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化學(xué)原理：煙氣中的SO2 實質(zhì)上是酸性的，可以通過與適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)反應(yīng)從煙氣中脫除SO2。煙道氣脫最常用的堿性物質(zhì)是石灰石(碳酸鈣)、生石灰(氧化鈣，Cao)和熟石灰(氫氧化鈣)。石灰石產(chǎn)量豐富，因而相對便宜，生石灰和熟石灰都是由石灰石通過加熱來制取。有時也用碳酸納(純堿)、碳酸鎂和氨等其它堿性物質(zhì)。所用的堿性物質(zhì)與煙道氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了一種亞硫酸鹽和硫酸鹽的混合物(根據(jù)所用的堿性物質(zhì)不同，這些鹽可能是鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或銨鹽)。亞硫酸鹽和硫酸鹽間的比率取決于工藝條件，在某些工藝中，所有亞硫酸鹽都轉(zhuǎn)化成了硫酸鹽。SO2與堿性物質(zhì)間的反應(yīng)或在堿溶液中發(fā)生(濕法煙道氣脫硫技術(shù))，或在固體堿性物質(zhì)的濕潤表面發(fā)生(干法或半干法煙道氣脫硫技術(shù))。

在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，堿性物質(zhì)(通常是堿溶液，更多情況是堿的漿液)與煙道氣在噴霧塔中相遇。煙道氣中SO2溶解在水中，形成一種稀酸溶液，然后與溶解在水中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。反應(yīng)生成的亞硫酸鹽和硫酸鹽從水溶液中析出，析出情況取決于溶液中存在的不同鹽的相對溶解性。例如，硫酸鈣的溶解性相對較差，因而易于析出。硫酸納和硫酸銨的溶解性則好得多。SO2在干法和半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，固體堿性吸收劑或使煙氣穿過堿性吸收劑床噴入煙道氣流中，使其與煙道氣相接觸。無論哪種情況，SO2都是與固體堿性物質(zhì)直接反應(yīng)，生成相應(yīng)的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應(yīng)能夠進(jìn)行，固體堿性物質(zhì)必須是十分疏松或相當(dāng)細(xì)碎。在半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，水被加入到煙道氣中，以在堿性物質(zhì)顆粒物表面形成一層液膜，SO2溶入液膜，加速了與固體堿性物質(zhì)的反應(yīng)。

一、脫去原理

 

利用活性炭的吸附特性和催化特性，使煙氣中SO2、O2及水蒸氣分別吸附在活性焦表面，經(jīng)過反應(yīng)生成H2SO4吸附在活性焦微孔中，從而達(dá)到脫硫的效果。

2SO2 + O2+2H2O → 2H2SO4

而活性炭脫硝主要利用活性焦的催化性能進(jìn)行選擇性催化還原(SCR)反應(yīng)，在還原劑NH3的作用下將NO還原為N2。

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

a. 活性焦再生：將吸附SO2飽和的活性焦加熱到400 - 500℃，蓄積在活性焦中的硫酸或硫酸鹽分解脫附，產(chǎn)生的主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O，其物理形態(tài)為高濃度SO2的氣體。主要反應(yīng)是硫酸與活性焦反應(yīng)：

2H2SO4 + C → 2SO2 + CO2 + 2H2O

再生反應(yīng)能夠恢復(fù)活性焦的活性，而且其吸附和催化能力還會得到提高。

b. 副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化利用：活性焦再生所產(chǎn)生的高濃度SO2氣體，其體積濃度達(dá)到20% - 30%，高于現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)中采用硫磺、硫鐵礦燃燒所產(chǎn)生的SO2氣體濃度，可以用來生產(chǎn)濃硫酸、稀硫酸(70%)、硫磺、液態(tài)二氧化硫、亞硫酸銨、亞硫酸鈉等。

 

二、使用活性炭脫去的優(yōu)點

 

1. SO2脫除效率可達(dá)98%以上，NOx脫除效率可達(dá)80%以上，同時粉塵含量小于15mg/m3。

2. 實現(xiàn)脫除SO2、NOx和粉塵一體化，脫硫脫硝共用一套裝置。

3. 煙氣脫硫反應(yīng)在120 - 180℃進(jìn)行，脫硫后煙氣排放溫度120℃以上，不需增加煙氣再熱系統(tǒng)。

4. 運行費用低，維護(hù)方便，系統(tǒng)能耗低(每萬立方米焦?fàn)t煙道氣耗能約2.51kgce，相當(dāng)于噸焦脫硫脫硝耗能為0.587kgce)。

5. 工況適應(yīng)性強(qiáng)，基本不消耗水，適用于水資源缺乏地區(qū);能適應(yīng)負(fù)荷和煤種的變化，活性焦來源廣泛。

6. 無廢水、廢渣、廢氣等二次污染產(chǎn)生;資源回收、副產(chǎn)品便于綜合利用。