活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)探討

劉光輝

摘 要：活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)是一種能夠?qū)O2、NOx、粉塵、重金屬以及其他污染物同時去除的技術(shù)，對于我國脫硫脫硝以及空氣環(huán)境污染的改善有著極為重要的意義。為此，下文將對活性炭脫硫脫硝方法及技術(shù)進行分析，并探討該項技術(shù)的優(yōu)點與缺點，最后探析其發(fā)展趨勢，希望能起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：活性炭；脫硫脫硝技術(shù)；聯(lián)合

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.016

目前的脫硫方式主要采用濕法脫硫，濕法脫硫會產(chǎn)生大量的廢棄物，且尾氣拖尾嚴(yán)重，而活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)為干法技術(shù)，相較濕法不會產(chǎn)生廢水，且活性炭可以循環(huán)利用，具有較好的應(yīng)有前景。

1 概述

（1）活性炭脫硫脫硝機理?；钚蕴科浔砻婊鶊F豐富、孔結(jié)構(gòu)良好、表面積較大，原位脫氧能力較強，并且還具有還原性與負載性，因此不但能夠當(dāng)做載體來獲得高分散的催化體系，而且還能夠當(dāng)做還原劑來參加到化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，形成一個還原環(huán)境，將反應(yīng)溫度降低。

脫硫脫硝原理：

（2）活性炭脫硫脫硝工藝。1）活性炭?；钚蕴渴且院置簽橹饕涎兄瞥龅囊环N具有吸附劑和催化劑雙重性能的粒狀物質(zhì)，具有十分豐富的微孔結(jié)構(gòu)，能吸附大分子、長鏈有機物。是SO2的優(yōu)良吸附劑，也是NH3還原NOx的優(yōu)良催化劑。作為催化劑的物質(zhì)大都較一般物質(zhì)具有更高程度的微孔結(jié)構(gòu)，活性炭/活性焦就是其中微孔結(jié)構(gòu)最為發(fā)達的催化劑?；钚蕴?活性焦中微孔對吸附量起著支配作用，中孔和大孔一般為吸附分析的進入通道，在通道內(nèi)的擴散過程的快慢也會影響吸附率的大小。2）工藝流程。煙氣進入吸附塔經(jīng)活性炭吸附脫除SO2，噴入NH3在活性炭的催化作用下脫除NOx，吸附SO2飽和后的活性炭經(jīng)鏈斗機輸送至解析塔，在解析塔內(nèi)加熱至400℃以上將SO2解析出來，進入下一工段制取產(chǎn)品。3）活性炭的再生。吸附飽和后的活性炭表面微孔會留有生成產(chǎn)物 H2SO4、NH4HSO4和（NH4）2SO4，從而使得活性炭的吸附能力下降，所以要求能夠?qū)⑸鲜霎a(chǎn)物在微孔中去除，實現(xiàn)活性炭的再生。將活性炭溫度隔絕空氣加熱至400℃以上實現(xiàn)再生。如此一來，微孔內(nèi)的炭會和硫酸發(fā)生反應(yīng)生成SO2氣體，解析出的SO2氣體可生產(chǎn)液體SO2、硫酸、單質(zhì)硫等。

2 活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)

（1）SCR 聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)與干濕法比較。采取半干法或濕法來實現(xiàn)脫硫，脫硝采用SCR技術(shù)。將煙氣中的氮氧化物來采取該種方式進行處理，其脫除率可達90%以上，可以大大減少污染。不過，在采取該項技術(shù)時，需要一定的反應(yīng)溫度，目前低溫催化劑反應(yīng)溫度需大于190℃，如果煙氣溫度低于反應(yīng)溫度，應(yīng)對煙氣進行加熱，需要耗費大量的煤氣。（2）活性炭干法的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)。一般情況下，活性炭干法的脫硫脫硝技術(shù)主要是由煙氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、活性炭輸送系統(tǒng)、氨站、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)以及儀表控制系統(tǒng)構(gòu)成，該項技術(shù)可應(yīng)于脫除SO2、NOx、二噁英、重金屬等工程當(dāng)中，脫硫效率不低于90%。但由于該項技術(shù)對自動化要求較高、工藝流程復(fù)雜，投資規(guī)模較大，且需要使用大量的活性炭吸附劑，因此需結(jié)合企業(yè)的實際情況來選擇該技術(shù)。

3 活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的優(yōu)點

活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，排煙溫度高，無拖尾現(xiàn)象。第二，能夠聯(lián)合去除二氧化硫、粉塵以及氮氧化物等多種污染物，其脫硫效率不低于90%，脫硝效率不低于80%，在入口煙氣中粉塵含量低于80mg/m3的前提下，出口粉塵濃度可低于10mg/m3。第三，實際采用的活性炭原材料來源較廣。第四，能夠有效回收污染物并將其出售，實現(xiàn)資源再次利用。第四，其屬于一種深度處理技術(shù)，能夠有效去除二噁英、氯化物、氟化物等多種污染物。第五，在鋼鐵行業(yè)相較于SCR 聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)，其無需對煙氣加熱，減少了煤氣消耗。

4 活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的缺點

活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的缺點主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，當(dāng)前活性炭成本較高；揮發(fā)分較低，影響脫硝效率；強度小，在裝置運行中會產(chǎn)生較大損耗。第二，吸附法脫硫具有再生頻繁、脫硫速度低、硫容小等不足。第三，噴射氨使得活性炭粘附力有所提高，導(dǎo)致吸收塔中氣流的不均勻分布。而且氨還會導(dǎo)致管道腐蝕、堵塞和二次污染等情況出現(xiàn)。第四，活性炭在吸附塔于解析塔之間倒運需要使用鏈斗輸送機，目前，大部分鏈斗輸送機為日本品牌，價格較高，國產(chǎn)鏈斗機產(chǎn)品質(zhì)量、運行穩(wěn)定性急需提高。第五，活性炭在使用過程中，會產(chǎn)生磨損，該部分占運行費用較大。第六，由于近期鋼鐵行業(yè)國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布征求意見稿，鋼鐵企業(yè)集中建設(shè)活性炭脫硫脫硝裝置，導(dǎo)致活性炭供應(yīng)量不足，價格上漲較大，增加了投資及運行成本。

5 活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢

今后，活性炭工藝必將是朝著減少裝置資金投入與運行操作成本、研發(fā)新工藝、新設(shè)備以及新材料的方向發(fā)展。具體如下：第一，深入研究炭材料、研究活性炭孔結(jié)構(gòu)與表面、研究成本較低的制造活性炭技術(shù)、研究活化與優(yōu)化措施、研發(fā)新類型的炭材料及其新功能。第二，對已有工藝流程進行優(yōu)化，進一步降低活性炭的裝填量及整套裝置的阻力，降低其運行成本。第三，加大活性炭的供應(yīng)量，使其價格回歸到合理水平。第四，活性炭脫硫脫硝工藝本身不產(chǎn)生廢水，但后續(xù)工藝，如制酸或制焦亞硫酸鈉時會產(chǎn)生少量廢水，優(yōu)化后續(xù)工藝，使其不產(chǎn)生廢水等，實現(xiàn)真正環(huán)保。

6 結(jié)束語

總而言之，活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)既具優(yōu)點又具缺點，在實際應(yīng)用過程中要能夠正確掌握該項技術(shù)的原理與優(yōu)缺點，結(jié)合企業(yè)的實際情況，選擇是否使用活性炭技術(shù)，避免一刀切的形式。

參考文獻：

[1]賈艷萍，宗慶，張明爽等.煙氣脫硫活性炭再生技術(shù)研究進展[J]. 硅酸鹽通報，2016，35（03）：815-818.