脫硫脫硝活性炭在煙氣脫硫中的應(yīng)用
煤質(zhì)顆?；钚越乖诿摿蛎撓醴矫婢哂腥缦露喾矫娴膬?yōu)勢:
1.煤質(zhì)顆粒活性焦本身具有非極性、疏水性及較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,可以對其進(jìn)行活化和改性,再加上它的催化作用、負(fù)載性能和還原性能以及獨特的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性,這些都決定了活性焦在聯(lián)合脫硫脫硝方面具有非常好的先決條件。
2.可以實現(xiàn)聯(lián)合脫除SO2、NOx、脫汞、脫二惡英和粉塵的一體化。SO2脫除率可達(dá)到98%以上,二級NOx脫除率可超過80%,同時吸收塔出口煙氣粉塵含量小于20mg/m3。
3.能除去濕法難以去除的SO3,且SO3的脫除率很高。
4.可除去尾氣中的碳?xì)浠衔?如二惡英,重金屬如砷、汞及其它有毒有害物質(zhì),是一種綜合性深度處理技術(shù)，可謂一舉多得。
5.副產(chǎn)品可資源化進(jìn)行利用,并產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。對鋼鐵公司是循環(huán)經(jīng)濟(jì)，對貧硫國家和農(nóng)業(yè)大國而言,在治理污染的同時充分回收利用硫資源(濃硫酸、硫酸、硫磺)或生產(chǎn)化肥—硫胺等等均有重要和深遠(yuǎn)的歷史意義和現(xiàn)實意義。
四、國內(nèi)鋼鐵行業(yè)煙氣脫硫活性焦應(yīng)用案例
1、太原鋼鐵公司
太原鋼鐵公司2010年引進(jìn)日本住友重工脫硫脫硝裝置及技術(shù)，2011年裝填山西新華化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的煤質(zhì)顆粒脫硫脫硝活性炭產(chǎn)品并開始運(yùn)行。
在該技術(shù)工藝過程中,SO2的脫除反應(yīng)優(yōu)先于NOx的脫除反應(yīng)，在含有高濃度的SO2煙氣通過活性炭層,優(yōu)先進(jìn)行的是SO2脫除反應(yīng);而在SO2濃度較低的煙氣環(huán)境中,NOx脫除反應(yīng)占主導(dǎo)地位。吸收塔入口SO2濃度與脫硝效率存在一定的聯(lián)系,脫硝效率隨著SO2濃度的增大而降低。同時SO2濃度越高,氨的消耗就越大,同等量的氨加入量其出口氨逃逸越小，這就是大多數(shù)活性焦工藝使用二級吸收塔的原因。實際運(yùn)行表明,在長期而連續(xù)和穩(wěn)定運(yùn)行的條件下,能達(dá)到很高的脫硫效率和脫硝效率，同時達(dá)到了脫除尾氣中的二惡英,重金屬汞、砷及其它有毒物質(zhì)的目的，其除塵降塵效果更佳。
太鋼目前三燒、四燒的處理高溫?zé)煹罋饪偭考s為300萬M3/HR，首次裝填煤質(zhì)脫硫脫硝活性炭總量約9000噸，年補(bǔ)充量約為6000噸。解吸出的高濃度SO2氣輸送到制酸車間直接用于生產(chǎn)硫酸,產(chǎn)酸能力70噸/日，全部用于本公司的鋼板表面處理；再生后篩出的細(xì)顆粒加工成炭粉，供高爐使用（也可用于處理焦化廢水），從而全面實現(xiàn)了公司循環(huán)經(jīng)濟(jì)。自2010年運(yùn)行以來，方方面面效果顯著，現(xiàn)場無異味，周圍非常干凈，為太原市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)，得到了國家環(huán)保部等政府部門的高度肯定。
2、廣東湛江鋼鐵有限公司的應(yīng)用情況
廣東湛江鋼鐵有限公司采用中冶長天有限公司的脫硫脫硝裝置及技術(shù)，裝填了山西新華化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的脫硫脫硝活性炭，于2015年11月份開始調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)，屬于中冶長天自行設(shè)計開發(fā)的干法脫硫脫硝裝置。
在該工藝技術(shù)過程中,利用活性焦的獨特吸附性能對煙氣中的SO2進(jìn)行選擇性吸附，吸附態(tài)的SO2在氧氣和水蒸氣（煙氣中）共同存在的條件下被氧化為H2SO4并被儲存于活性焦孔隙內(nèi)；同時活性焦吸附層又等于高效的顆粒層起到了過濾器的作用，在碰撞和攔截作用下，煙氣中的大部分粉塵顆粒在床層內(nèi)部不同部位被捕集，從而完成煙氣脫硫除塵的凈化作用。而吸附了SO2的活性焦，在被加熱狀態(tài)下，其所吸附的H2SO4與C反應(yīng)又被還原成SO2，同時活性焦得到“再生”恢復(fù)吸附性能，如此循環(huán)使用；有時活性焦的加熱再生反應(yīng)就相當(dāng)于對活性焦進(jìn)行了再次“活化”，所以其吸附和催化活性不但不會降低，還會有一定程度的提高，這也是日本三菱化學(xué)青睞新華活性炭（焦）的原因。
活性炭（焦）通過催化還原來脫除氮氧化物，其脫硝率可高達(dá)60%～70%；通過吸附來脫除二惡英，其二惡英脫除率可達(dá)95%；通過吸附氧化來脫除重金屬，其重金屬脫除率可達(dá)90%。
在吸附塔內(nèi)噴入氨（氨氣），煙氣中的NOx在活性炭的催化作用下發(fā)生SCR還原反應(yīng)進(jìn)而生成氮氣和水，完成脫硝過程。
本文作者：董帝豪
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