活性焦聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)是一種利用活性焦的吸附催化功能,同時脫除煙氣中的硫氧化物、氮氧化物、煙塵,并回收硫資源的干法煙氣處理技術(shù)。
1、脫硫反應原理
活性焦脫硫是基于SO2在活性焦表面的吸附和催化氧化。當煙氣中沒有氧和水蒸氣存在時,活性焦吸附SO2僅為物理吸附,吸附量較?。憾敓煔庵杏醒鹾退魵獯嬖跁r,在物理吸附之外還發(fā)生化學吸附,吸附的SO2在活性焦的催化氧化下與煙氣中的O2反應生成SO3,之后再和水蒸氣反應生成硫酸,使其吸附量大為增加。
在O2和水蒸氣存在時。SO2發(fā)生催化氧化及下列反應:
2SO2+O2→2SO3(1)SO3+H2O→H2SO4(2)H2SO4+H2O→H2SO4·H2O(3)
總反應:
2SO2+O2+4H2O→2H2SO4·H2O)(4)
2、脫硝反應原理
在活性焦吸附脫硫系統(tǒng)中加入氨,可使NOX與NH3發(fā)生催化還原反應[8];
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(5)6NO2+8NH3→7N2+12H2O(6)
值得注意的是,在有O2和H2O的條件下,加入的氨也有助于提高活性焦的脫硫活性,同時也可以降低活性焦的消耗:
H2SO4+NH3→NH4HSO4(7)H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4(8)
如上反應式所示,加入的氨會與吸附二氧化硫后生成的H2SO4反應生產(chǎn)硫酸銨和硫酸氫銨,可以在活性焦吸附飽和時在一定程度上提高脫硫效果。
3、活性焦再生反應原理
活性焦再生有水洗和加熱2種方法,水洗活性焦再生需要大量的水,而且產(chǎn)生酸水形成二次污染,故很少使用?;钚越乖偕ǔJ菍⑽斤柡偷幕钚越辜訜岬?50℃以上,發(fā)生如下化學反應,釋放出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則表示上文中所提到的活性焦表面氧化物。從上式可以看出,當二氧化硫以硫酸形態(tài)被吸附和再生時,要消耗活性焦的碳元素來還原硫元素,而若是以硫酸氨或硫酸氫氨形態(tài)被吸附,在高溫時可直接受熱分解,可在一定程度上減少活性焦的消耗。
4、活性焦脫硫脫硝技術(shù)具有如下優(yōu)點:
(1)能夠在同一溫度區(qū)域,100-200℃,同時進行脫硫和脫硝。
(2)活性焦脫硫技術(shù)為干法脫硫技術(shù),與濕法相比,不需要煙氣再加熱和排水設(shè)備,占地面積小,不腐蝕,運行管理容易。
(3)具有高的脫硫和脫硝效率,脫硫效率幾乎達到100%,脫硝效率在80%以上。重金屬等有害物質(zhì)可以同時被除去。活性焦層的除塵作用可使排煙粉塵濃度小于10mg/Nm3。
(4)再生產(chǎn)生的硫磺或硫酸可作為副產(chǎn)品銷售,而且,用過廢棄的活性焦可作為燃料處理。
(5)吸收塔壓力損失穩(wěn)定,不會發(fā)生堵塞現(xiàn)象,因而運行可靠。
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