利用焦炭吸附進行燃煤煙氣脫硫脫氮技術的研究
1、前言
隨著工業的發展和能源的大量消耗，由燃煤煙氣排放到大氣中的SO2與日劇增，據統計，到1995年，我國SO2排放量達2370萬t，超過歐洲和美國居世界首位［1］。一些地區大氣中高濃度的SO2對環境和人體健康帶來了嚴重危害。1997年，我國政府提出2000年和2010年分階段控制目標，為實現控制目標，今后幾年燃煤電廠將大力開發應用SO2、污染防治技術和設備。干法煙氣脫硫脫氮工藝投資少，運行費用低，是重點發展的脫硫脫氮工藝之一。
焦炭浸Na2CO3吸附法同時脫硫脫氮工藝，屬于干法煙氣治理技術。用冶金焦或成型焦經過活化、浸漬等工藝處理后，做為吸附材料進行煙氣脫硫脫氮，經過試驗，脫硫率、脫氮率達到滿意的結果。
2、脫硫脫氮原理
活性焦經過活化、浸漬處理后，進行廢氣脫硫脫氮。當脫硫時，SO2與Na2CO3反應生成Na2SO4和CO2。當脫氮時，煙氣中NO在C催化作用下生成CO2和N2，同理NO2與C反應生成CO2和N2。其反應式如下：Na2CO3+SO2+12O2→Na2SO4+CO2，2NO+C→CO2+N2NO2+C→CO2+12N2。當含Na2CO3活性焦吸附達到飽和后，需要再生處理，即通入CO2氣體，同時提高再生溫度，還原后的Na2CO3再重新循環使用，而產生H2S進行硫回收處理。
3、試驗
3.1吸附材料選擇
本試驗用冶金焦和成型焦做吸附材料。冶金焦來自一般焦化廠生產的焦碳，粒度＜10mm(粒度＞10mm作為正品銷售)，干餾溫度950℃～1005℃，干餾時間24h，冶金焦的揮發分非常低＜4%，而灰分高＞13%。成型焦是用普通煤進行配方，加工成型、低溫干餾制成，直徑Φ3mm，長度3～6mm不等。我國焦灰分大(＞10%)，而國外這種焦灰分＜5%，因此利用我國煤炭資源開展脫硫脫氮的研究工作是適合我國國情的事業。
3.2活化試驗
冶金焦或成型焦經過活化后成為活性焦，活性焦的催化活性是通過活化獲得，沒經過活化的焦碳表面積極小，不具有催化活性，經過活化后，形成大量微孔，擴大了比表面積，具有了脫硫脫氮的催化活性。
冶金焦經過篩分，選取直徑大于7mm，小于10mm的焦粒進行活化，活化比較經濟實用的方法是用水在高溫下加熱進行，其溫度、時間根據工藝條件確定。成型焦活化方法與冶金焦相同。
3.3活性焦浸漬Na2CO3溶液
焦碳經過活化后，進行浸Na2CO3溶液處理，把活性焦放入配制好的Na2CO3溶液中，浸漬一段時間，然后進行烘干。
3.4脫硫脫氮工藝試驗
活性焦經過活化、浸漬后，進行脫硫脫氮試驗。在實際工程應用中是移動床，脫硫脫氮同時進行，因為我們是試驗研究，所以脫硫、脫氮分別進行工藝試驗。2NO+C→N2+CO2NO2+C→CO2+12N2 ，SO2+Na2CO3+12O2→Na2SO4+CO2，Na2SO4+2C→Na2S+2CO2，Na2S+CO2+H2O→Na2CO3+HS↓
脫硫脫氮試驗共計作了三個活性焦樣設計煙氣量3.6/Lmin-1。
脫硫試驗脫硫試驗分別作了不同時間、溫度試驗，二氧化硫分析采用碘量法。分析結構是冶金焦脫硫性能在溫度達350℃時，脫硫率最高達82%，當排煙溫度450℃時，脫硫率下降。同時兩種冶金焦比較，由于活化時間不同，其脫硫效果也有差別，活化時間長的比時間短的脫硫率高6%。型焦在150℃時，脫硫率達65%，當煙氣溫度升高到350～450℃，脫硫率直線下降，最低達12%。
4、結論
(1)冶金焦、成型焦經過活化、浸Na2CO3等工藝處理后，作為脫硫脫氮吸附材料是合適的，確認有效果。
(2)冶金焦由于活化時間不等，脫硫脫氮效果不一樣，活化時間長好于活化時間短的。
(3)冶金焦適合高溫煙氣條件下脫硫，成型焦適合低溫條件下脫硫。
(4)冶金焦和成型焦的脫硫脫氮效果比較，冶金焦好于成型焦。
(5)冶金焦做吸附材料能達到同時脫硫脫氮的結果，并且原料來源廣、成本低、符合國情
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
