活性焦在烟气净化中的应用.pdf

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1、第45卷第5期化工技术与开发Vol.45No.52016年5月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryMay.2016活性焦在烟气净化中的应用11,2111李盼宋，李建军，张　序，贺尧祖，余　洋(1.四川大学建筑与环境学院四川成都，610065；2.国家烟气脱硫工程技术研究中心，四川成都610065）摘　要：活性焦烟气净化技术具有流程简单、投资少、无二次污染等特点，很好地顺应了目前国家发展循环性经济、推广产物可资源化、干法节水和高性能的环保技术的现状。文章分析了活性焦烟气净化的机理、流程及影响其净化效率的因素，提出活性焦烟气净化技术作为目前比

2、较前卫的烟气净化技术，具有广阔的应用前景。关键词：活性焦烟气净化技术；机理；流程；影响因素中图分类号：TQ546文献标识码：A文章编号：1671-9905(2016)05-0037-03煤炭的燃烧尤其是劣质煤的燃烧会产生SO2和附反应，二是催化反应。NOx。目前SO2和氮氧化物（NOx）是造成大气污染吸附反应主要与活性焦的孔隙结构有关，孔隙的主要污染物。火力发电厂、炼铁厂、化工厂等有燃结构决定了污染物的初期脱除效率。而活性焦的表料燃烧的固定源和汽车移动发生源以及工业流程面化学特性则直接关系到催化反应的好坏。表面官[1]中产生的中间产物，都会排放SO2或者NOx。这些能团作为表面化学

3、活性特性的核心组成部分，对污污染物不仅是形成光化学烟雾和酸雨的主要中间染物的化学吸附起到了至关重要的作用。它是吸附、[2]产物，还会对人体健康造成威胁。目前降低污染催化的活化中心。在反应发生的初期，主要是烟气物排放主要有两种方式：一是控制源头排放，比如，中的SO2/NO被表面的孔隙吸附。SO2被吸附以后低NOx燃烧技术二段燃烧法（空气分级燃烧法）、再会被氧化成SO3，SO3再和水蒸汽反应生成亚硫酸，燃烧（燃料分级燃烧）、排烟再循环法以及洗煤技术；最后被氧化成硫酸。NO被吸附后会生成硝酸根、二是烟气净化技术，主要包括炭基材料法、臭氧氧化亚硝酸根，接着被外界氨气或氨根还原成氮气。在[3

4、]法、电子束法等。这其中炭基材料法烟气净化技吸附的过程中伴随着扩散反应。扩散的方式分为内术具有治污产物资源化利用、吸附剂可循环使用、脱扩散和外扩散。内扩散指发生在催化剂孔道内部的硫脱硝效率高等优点，受到了广泛的关注，是有发展扩散。外扩散指发生在催化剂颗粒外部的扩散。如[4-9]前景的联合脱硫脱硝技术。果扩散的速率增大，那么气体与吸附催化剂接触的[12]目前工业排放烟气温度一般为110~150℃，而机会也相应会增加。陈立杰等人对煤制活性焦以NH3为还原剂、以活性焦作为活性组分的干法协脱硫机理进行研究发现，活性焦脱除SO2为多相反[13]同脱硫脱硝技术正是在此温度范围内起净化作用，应，

5、反应的速控为扩散过程。张翠清等人对3种净化烟气中的污染物。而且相比于传统工艺运行损不同的煤基活性焦进行SO2吸附性能实验，发现对耗高、成本高以及工艺复杂的缺点，活性焦颗粒强度于粒径较大的活性焦，吸附脱除SO2的速率主要由大、运行损耗小、工艺简单的特点使其广泛应用于各内扩散控制，微孔发达对于吸附反应的发生有利，微[10-11]种工业烟气净化，具有相当大的应用前景。孔数量与内扩散速度成正比关系。1　活性焦烟气净化机理2　活性焦的制备为了实现理论指导实践，推动活性焦烟气净化活性焦的制备工艺非常简单，大致分为原煤预技术的发展，许多研究者对其机理进行了研究。活处理、搅拌混合、炭化、活化和冷却

6、备用六个过程。性焦脱硫脱硝主要包括两方面的反应过程，一是吸具体工艺流程示意图如图1所示。收稿日期：2016-03-1038化工技术与开发第45卷孔，所以它的孔隙结构与制备原料有很大的关系。粘结剂而粘结剂的加入量则直接影响活性焦的成型和强度。可用于活性焦制备的原料煤，目前应用最广泛原煤预处理搅拌冷却炭化活化的是低阶煤。苗文华等人[17]以5种典型低阶煤为（煤破碎）混合备用原料，通过回转炉炭化和活化工序制备活性焦。结图1　活性焦制备流程图果表明，在最佳制备条件下，褐煤活性焦的吸附值为-13　活性焦烟气净化影响因素36.32mg·g，比长焰煤活性焦吸附值高10%。张守[18]玉等人系统研

7、究了煤种及炭化条件对活性焦孔从活性焦的整个制备工艺来看，影响活性焦性隙特性的影响，发现彬县煤是制备活性焦的较佳煤能的主要因素有烟气组分、活化工艺和煤的种类。种，其较高的挥发分与氧含量有益于活性焦孔隙结3.1　烟气组分的影响构的发展。烟气组分对活性焦烟气净化的影响主要表现在不同烟气组分会与污染物或者活性焦表面官能团发4　活性焦的改性[14]生反应，从而影响整个净化过程。李兰廷等人对虽然活性焦烟气净化有它独特的优势，但为了不同烟气组分下活性焦的脱硝率与时间的关系进行扩大其