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煤质柱状活性炭用于烟气净化

作者:柱状活性炭 日期:2018-05-19 10:02:22 人气:

煤质柱状活性炭用于烟气净化

煤质柱状活性炭具有发达的孔隙结构,其孔隙中大孔、中孔、微孔并存的结构特点使其具有广谱吸附性,对燃煤烟气中含有的多种有害物质(如SO2、NO、NO2、烟尘粒子、汞、二噁英、呋喃、重金属、挥发分有机物及其他微量元素等)可同时进行脱除净化与其他烟气净化技术相比具有较高的竞争能力和较大的发展空间,是一种发展前景较好的烟气净化技术。

用于烟气脱硫的活性炭称为活性焦,是一种低比表面、高强度的煤质活性炭,其比表面一般150-400m2/g。活性炭焦烟气脱硫技术开始于20世纪60年代,20世纪90年代在德国、日本等工业发达国家开始推广应用。该技术脱除SO2的原理是将烟气中的SO2、O2和H2O吸附后在活性炭焦表面反应生成硫酸从而达到脱除的目的。

煤质柱状活性炭用在烟气净化

脱硝则是采用选择性催化还原法,通过活性炭焦表面的活性中心催化氮的氧化物与还原剂及烟气中的O2反应生成对环境无害的N2和H2O。

目前,活性炭焦烟气净化工艺中,脱除装置主要为固定床和移动床,再生方法则有水洗和加热两种方式。固定床水洗再生工艺包括德国的Lurgi法,日本的日立-东电法、化研法,移动床加热再生工艺包括日本的日立造船法、住友-关电法,德国的BF/Uhde法。

在脱除装置方面,固定床操作简单,脱除效率高,但设备庞大,连续性较差;移动床反应器占地空间少,连续性好,但结构相对复杂,吸附剂移动过程中会造成一定机械磨损,需要连续补给新鲜吸附剂。在吸附剂再生方法方面,水洗再生法操作简单,再生效率较高,但需消耗一定量水,水溶液中含酸,易造成二次污染,而且再生过程中易产生设备腐蚀问题;加热再生法是将活性炭焦加热到300~500℃,使吸附的硫酸与活性焦表面的碳发生反应,生成二氧化硫、二氧化碳和水等。可以节省水资源,不会造成二次污染,再生产生的二氧化硫可以加工成硫酸、单质硫等多种产品,但再生过程中能量消耗较大,并且会造成活性炭焦的损耗。

国内对活性炭焦烟气净化技术的研究重点几种于脱硫方面,并于2005年建立了烟气处理量为20万m3/h烟气脱硫示范装置,烟气脱硫率达95%以上,而对于脱硝的研究还处在实验研究阶段,尚未见工业示范或应用报道。

煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院从20世纪80年代开始饿烟气脱硫用活性炭焦的研究工作,在863、973和原煤炭部重点项目的资助下,开发出煤基活性炭焦的生产工艺技术,并推广到山西、宁夏等地的活性炭生产企业进行生产,产品出口日本等国用于烟气脱硫处理。在此基础上,与其他企业合作于2005年在贵州建立了烟气脱硫示范装置。

我国的其他研究机构在煤质吸附剂烟气净化方面也进行了很多研究,并在煤质吸附剂的制备与改性方面取得了一些研究成果,但尚未见工业应用报道,中科院大连化物所研究了如碘活性炭脱除烟气中的二氧化硫,并在湖北松木坪电厂进行了脱硫中试,但是因吸附剂造价高、电流失严重等问题没有大范围推广;中科院山西煤化所的刘振宇等在实验室研究了活性炭等金属组分制备的催化剂对烟气中的二氧化碳、二氧化硫的脱除。

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