煙氣活性焦干法脫硫工藝及其在電廠中的應(yīng)用

吳濤

摘 要 用活性焦干法進(jìn)行脫硫是一種新型的凈化處理方式，其特點(diǎn)就是節(jié)約水資源，凈化效率高，且原材料可以循環(huán)利用等等，尤其特別適用于發(fā)電廠的煙氣脫硫化處理。文章首先對(duì)活性焦干法工藝原理進(jìn)行了闡述，隨后對(duì)其工藝流程作了介紹，最后對(duì)其在電場(chǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了舉例分析。

關(guān)鍵詞 活性焦干法；脫硫工藝；電廠

中圖分類號(hào)：TQ546 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0120-01

活性焦干法這種新的技術(shù)，其脫硫的過程不會(huì)消耗多余的水資源，主要的原材料為較容易得到的活性炭，凈化效果比加強(qiáng)，重要的是不會(huì)產(chǎn)生二次污染且能針對(duì)多種有害物進(jìn)行一次性的集中凈化。該技術(shù)非常適用于我國(guó)部分地區(qū)的煤電廠的凈化

工作。

1 活性焦干法脫硫工藝的主要原理

活性焦干法脫硫的工藝并不復(fù)雜，從原理上來說可以做如下解釋：在特定的外界環(huán)境尤其是溫度設(shè)定為需要值的條件下，由內(nèi)置的活性焦來吸附煙氣中攜帶的大量SO2、氧氣和水蒸汽等燃燒后生成的物質(zhì)，這些物質(zhì)在活性焦表面存在的活性點(diǎn)的強(qiáng)力催化作用之下，由原來的SO2被氧化為另一物質(zhì)SO3，隨后SO3便會(huì)與水蒸汽發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)生成硫酸，并最后在吸附的作用下留在活性焦表面的孔隙內(nèi)。主要的反應(yīng)式如下：

SO2+1/2O2+H2O→H2SO4

在充分吸附完二氧化硫之后，可以將處理過的活性焦加熱至400℃，達(dá)到這一溫度并充分加熱一段時(shí)間后，活性焦的孔隙中存在的所吸附的大量主要的硫酸經(jīng)過一定的分解脫附后會(huì)開始釋放出SO2，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)表述如下：

H2SO4→SO3+H2O

SO3+1/2C→SO2+1/2CO2

上述反應(yīng)的作用是利用活性焦的加熱使其再生化學(xué)反應(yīng)，這一過程就相當(dāng)于對(duì)活性焦進(jìn)行了二次活化的處理。正因如此，在使活性焦能夠循環(huán)使用的再利用過程中，其原本具備的吸附和催化的主要功能活性不但不會(huì)發(fā)生降低的現(xiàn)象，相反還會(huì)有一定程度的提高作用，相當(dāng)于提高了其工作性能。脫附后的活性焦在經(jīng)過解吸處理之后，需要經(jīng)過冷凍處理并被冷卻至直到120℃以下的溫度，然后經(jīng)過篩選后再由專用的物料輸送機(jī)械經(jīng)過一定的運(yùn)輸線路重新送至吸附脫硫的反應(yīng)器中循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)多次利用的效果。

經(jīng)過活性焦的加熱解吸脫附反應(yīng)之后，大量釋放出的主要由SO2組成的濃縮氣體（其中含20%～25%的SO2氣體，剩余的是其他氣體）送至專門處理副產(chǎn)物的專用工序，在其中采用應(yīng)用較為成熟的化工型工藝，經(jīng)過這一工序，可根據(jù)市場(chǎng)的需求利用這些剩余產(chǎn)品加工生產(chǎn)出多種豐富的含硫元素的可供銷售的商品級(jí)的產(chǎn)品，如硫酸、硫磺、單質(zhì)硫、化肥或液態(tài)SO2等，由于采用了上述技術(shù)，所以在脫硫的過程中不會(huì)消耗寶貴的工藝水資源，而且不會(huì)產(chǎn)生廢水和廢渣，達(dá)到了不對(duì)環(huán)境造成二次污染的目的。

另一方面，對(duì)于脫硫以及脫硝的集成凈化工作，可利用共同凈化單元將脫硫塔與脫硝塔采取串聯(lián)的方式，而且進(jìn)行處理且脫硫后的煙氣可以在活性焦的催化作用下，使得煙氣中的部分NOx與從特殊管道噴入的NH3在特別制作的炭基礎(chǔ)表面上發(fā)生由一定選擇性的催化還原反應(yīng)，這一反應(yīng)可以將NOx分解為一般的N2和H2O，也可以是另一產(chǎn)物硫酸銨，這些由反應(yīng)生成的產(chǎn)物將最終會(huì)被吸附于活性焦表面的一系列孔隙中，主要的化學(xué)反應(yīng)式如下所示：

4NO+O2+4NH3=4N2+6H2O

NH4HSO4+NH3→（NH4）2SO4

在進(jìn)行上述反應(yīng)的同時(shí)，煙氣中包含的粉塵、二噁英類等有害物質(zhì)以及重金屬等等危害環(huán)境的產(chǎn)物也可將大部分一并清除，這樣就完成了煙氣脫硫、脫硝、除塵一系列的集成凈化功能。

2 活性焦干法脫硫的主要工藝流程

2.1 煙氣系統(tǒng)

從鍋爐出口出來的原煙氣溫度大約會(huì)達(dá)到140℃左右，在依次經(jīng)過靜電（或布袋）除塵器、鍋爐引風(fēng)機(jī)、脫硫入口煙氣擋板等一系列處理之后，將其送入脫硫島內(nèi)部的增壓風(fēng)機(jī)里，在經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)的處理后，從出口出來的煙氣經(jīng)分流之后進(jìn)入到脫硫吸附裝置單元這一裝置內(nèi)，煙氣在經(jīng)過處理之后，就可以在吸附裝置內(nèi)被凈化且能達(dá)到95%以上的SO2被脫除的效果，從而完成煙氣的全面凈化。最后，經(jīng)過處理后的從吸附裝置最終出來的干凈煙氣就可以通過煙囪排入大氣之中了。

2.2 解吸脫附系統(tǒng)

從反應(yīng)過程上來講，活性焦炭對(duì)SO2的吸附原理主要是：在其表面上通過其上的活性點(diǎn)會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的吸附催化過程，以及相應(yīng)的氧化反應(yīng)，并將經(jīng)過反應(yīng)生成的產(chǎn)物硫酸儲(chǔ)存于活性焦炭表面的微孔之中。而在反應(yīng)過后，處于二次利用的目的，需要把微孔中的硫酸進(jìn)行處理并取出，以便留出下次可繼續(xù)使用的活性位，使活性焦炭重新恢復(fù)吸附能力以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

3 活性焦干法脫硫工藝在國(guó)內(nèi)電廠中的應(yīng)用

活性焦干法這種新型的脫硫技術(shù)經(jīng)歷了一段發(fā)展時(shí)期，到目前為止已有近四十年的研究和應(yīng)用方面的歷史，就技術(shù)的成熟度來說，德國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)目前處于領(lǐng)先位置。而我國(guó)的情況是，由國(guó)家牽頭的特別是“十五”863計(jì)劃的大力資助配合與支持下，貴州宏福實(shí)業(yè)聯(lián)合其他兩家研究院通過合作研發(fā)、共同生產(chǎn)的合作方式，主要在貴州宏福公司下面的自備熱電廠進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)工作，制造并測(cè)試完成了活性焦煙氣脫硫裝置，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而且這也是國(guó)內(nèi)目前唯一的一臺(tái)工業(yè)化的類似的裝置。對(duì)于貴州宏福實(shí)業(yè)的主要生產(chǎn)項(xiàng)目來說，生產(chǎn)過程會(huì)需要大量的硫酸，如果采用了活性焦脫硫這種效率較高且能循環(huán)利用的工藝，回收的SO2可以全部用于生產(chǎn)硫酸等副產(chǎn)品，這樣就形成了一個(gè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)水資源相對(duì)比較匱乏，國(guó)家已經(jīng)充分意識(shí)到了保護(hù)水資源的重要性，而電力工業(yè)的發(fā)展由于技術(shù)水平的原因往往會(huì)利用到較多的水資源?；钚越垢煞摿蚣夹g(shù)由于其先進(jìn)的技術(shù)以及工藝過程，可以使廢氣的處理過程基本不消耗水，且沒有二次污染的發(fā)生，最后的處理物還能生產(chǎn)副產(chǎn)品，達(dá)到變廢為寶的效果，其在電廠領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)煥發(fā)出特有的生命力。

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