料或作為炭材料用其他污染控制，同時(shí)脫硫劑原料為煤，我國(guó)資源豐富?；钚越篃煔鈨艋夹g(shù)目前存在的主要問(wèn)題是：高效多污染物聯(lián)合脫除活性焦性能需提高，活性焦成本偏高，硫氮雙脫吸附反 應(yīng)塔結(jié)構(gòu)開 發(fā)與工 程放大需加強(qiáng)，再生裝備能耗偏高，產(chǎn)業(yè)化推廣工作滯后 活性焦凈化過(guò)程反應(yīng)慢，凈化反應(yīng)器體積大，初次裝填活性焦，床層阻力大等，同時(shí)活性焦硫 容 相對(duì)較低，活性焦 的循環(huán)再生量大，增加了再生 過(guò)程的機(jī)械磨損，同時(shí)使加熱 的能量熱 能耗大，因此造成 活性焦凈化技術(shù) 目前的成本較高。目前進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研究重點(diǎn)是降低聯(lián)合 凈化裝置

3、 的建設(shè)投資及運(yùn)行費(fèi)用，活性焦的研究主要是通過(guò)原料配煤和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)研 制廉價(jià)高性能的活性焦；凈化裝置方面優(yōu)化工藝，采開發(fā)多功能設(shè)備，減少運(yùn)行過(guò)程活性焦 的消耗和能耗，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)經(jīng) 濟(jì)性。典型工藝的運(yùn)行費(fèi)用和投資由裝備費(fèi)、活性焦費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)等組成；初次填裝 活性焦時(shí)初次投資較大，如06 o MW機(jī)組，初次填裝活性焦需要 80 0 。噸左右，市場(chǎng)價(jià) 近50 0 0萬(wàn)左右，運(yùn) 行消耗活性焦中整個(gè)運(yùn)行費(fèi)用的5 0 07 %。目前活性焦凈化裝置單位投資05 0元/ kw,但副產(chǎn)物白價(jià)值高，硫酸價(jià)值在050元/噸，新 的研發(fā)方向主要集中在：活性焦脫硫脫硝與多污染集成凈化 的專用活性焦、工 藝條件、

4、 動(dòng)力學(xué)、新工藝流程、新裝備等方面。通過(guò)研發(fā)，提高聯(lián)合脫除效率，降低能耗與成本，優(yōu)化 流程與裝備流體力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)工程裝備的大型化，從而開 發(fā)成套技術(shù)與裝備，為實(shí)現(xiàn)活性 焦煙氣凈化的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化推廣提供新的技術(shù)支持。活性焦孔結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)對(duì)脫除煙氣中SO2的影響吸附性能活性焦的脫硫性能與其表面積的大小無(wú)關(guān)，而與其微孔結(jié)構(gòu)存在一定的關(guān)系，但表現(xiàn)不明顯.活性焦表面堿性的強(qiáng)弱直接關(guān)系著脫硫性能.而表面堿性的強(qiáng)弱與表面官能團(tuán)的種類和濃度密切相關(guān).較高濃度的竣基官能團(tuán)會(huì)抑制SO2的吸附，默基官能團(tuán)與醒基官能團(tuán)可通過(guò)重排構(gòu)成具有堿性行為的口比喃酮或類口比喃酮結(jié)構(gòu)從而表現(xiàn)出脫硫活性，因此，這兩種官

5、能團(tuán)含量的多少在一定程度上決定了活性焦的脫硫性能吸附系統(tǒng)是活性炭/焦脫硫工藝的核心。吸附塔是活性炭/焦脫硫工藝的核心設(shè)備?；钚越姑摿蛭剿?nèi)裝有一定量的活性焦，經(jīng)過(guò)除塵器之后的煙氣進(jìn)入吸附塔，煙氣中的 SO2被活性炭/焦吸附，凈化后的煙氣從煙囪 排入大氣。吸附SO2至飽和的活性焦送入脫附塔再生后， 連同補(bǔ)充的新鮮活性焦一起輸送回 吸附塔。吸附設(shè)備有固定床吸附塔和移動(dòng)床吸附塔兩種形式。固定床活性 炭（焦）吸附煙 道氣中5 0:由于存在著諸多缺陷，該方法只適用于小規(guī)模、低濃度5 0:煙氣處電 固定床優(yōu)點(diǎn)：-磨損消耗量小-設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單-投資和運(yùn)行費(fèi)用均較低缺點(diǎn)：-間斷工作-易發(fā)生局部過(guò)熱-處理氣體

6、量較小移動(dòng)床吸附加熱再生法由于設(shè)備簡(jiǎn) 單、操作容易、連續(xù)性好、二次污染少及適 應(yīng)能力強(qiáng)，適于推廣應(yīng)用.但是，由于運(yùn)行時(shí)活性炭（焦）的磨損及加熱再生 時(shí)的損耗，需要定期補(bǔ)給活性炭（焦）,使用機(jī)械強(qiáng)度較低且價(jià)格較貴的 活性炭會(huì)造成工藝成本的提高.而活性焦則由于其價(jià)格低廉、機(jī)械強(qiáng)度高及脫硫 性能較好，比較適用于該法脫硫.因此，活性焦移動(dòng)床吸附加熱再生法是較適 合我國(guó)國(guó)情的脫硫工藝.移動(dòng)床優(yōu)點(diǎn)：-連續(xù)工作-不易發(fā)生局部過(guò)熱-處理氣體量大缺點(diǎn)：-磨損消耗量大-設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜-投資和運(yùn)行費(fèi)用均較高（分為錯(cuò)流順溜和逆流 10W噸文獻(xiàn)里面16頁(yè)有具體優(yōu)缺點(diǎn)討論）水洗再生法水耗量大，且易造成二次污染，對(duì)我國(guó)這樣

7、的水資源匾乏且環(huán)境 污 染較嚴(yán)重的國(guó)家不適合推廣應(yīng)用移動(dòng)床吸附加熱再生法由于設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、連續(xù)性好二次污染少及適應(yīng)能 力強(qiáng)，適于推廣應(yīng)用.但是，由于運(yùn)行時(shí)活性炭（焦）的磨損及加熱再生時(shí)的 損耗，需要定期補(bǔ)給活性炭（焦）,使用機(jī)械強(qiáng)度較低且價(jià)格較貴的活性炭 會(huì)造成工藝成本的提高.而活性焦則由于其價(jià)格低廉、機(jī)械強(qiáng)度高及脫硫性能 較好，比較適用于該法脫硫.因此，活性焦移動(dòng)床吸附加熱再生法是較適合我國(guó)國(guó) 情的脫硫工藝 活性焦煙氣脫硫脫硝的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和工藝參數(shù)選擇活性焦的比表面積、微孔孔容與其脫硫脫硝能力有相同的趨勢(shì)，即比表面積、微孔體積越大，所能吸附的SO2, NO越多.2）溫度越高越不利于活性焦

8、對(duì)SO2的吸附；空速過(guò)大或過(guò)小都對(duì)活性焦的吸附性能有不利的影響，空速太大，會(huì)導(dǎo)致氣體在活性焦表面的停留時(shí)間過(guò)短，空速太小，不能消除外擴(kuò)散阻力；氧氣和水蒸氣是提高活性焦脫硫性能的關(guān)鍵因素；而活性焦脫硝的溫度高于 SO2的最佳吸附溫度，氧氣和NO濃度對(duì)脫硝性能沒(méi)有較大的影響，氨 氮體積比是決定活性焦脫硝性能的重要參數(shù).3）通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)得到的較優(yōu)脫硫工藝參數(shù)：溫度T = 120e,空速為1 000 /h, USO2=2 L /m3, O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 6% , H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 6% , 脫硫效率高達(dá)98%.脫硝工藝參數(shù)：溫度為T = 130 e, 空速為1 000 / h, O2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 6%,

9、 UN O= 500 m L /m3,UNH3/UN O= 1. 0,脫硝效率為 70%活性焦脫硫脫硝一體化技術(shù)及其錯(cuò)流式反應(yīng)器脫硫的數(shù)值模擬 德國(guó)和日本從20世紀(jì)80年代初（1）可以達(dá)到很高的脫硫效率和脫氮率(2)具有除塵功能；(3)能除去廢氣中的 HCI、HF、神、硒、汞、二惡英等,還能除去用濕法難以除去的SO3,是一種深度處理技術(shù)；(4)不存在常規(guī)脫硝催化劑容易出現(xiàn)的堿、鹽類物質(zhì)的中毒問(wèn)題；(5)活性焦可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)循環(huán)使用，廢棄的活性焦可以作燃料，無(wú)二次污染；(6)節(jié)能(煙氣在排放前不需再加熱提高浮力)、節(jié)水(干法工藝，無(wú)需廢水處理裝置)；(7)可以回收生產(chǎn)多種副產(chǎn)品(如高純硫磺、硫酸

10、、高純液態(tài)SO2或化肥)；(8)活性焦在運(yùn)行中有磨損消耗，是成本的主要部分；(9)反應(yīng)床為填料床，運(yùn)行阻力較大；(10)活性焦的解吸附和添加增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和操作難度具有很高的脫硫率可達(dá) 98限上，月硝率80 %以上，是深度處理的技術(shù)。除了 DeSOX DeNOX之外，還能去除多種污染物，如：粉塵；濕法難以除去的 SO3 重金屬和有毒有機(jī)物(HCl、 HF神、硒、汞、二惡 英、吠喃等)。 脫硝不需要煙氣升溫裝置，在100 c左右就能得到高的脫硝率；基本不用水，無(wú)需廢水處理裝置。堿、鹽類對(duì)活性焦炭沒(méi)有影響，不存在吸附劑中毒問(wèn)題。副產(chǎn)品利用價(jià)值高，如：高純硫磺(% 或濃硫酸(98%或高夜態(tài)SO2

11、 沒(méi)有二次污染問(wèn)題。美國(guó)政府調(diào)查報(bào)告中認(rèn)為，該技術(shù)是最先進(jìn)的煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要問(wèn)題：固態(tài)的熱吸收劑循環(huán)使用，機(jī)械方式輸運(yùn)，操作較復(fù)雜 吸附劑在運(yùn)行中的磨損和化學(xué)消耗，是成本的主要部分 吸附床運(yùn)行條件需要嚴(yán)格控制，否則易形成較大的壓力降，或出現(xiàn)自燃著火，甚至存在爆炸的危險(xiǎn)；由于是模塊結(jié)構(gòu)，易出現(xiàn)煙氣分布不均，影響效率；吸附劑和副產(chǎn)品的運(yùn)輸需要有合理的距離?，F(xiàn)在已經(jīng)付諸商業(yè)應(yīng)用的且能夠滿足嚴(yán)格的排放要求的煙氣脫硫、脫硝一體化工藝主要有電子束法和活性焦法。表1是這2種方法以及 石灰石-石膏濕法脫硫+ SCR脫硝(簡(jiǎn)稱/組 合法0)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)主要指標(biāo)的分析結(jié)果對(duì)比工方法脫硫效率已應(yīng)用范圍副產(chǎn)品利用是

12、否同時(shí)脫硝煙氣循環(huán)流化床<900 300MW降低粉煤灰的品質(zhì)否電子束輻照法>95W10MW肥料是活性炭/焦法> 980 600MW硫酸、單質(zhì)硫、肥料是流化床鍋爐加石灰石燃燒<900 300MW降低粉煤灰的品質(zhì)否活性焦干法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用主要受活性焦消耗和副產(chǎn)品價(jià)格的影響，當(dāng)活性焦消耗量低且便宜易得，副產(chǎn)品價(jià)值較高的情況下，運(yùn)行費(fèi)用可大大降低?；钚越姑摿蛎撓醯臋C(jī)理研究原焦的性質(zhì)特點(diǎn)圖1為活性焦放大5 000 倍的掃描電鏡。由圖 1可見，活性焦表面凸凹不平、呈現(xiàn)比較 雜亂的狀態(tài)，且具有明顯的尖角和缺陷，其中還夾雜著一些狹縫。表1為活性焦的孔容參數(shù)，可以看出，活性焦的微孔孔

13、容較小，中孔孔容更低。表 2為活性焦的表面元素組成， 可以看出，活性焦表面還含有一定數(shù)量的各種官能團(tuán)?；钚越棺陨淼倪@種特性將影響其對(duì)污染物的脫除性能，特別有利于對(duì)極性污染物的吸附和催化反應(yīng)。SO2和NO之間存在著競(jìng)爭(zhēng)吸附 的問(wèn)題，并且活性焦選擇性地 優(yōu)先吸附SO2活性焦對(duì)SO2的吸附包括物理吸附和化學(xué)吸附。氣流中同時(shí)存在SO2和NO時(shí)，由于活性焦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和表面極性，容易吸附具有一定極性的氣體分子，SO2分子由極性鍵組建成 V型結(jié)構(gòu)，有比較強(qiáng)的極性，且活性焦的表面結(jié)構(gòu)決定了活性焦對(duì)極性吸附質(zhì)的吸附量大于對(duì)弱極性、無(wú)極性吸附質(zhì)NO Hg的吸附量煙氣中CO2、O2或H2O的單獨(dú)存在對(duì)脫硫脫硝均不會(huì)

14、有明顯的影響，只有煙氣中同時(shí)存在O2和H2O時(shí)，活性焦的脫硫脫硝效果才會(huì)大為改善?；钚越姑摮姀S煙氣中 SO2行為探討在沒(méi)有水的情況下，活性炭質(zhì)材料不能將SO2氧化為SO3,并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。他們認(rèn)為在無(wú)水的條件下，活性炭表面并不具備對(duì)氧化反應(yīng)的催化能力。而且，SO2在有水存在時(shí)方能表現(xiàn)出還原性，其與氧在完全干燥的狀態(tài)下是難以起反應(yīng)的H2O在活性焦脫硫過(guò)程中并不單單地起著水合 SO3和稀釋硫酸的作用，更重要的是其提供了反應(yīng)歷程所需的質(zhì)子，同時(shí)又賦予SO2還原性?？少Y源化活性焦煙氣脫硫技術(shù)與應(yīng)用活性焦性質(zhì)對(duì) V 2O5/AC催化劑還原NO的影響V 2O眼有效的SO聚化催化劑.在反應(yīng)過(guò)程中，由于

15、有 H2O勺形成，SO2在催化劑表面被氧氣氧化成SO4 2-離子，增加了催化劑表面的酸性，使表面吸附的 NH3曾加，所以V 2O5/AC1化劑SC聒性增大.復(fù)雜煙氣條件下太西活性焦脫除 Hg0勺實(shí)驗(yàn)研究SO2初期表現(xiàn)為對(duì)脫汞性能的促進(jìn)，后期則表現(xiàn)為抑制作用NO較低濃度的NO寸單質(zhì)汞的吸附性能有抑制作用，而高濃度值的NOW減弱了制作用，促進(jìn)單質(zhì)汞 的吸附10萬(wàn)噸鋅冶煉工程廢氣脫硫方案目前工業(yè)中使用的活性焦為9MIW5mm勺圓柱狀活性焦，與常規(guī)活性炭不同，活性焦是一種綜合強(qiáng)度（耐 壓、耐磨損、耐沖擊）比活性炭高比表面積比活性炭小的吸附材料，與活性炭相比，活性焦具有更好 的脫硫脫硝性能。價(jià)格比較便宜

16、，被廣泛用于工業(yè)廢氣的凈化。且使用過(guò)程中，加熱再生相對(duì)于 活性焦進(jìn)行再次活化，因此，脫硫脫硝性能還會(huì)增加技術(shù)原理活性焦煙氣脫硫是一種可資源化的干法煙氣凈化技術(shù)。該技術(shù)利用具有獨(dú)特吸附性能的活性焦對(duì)煙氣中的SO2M行選擇性吸附，吸附態(tài)的 SO狂煙氣中氧氣和水蒸氣的存在的條件下被 氧化為H2SO纖被儲(chǔ)存在活性焦空隙內(nèi)；同時(shí)活性焦吸附層相當(dāng)于高效顆粒過(guò)濾器，在慣性 碰撞和攔截效應(yīng)下，煙氣中的大部分粉塵顆粒在床層內(nèi)部不同部位被捕集，（但活性焦在移動(dòng)過(guò)程中，活性焦相互之間以及活性焦與反應(yīng)器壁之間的摩擦?xí)a(chǎn)生少量活性焦粉，其中體積足夠小的焦粉會(huì)被煙氣帶出吸附反應(yīng)器，對(duì)凈化后的煙氣造成一定程度的污染）完成煙

17、氣脫硫除塵凈化。吸附SO2勺活性焦，在加熱情況下，其所吸附的H2SO4r活性焦反應(yīng)被還原為 SO2同時(shí)活性焦恢復(fù)吸附性能，循環(huán)使用；活性焦的加熱再生相當(dāng)于對(duì)活性焦再次活化，吸附和催化活性不但不會(huì)降低，還會(huì)有一定程度的提高。在脫硝過(guò)程中，活性炭/焦僅起催化劑的作用，其主要反應(yīng)式為：4NO+4NH3+O2 - 4N2+6H2O6NO+4NH3 - 5N2+6H2O6NO2+8NH3- 7N2+12H2O2NO2+4NH3+O2- 3N2+6H2O適宜溫度：80180 c工藝流程活性焦吸附脫硫裝置，活性焦解吸再生系統(tǒng)，活性焦循環(huán)輸送系統(tǒng)和副產(chǎn)品加工處理系統(tǒng) （SO2勺含量可達(dá)20%-40%送至硫回收系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件（資源狀況、交通狀況、市場(chǎng)狀況