1、前言

隨著工(gong)業的(de)(de)發(fa)展和(he)能源的(de)(de)大(da)(da)量消(xiao)耗，由(you)燃煤煙氣(qi)(qi)(qi)排(pai)放到大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)SO2與日(ri)劇增，據統計，到1995年，我國SO2排(pai)放量達2370萬(wan)t，超過歐洲(zhou)和(he)美國居世界首位(wei)［1］。一些地區(qu)大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)中高濃度的(de)(de)SO2對環(huan)境和(he)人體健康帶來了(le)嚴重危害。1997年，我國政府提(ti)出(chu)2000年和(he)2010年分階(jie)段控(kong)制目標，為(wei)實現(xian)控(kong)制目標，今后幾年燃煤電廠將大(da)(da)力開發(fa)應用SO2、污染(ran)防治技術(shu)和(he)設(she)備(bei)。干法煙氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫脫(tuo)氮(dan)工(gong)藝投資少，運行(xing)費用低，是重點發(fa)展的(de)(de)脫(tuo)硫脫(tuo)氮(dan)工(gong)藝之(zhi)一。

焦炭(tan)浸Na2CO3吸(xi)附法同(tong)時脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)工藝，屬于干法煙氣治理技術。用冶(ye)金(jin)焦或(huo)成型焦經過(guo)活(huo)化(hua)、浸漬(zi)等工藝處理后，做為(wei)吸(xi)附材(cai)料進行煙氣脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)，經過(guo)試驗(yan)，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)率(lv)、脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)率(lv)達(da)到滿意的結果。

2、脫硫脫氮原理

活(huo)性焦經過活(huo)化、浸漬處(chu)理(li)(li)后(hou)，進行(xing)廢氣(qi)脫硫脫氮(dan)(dan)。當脫硫時(shi)，SO2與(yu)Na2CO3反(fan)應生成Na2SO4和(he)(he)CO2。當脫氮(dan)(dan)時(shi)，煙氣(qi)中NO在C催化作(zuo)用下生成CO2和(he)(he)N2，同(tong)理(li)(li)NO2與(yu)C反(fan)應生成CO2和(he)(he)N2。其(qi)反(fan)應式如下：Na2CO3+SO2+12O2→Na2SO4+CO2，2NO+C→CO2+N2NO2+C→CO2+12N2。當含Na2CO3活(huo)性焦吸附達(da)到飽和(he)(he)后(hou)，需要(yao)再生處(chu)理(li)(li)，即通入CO2氣(qi)體，同(tong)時(shi)提高(gao)再生溫度，還原(yuan)后(hou)的Na2CO3再重新循環使用，而產生H2S進行(xing)硫回收處(chu)理(li)(li)。

3、試驗

3.1吸(xi)附材料選擇

本試驗(yan)用(yong)(yong)冶金(jin)焦(jiao)和成(cheng)型焦(jiao)做吸(xi)附材料。冶金(jin)焦(jiao)來自一般焦(jiao)化(hua)廠生產(chan)的(de)焦(jiao)碳(tan)，粒度(du)(du)＜10mm(粒度(du)(du)＞10mm作(zuo)為正品銷售)，干(gan)餾(liu)溫度(du)(du)950℃～1005℃，干(gan)餾(liu)時間24h，冶金(jin)焦(jiao)的(de)揮發分(fen)非常低＜4%，而灰分(fen)高＞13%。成(cheng)型焦(jiao)是(shi)用(yong)(yong)普通(tong)煤(mei)進(jin)行(xing)配方，加工成(cheng)型、低溫干(gan)餾(liu)制成(cheng)，直徑Φ3mm，長度(du)(du)3～6mm不(bu)等。我國(guo)焦(jiao)灰分(fen)大(＞10%)，而國(guo)外這種焦(jiao)灰分(fen)＜5%，因此利用(yong)(yong)我國(guo)煤(mei)炭(tan)資源開展脫(tuo)硫脫(tuo)氮的(de)研究工作(zuo)是(shi)適合我國(guo)國(guo)情的(de)事業。

3.2活化試驗(yan)

冶金(jin)焦或成(cheng)型焦經(jing)過活(huo)化(hua)后成(cheng)為活(huo)性(xing)焦，活(huo)性(xing)焦的催(cui)(cui)化(hua)活(huo)性(xing)是通(tong)過活(huo)化(hua)獲得，沒經(jing)過活(huo)化(hua)的焦碳(tan)表(biao)面積極小，不具有催(cui)(cui)化(hua)活(huo)性(xing)，經(jing)過活(huo)化(hua)后，形成(cheng)大(da)量(liang)微孔(kong)，擴大(da)了(le)比表(biao)面積，具有了(le)脫(tuo)硫脫(tuo)氮的催(cui)(cui)化(hua)活(huo)性(xing)。

冶金焦(jiao)經過篩(shai)分，選取直徑大于7mm，小(xiao)于10mm的(de)焦(jiao)粒進行活化(hua)，活化(hua)比較經濟實(shi)用(yong)的(de)方(fang)法是(shi)用(yong)水在高(gao)溫下加熱進行，其(qi)溫度(du)、時間根據(ju)工(gong)藝條件確定。成型焦(jiao)活化(hua)方(fang)法與冶金焦(jiao)相同。

3.3活性焦(jiao)浸漬Na2CO3溶液

焦碳經過活(huo)(huo)化后(hou)，進行浸(jin)Na2CO3溶液處理，把活(huo)(huo)性焦放入(ru)配制(zhi)好的Na2CO3溶液中(zhong)，浸(jin)漬(zi)一段時間，然后(hou)進行烘干(gan)。

3.4脫硫脫氮工藝試驗

活性焦經過活化、浸漬后，進(jin)行脫(tuo)(tuo)硫(liu)脫(tuo)(tuo)氮試驗(yan)。在(zai)實際(ji)工程應用中是移動床，脫(tuo)(tuo)硫(liu)脫(tuo)(tuo)氮同時進(jin)行，因為我們是試驗(yan)研究(jiu)，所以脫(tuo)(tuo)硫(liu)、脫(tuo)(tuo)氮分(fen)別進(jin)行工藝試驗(yan)。2NO+C→N2+CO2NO2+C→CO2+12N2&nbsp，SO2+Na2CO3+12O2→Na2SO4+CO2，Na2SO4+2C→Na2S+2CO2，Na2S+CO2+H2O→Na2CO3+HS↓

脫硫脫氮試驗共計(ji)作了(le)三個活性焦樣設計(ji)煙(yan)氣量3.6/Lmin-1。

脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)試(shi)驗(yan)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)試(shi)驗(yan)分(fen)別作了不同(tong)時間、溫(wen)度試(shi)驗(yan)，二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)分(fen)析采(cai)用碘(dian)量法。分(fen)析結構是(shi)冶金焦脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)性能在溫(wen)度達(da)350℃時，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率最(zui)高(gao)達(da)82%，當排煙溫(wen)度450℃時，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率下降。同(tong)時兩種(zhong)冶金焦比較，由于活(huo)化(hua)時間不同(tong)，其脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效果也有(you)差別，活(huo)化(hua)時間長的比時間短的脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率高(gao)6%。型焦在150℃時，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率達(da)65%，當煙氣溫(wen)度升(sheng)高(gao)到(dao)350～450℃，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率直(zhi)線下降，最(zui)低達(da)12%。

4、結論

(1)冶金焦、成型焦經(jing)過活化、浸(jin)Na2CO3等工(gong)藝處理(li)后，作為脫硫脫氮吸附材料是合(he)適的，確認(ren)有效(xiao)果。

(2)冶金焦由于活(huo)化時間(jian)不等，脫硫脫氮效果不一(yi)樣(yang)，活(huo)化時間(jian)長好于活(huo)化時間(jian)短的。

(3)冶(ye)金(jin)焦適(shi)合(he)高溫(wen)煙氣條件(jian)下脫硫(liu)，成型焦適(shi)合(he)低溫(wen)條件(jian)下脫硫(liu)。

(4)冶金(jin)焦和(he)成型焦的脫(tuo)硫脫(tuo)氮(dan)效果比較(jiao)，冶金(jin)焦好于成型焦。

(5)冶(ye)金焦做吸附材料(liao)能達到(dao)同(tong)時脫硫脫氮(dan)的(de)結(jie)果，并且原料(liao)來(lai)源廣(guang)、成本低、符合國情

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