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VOC廢氣處理活性炭吸附法聯合脫硫脫硝技術
網責任編輯:pecontrols.com   人氣:   發布日期:2018-08-06 22:24:00
VOC廢氣處理活性炭吸附法聯合脫硫脫硝技術

本文分析了活性炭吸附法聯合脫硫脫硝的原理、工藝流程及其優缺點的比較,指出活性炭吸附法脫硫脫硝技術是一種先進的煙氣凈化技術,是未來煙氣脫硫脫硝技術的發展方向。

1、前言

燃煤鍋爐都要求控制SO2和NOx的排放,目前聯合煙氣脫硫脫硝技術有多種,但是大部分技術因初投資大、運行費用高、治污產物利用難、存在二次污染等,限制了推廣應用。活性炭吸附法聯合脫硫脫硝技術具有能夠實現治污產物資源化利用、吸附劑可循環使用、脫硫脫硝效率高等優點,是有發展前景的聯合脫硫脫硝技術。

2、活性炭吸附法的原理

2.1活性炭吸附法脫硫原理

活性炭具有較大的表面積、良好的孔結構、豐富的表面基團、高效的原位脫氧能力,同時有負載性能和還原性能,所以既可作載體制得高分散的催化體系,又可作還原劑參與反應提供一個還原環境,降低反應溫度。SO2、O2與H2O被吸附劑吸附,發生下述總反應:

 

活性炭吸收SO2和NOx后生成的物質存在于活性炭表面的微孔中,降低了活性炭的吸附能力,因此對吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生,先用水洗,得到稀硫酸溶液,然后對活性炭進行干燥。對吸附SO2的活性炭加熱,硫酸在炭的作用下還原為SO2,得到富集,可用于生產硫酸或硫磺,但要消耗一部分活性炭。

2.2活性炭吸附法脫硝原理

吸附法是利用吸附劑對NOx的吸附量隨溫度或壓力的變化而變化的原理,通過周期性地改變反應器內的溫度和壓力,來控制NOx的吸附,以達到將NOx從汽源中分離出來的目的。

如果在活性炭脫硫系統中加入氨,即可同時脫除NOx,反應方程式如下:

4NO+4NH3+O24N2+6H2O

與此同時在吸收塔內還存在以下的副反應:

NH3+H2SO4NH4HSO4

2NH3+H2SO4(NH4)2HSO4

SO2脫除反應一般優先于NOx的脫除反應,煙氣中SO2濃度較高時,活性炭內進行的是SO2脫除反應;SO2濃度較低時,NOx脫除反應占主導地位。

3、活性炭吸附法流程

 

SO2的煙氣在文丘里洗滌器內用稀硫酸先洗滌,經除塵、降溫后進入固定床或活性炭吸附器,經凈化后排空。在氣流連續流動的情況下,從吸附器頂部間歇噴水,洗去吸附劑上生成的硫酸,得到10%~15%濃度的硫酸,它進入文丘里洗滌器后被蒸發濃縮至25%~30%濃度,再經浸沒式燃燒器等進一步提濃,最終濃度可達70%,能用于化肥生產。

 

4、活性炭吸附法優缺點

4.1優點

1)活性炭材料本身具有非極性、疏水性、較高的化學穩定性和熱穩定性,可進行活化和改進性,還具有催化能力、負載性能和還原性能以及獨特的孔隙結構和表面化學特性。

2)在近常溫下可以實現聯合脫除SO2、NOx和粉塵的一體化,SO2脫除率可達到98%以上,NOx的脫除率可超過80%。同時吸收塔出口煙氣粉塵含量20mg/m3。

3)SO3的脫除率很高,且能除去廢氣中的碳氫化合物。

4)產生可出售的副產品,可以有效地實現硫的資源化。

5)吸附劑可循環使用,處理的煙氣排放前不需要加熱,投資省、工藝簡單、操作方便、可對廢氣中的NOx進行回收利用、占地面積小。

4.2缺點

1)活性炭價格目前相對較高;強度低,在吸附、再生、往返使用中損耗大;揮發分較低,不利于脫硝。

2)吸附法脫硫存在脫硫容量低、脫硫速率慢、再生頻繁等缺點。水洗再生耗水量大、易造成二次污染。

3)吸附劑吸附容量有限,常須在低氣速(03~12m/s)下運行,因而吸附器體積較大;活性炭易被煙氣中的O2氧化導致損耗;長期使用后,活性炭會產生磨損,并會因微孔堵塞而喪失活性,從而需要再生處理。

4)過程為間歇操作,投資費用高,能耗大。

5、結束語

voc廢氣處理活性炭吸附法聯合脫硫脫硝技術是一種先進的煙氣凈化技術,是未來煙氣脫硫脫硝技術的發展方向,我國關于活性炭聯合脫硫脫硝工藝的研究和開發大多處于試驗階段,今后應加強這方面的投入,開發出適合國情的活性炭聯合脫硫脫硝工藝。


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