活性炭吸附法+脫硫脫硝技術(shù)
燃煤鍋爐都要求控制SO2和NOx的排放,目前聯(lián)合煙氣脫硫脫硝技術(shù)有多種,但是大部分技術(shù)因初投資大、運行費用高、治污產(chǎn)物利用難、存在二次污染等,限制了推廣應(yīng)用?；钚蕴课椒?lián)合脫硫脫硝技術(shù)具有能夠?qū)崿F(xiàn)治污產(chǎn)物資源化利用、吸附劑可循環(huán)使用、脫硫脫硝效率高等優(yōu)點,是有發(fā)展前景的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)。
1.活性炭吸附法脫硫原理
活性炭具有較大的表面積、良好的孔結(jié)構(gòu)、豐富的表面基團、高效的原位脫氧能力,同時有負載性能和還原性能,所以既可作載體制得高分散的催化體系,又可作還原劑參與反應(yīng)提供一個還原環(huán)境,降低反應(yīng)溫度。
活性炭吸收SO2和NOx后生成的物質(zhì)存在于活性炭表面的微孔中,降低了活性炭的吸附能力,因此對吸附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,然后對活性炭進行干燥。對吸附SO2的活性炭加熱,硫酸在炭的作用下還原為SO2,得到富集,可用于生產(chǎn)硫酸或硫磺,但要消耗一部分活性炭。
2.活性炭吸附法脫硝原理
吸附法是利用吸附劑對NOx的吸附量隨溫度或壓力的變化而變化的原理,通過周期性地改變反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力,來控制NOx的吸附,以達到將NOx從汽源中分離出來的目的。
如果在活性炭脫硫系統(tǒng)中加入氨,即可同時脫除NOx,SO2脫除反應(yīng)一般優(yōu)先于NOx的脫除反應(yīng),煙氣中SO2濃度較高時,活性炭內(nèi)進行的是SO2脫除反應(yīng);SO2濃度較低時,NOx脫除反應(yīng)占主導(dǎo)地位。
3.活性炭吸附法流程
SO2的煙氣在文丘里洗滌器內(nèi)用稀硫酸先洗滌,經(jīng)除塵、降溫后進入固定床或活性炭吸附器,經(jīng)凈化后排空。在氣流連續(xù)流動的情況下,從吸附器頂部間歇噴水,洗去吸附劑上生成的硫酸,得到10%~15%濃度的硫酸,它進入文丘里洗滌器后被蒸發(fā)濃縮至25%~30%濃度,再經(jīng)浸沒式燃燒器等進一步提濃,最終濃度可達70%,能用于化肥生產(chǎn)。
4.活性炭吸附法優(yōu)缺點
優(yōu)點
1)活性炭材料本身具有非極性、疏水性、較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,可進行活化和改進性,還具有催化能力、負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。
2)在近常溫下可以實現(xiàn)聯(lián)合脫除SO2、NOx和粉塵的一體化,SO2脫除率可達到98%以上,NOx的脫除率可超過80%。同時吸收塔出口煙氣粉塵含量20mg/m3。
3)SO3的脫除率很高,且能除去廢氣中的碳氫化合物。
4)產(chǎn)生可出售的副產(chǎn)品,可以有效地實現(xiàn)硫的資源化。
5)吸附劑可循環(huán)使用,處理的煙氣排放前不需要加熱,投資省、工藝簡單、操作方便、可對廢氣中的NOx進行回收利用、占地面積小。
缺點
1)活性炭價格目前相對較高;強度低,在吸附、再生、往返使用中損耗大;揮發(fā)分較低,不利于脫硝。
2)吸附法脫硫存在脫硫容量低、脫硫速率慢、再生頻繁等缺點。水洗再生耗水量大、易造成二次污染。
3)吸附劑吸附容量有限,常須在低氣速(03~12m/s)下運行,因而吸附器體積較大;活性炭易被煙氣中的O2氧化導(dǎo)致?lián)p耗;長期使用后,活性炭會產(chǎn)生磨損,并會因微孔堵塞而喪失活性,從而需要再生處理。
4)過程為間歇操作,投資費用高,能耗大。
