活性炭与低温氧化脱硫脱硝技术探究

文/肖玉玮 路肖娟，河钢邯钢邯宝炼铁厂烧结车间

近年来，工业、电力、交通部门排放的氮氧化合物较多，我国是电燃煤大户，火电厂每年所消耗的煤炭总量超过50%。二氧化硫是空气中的主要污染物，它能形成酸雨、污染土壤和水体、腐蚀建筑物，严重影响植物的生长。在某种程度上，随着氮硫氧化物含量的不断上升，使我国面临着严重的影响（详细见下表一）。

表一 SO2 对人体产生的危害

1 活性炭联合脱硫脱硝技术概述

1.1 活性炭联合脱硫脱硝技术

在使用活性碳联合脱硫脱硝技术过程中，主要是使用活性炭的吸附、催化、过滤等作用。与此同时，还能有效地对烟气中的硫氧化物、氮氧化物、粉尘进行吸附，能有效地实现硫资源回收的干燥法烟气处理技术。活性炭联合脱硫脱硝技术，在使用过程中它的占地面积小，而且产生的副产物可以出售、消耗的水量不高。在此过程中产生的烟气也不需要预热，操作较为简单，脱除率较高，并不会诱发二次污染。

（1）脱硫原理

一般情况下，使用该项脱硫脱硝技术，它的脱硫效率可以高达84%以上（84%-92%），而脱销效率可以高达63%以上（63%-70%）。在化学生产过程中，烟机需要通过脱硫脱硝工艺进行处理，只有达到国家或地方的标准以后才可以准予排放。主要化学反应见下：

2SO2+ O2→2SO3

SO3+ H2O→H2SO4

H2SO4+ H2O→H2SO4·H2O

（2）脱硝原理

在活性炭吸附脱硫系统装加入氨，这时会将富含二氧化硫的活性炭进行加热，在这个过程会释放出二氧化硫气体。然而后使用二级吸收塔进行二氧化硫脱除反应。在化学反应进行过程中，二氧化硫的脱除率要大于氮氧化和物。随着化学反应不断进行，二氧化硫的浓度逐渐增大，脱硝率逐渐降低，高浓度的二氧化硫会消耗更多的氨。常见的化学反应去下：

4NO + 4NH3+ O2→4N2+ 6H2O

1.2 活性炭脱硫脱硝的工作原理

通常情况下，所使用的活性炭材料主要是由石墨微晶组成的，它的孔结构较为复杂，孔径分布范围很宽，形状是各种各样的。活性炭中的微孔和活性炭吸附量，两者之间有着密切的联系，一般情况下，中孔和大孔都是吸附质分子进出的通道活性炭在进行脱硫反应中主要：包括物理吸附和化学反应吸附两种方式，一般情况下，在没有水蒸汽和氧气存在过程中发生的主要是物理吸附。然而，它的字符量不高，如果烟气中有足够多的水蒸汽和氧气，除了物理吸附，还会产生一定程度的化学吸附。首先，二氧化硫、氧气、水从烟气中逐渐扩散到活性炭颗粒的表面。其次，二氧化硫、氧气、水会从活性炭颗粒表面继续向内部进行扩散，直至被表面吸附。最后，在表面字符的二氧化硫、氧气和水发生催化氧化，或者是硫酸化反应。一般情况下，在进行活性炭脱硫反应过程中，它的速度和二氧化硫，氧气、水的浓度有着密切的联系，如果烟气条件，活性炭种类和性能一定时，反应速度和活性炭中二氧化碳吸附量有直接联系，因此，要使活性炭达到较高的脱硫速度和脱硫量，必须要求活性炭再生过程具有完全性和彻底性。此外，使用活性炭脱氮过程中，目前可以使用的方法主要有吸附法、氨气选择性催化还原法以及炙热碳还原法。在烟气脱硝工艺过程中，主要使用氨气选择性催化还原法，主要是将氨气，氮氧化合物和氧气从烟气中扩散到活性炭表面。然后，烟气中的气体不断的向催化剂中的微孔表面进行扩散，最后，和被吸附在催化剂表面的氨气进行化学反应，生成氮气和水。然后，进入微孔之内，这时吸附下来的水和氮气会达到活性炭外表面，然后通过主流气体被带走。

2 低温氧化脱硫脱硝技术

现阶段在使用低温氧化脱硫脱硝技术过程中，主要是利用氧化剂和引起中低阶氮氧化合物进行反应，生成溶于水的高阶氮氧化合物，然后在反应塔内通过碱液进行吸收，达到同时脱硫脱硝的目的，使用低温氧化脱硫脱硝技术，能有效地对锅炉内的气体进行处理，使其排放达到标准。脱硫效率高达90%，而脱硝效率高达85%。一般情况下，主要是利用氢氧化镁碱性溶液作为脱硫剂吸收二氧化硫气体，然后生成亚硫酸镁和硫酸镁，最终对二氧化硫进行清除。

在进行低温氧化脱硝过程中，主要和氧化剂进行反应，生成难溶水的氮氧化合物。然后在洗涤塔或者是反应系内进行反应，然后进行吸收。将高阶氧化物进行吸收，从而实现脱去氮氧化合物，这时通常使用氢氧化镁溶液作为脱硝剂。原材料具备价格低，容易采购的优点。