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活性炭煙氣脫硫脫氮技術的現狀與進一步研究

網站編輯:陝西AG亚游集团實業有限公司 │ 發表時間:2019/5/28 

活性炭煙氣脫硫脫氮技術的現狀與進一步研究

活性炭煙氣脫硫脫氮技術無二次汙染,脫硫吸附劑可輪回使用,脫硫脫氮效率高,是未來脫硫脫氮技術的成長標的目的。今朝,活性炭煙氣脫硫脫氮技術還沒有到達工業現實運用水平,仍有許多問題有待研究。開發新型活性炭(增增強度和吸附容量) 、下降活性炭再生的能耗、改善脫附方式和有用提高脫附效率是活性炭法的進一步研究標的目的。
我國年夜部門火電廠麵臨著增強控製SO2 和NOX排放問題。今朝限製推行脫硫脫氮技術的主要身分是初投資年夜、運行費用高、治汙產物哄騙難、存在一定水平的二次汙染。活性炭吸附法脫硫脫氮技術具有能夠實現治汙產物資本化哄騙,脫硫脫氮效率高等優點,被認為是一種有成長前景的脫硫脫氮技術。在各類煙氣治理方式中,活性炭吸附法是唯逐一種能脫除煙氣中每種雜質的方式,其中包括SO2、氮氧化物、煙塵粒子、汞、二惡英、呋喃、重金屬、揮發分有機物及其他微量元素。成長此類煙氣脫硫脫氮技術,有用控製我國燃煤SO2 和NOX排放,對於國平易近經濟的可延續性成長意義重年夜。
1、活性炭脫硫脫氮原理
1.1 活性炭脫硫原理
活性炭對SO2 的吸附包括物理吸擁護化學吸附。當煙氣中無水蒸汽和氧氣存在時,主要發生物理吸附,吸附量較小。當煙氣中含有足量水蒸汽和氧,活性炭法煙氣脫硫除塵器是一個化學吸擁護物理吸附同時存在的進程,首先發生的是物理吸附,然後在有水和氧氣存在的條件下將吸附到活性炭概況的SO2 催化氧化為H2SO4 ,二氧化硫的吸附量增年夜。
1.2 活性炭脫氮原理
哄騙活性炭脫氮的技術可以分為吸附法、NH3 選擇性催化還原法和灼熱炭還原法。吸附法是哄騙活性炭的微孔結構和官能團吸附NOx,並將反應活性較低的NO氧化為反應活性較高的NO2。關於活性炭吸附NOx 的機理,研究人員還存在較年夜的分歧。NH3 選擇性催化還原法是哄騙活性炭吸附NOx ,下降NOx與NH3 的反應活化能,提高NH3 的哄騙率。灼熱炭還原法是在高溫下哄騙炭與NOx反應生成CO2和N3。其優點是不需要催化劑,固體炭質價格廉價,來曆廣,反應生成的熱量可以收受接管哄騙。然而動力學研究講明,O2與炭的反應先於NOx與炭的反應,故煙氣中O2 的存在使炭的消耗量增年夜。
2、機理性研究
2. 1 有H2O 存在時的活性炭脫硫反應進程活性炭法煙氣脫硫分歧於其他的煙氣脫硫技術,是以傳統的微孔吸附原理為理論根蒂根基的一門技術。然而,這類吸附作用與經常使用的工業吸附淨化水的技術有著很年夜的區分,由於觸及到多組分物資的吸附傳質,使其吸附作用十分複雜。在有水存在的條件下,在活性炭概況四周、概況上、中孔年夜孔內和微孔內,都可能形成水、水蒸汽、SO2、SO32- 、SO42-等多種組分的複雜夾雜體,這些份子或離子的存在和數目,或可促進吸附性能的提高,也有可能製約活性炭的吸附能力。H2O的介入從基本上改變了SO2在炭概況的反應機理,有關具體反應進程的假說眾說紛紜。
L izzio、Mochida、Cazorla - Amoros等認為SO2 和O2 存在競爭活性位的現象,在可能存在的3種氧化反應中,隻有下式可以順遂進行 : C - SO2 + O2 +C →C - SO3 + C - O,即隻有氣態的氧才可以與吸附態的SO2反應。Tamura則認為H2O、SO2 和O2 份子可被活性炭吸附,隻要它們之間知足足夠近的距離和一定的空間構型,彼此之間就可直接反應,並最終生成H2 SO4 。在這類理論模子中,氧化反應式為: C - SO2 + C - O →C - SO3 + C
上式為反應的控製步驟,而其餘步驟的反應都依賴於該反應的順遂進行。
Zawadzki等認為H2 O 的介入改變了SO2 在炭概況的反應機理,在無H2O的條件下,氧化反應不能進行 。在有水存在的條件下,活性炭概況的吡喃酮官能團和離域π電子均會與H2 O份子反應生成H2 O2 , 而H2 O2 可以將SO2 溶於水後形成的H2 SO2 氧化成為H2 SO4 。劉義等經過量年深進細致的理論分析和實驗研究 ,認為在有水存在的條件下,有用吸附位的數目並非是由微孔容積和微孔數
量決議的,微孔填充理論其實不適用於水洗脫附條件下的活性炭脫硫, Tamura機理和Lizzio理論均不適用於此種技術, Zawadzi的理論分析是一種較為合理的詮釋,活性炭概況應遵循以下反應式:
SO2 ·H2 O +H2O2 →2H++ SO2-4 +H2O
2. 2 活性炭選擇性吸附SO2 和NOx
唐強對活性炭脫硫脫氮性能和機理和SO2和NOx 在活性炭上競爭吸附的機理進行了深進的研究。以高純度的SO2、空氣和水蒸汽的夾雜氣體來模擬現實工業煙氣,研究講明,活性炭對SO2的吸附主要是化學吸附,活性炭具有較高的脫硫效率,脫硫效率年夜於96%。以高純度的NOx

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