活性焦脱硫脱硝一体化技术

活性焦脱硫脱硝一体化技术


活性焦联合脱硫脱硝技术是一种利用活性焦的吸附催化功能,同时脱除烟气中的硫氧化物、氮氧化物、烟尘,并回收硫资源的干法烟气处理技术。

1、脱硫反应原理

活性焦脱硫是基于SO2在活性焦表面的吸附和催化氧化。当烟气中没有氧和水蒸气存在时,活性焦吸附SO2仅为物理吸附,吸附量较小:而当烟气中有氧和水蒸气存在时,在物理吸附之外还发生化学吸附,吸附的SO2在活性焦的催化氧化下与烟气中的O2反应生成SO3,之后再和水蒸气反应生成硫酸,使其吸附量大为增加。

在O2和水蒸气存在时。SO2发生催化氧化及下列反应:

2SO2+O2→2SO3(1)SO3+H2O→H2SO4(2)H2SO4+H2O→H2SO4·H2O(3)

总反应:

2SO2+O2+4H2O→2H2SO4·H2O)(4)

2、脱硝反应原理

在活性焦吸附脱硫系统中加入氨,可使NOX与NH3发生催化还原反应[8];

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(5)6NO2+8NH3→7N2+12H2O(6)

值得注意的是,在有O2和H2O的条件下,加入的氨也有助于提高活性焦的脱硫活性,同时也可以降低活性焦的消耗:

H2SO4+NH3→NH4HSO4(7)H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4(8)

如上反应式所示,加入的氨会与吸附二氧化硫后生成的H2SO4反应生产硫酸铵和硫酸氢铵,可以在活性焦吸附饱和时在一定程度上提高脱硫效果。

3、活性焦再生反应原理

活性焦再生有水洗和加热2种方法,水洗活性焦再生需要大量的水,而且产生酸水形成二次污染,故很少使用。活性焦再生通常是将吸附饱和的活性焦加热到350℃以上,发生如下化学反应,释放出SO2[1]:

2H2SO4+C→2SO2+CO2+2H2O(9)3NH4HSO4→3SO2+N2+NH3+6H2O(10)

(NH4)2SO4一SO3+2NH3+H2O(11)3SO3+2NH3→3SO2+N2+3H2O(12)

SO3+C→SO2+C··O(13)

其中C··O则表示上文中所提到的活性焦表面氧化物。从上式可以看出,当二氧化硫以硫酸形态被吸附和再生时,要消耗活性焦的碳元素来还原硫元素,而若是以硫酸氨或硫酸氢氨形态被吸附,在高温时可直接受热分解,可在一定程度上减少活性焦的消耗。

4、活性焦脱硫脱硝技术具有如下优点:

(1)能够在同一温度区域,100-200℃,同时进行脱硫和脱硝。

(2)活性焦脱硫技术为干法脱硫技术,与湿法相比,不需要烟气再加热和排水设备,占地面积小,不腐蚀,运行管理容易。

(3)具有高的脱硫和脱硝效率,脱硫效率几乎达到100%,脱硝效率在80%以上。重金属等有害物质可以同时被除去。活性焦层的除尘作用可使排烟粉尘浓度小于10mg/Nm3。

(4)再生产生的硫磺或硫酸可作为副产品销售,而且,用过废弃的活性焦可作为燃料处理。

(5)吸收塔压力损失稳定,不会发生堵塞现象,因而运行可靠。




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