论活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的应用

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摘要：摘要：为了贴合人类可持续发展的方针，对污染物排放的要求也越发严格。烧结机脱硫技术既要满足多种污染物高效处理，又要实现脱硫脱硝。这对脱硫技术有着较高的要求。因此，在本篇文章当中，主要对活性焦联合脱硫脱硝技术进行了研究和探讨，并总结了在烟气治

　　摘要：为了贴合人类可持续发展的方针，对污染物排放的要求也越发严格。烧结机脱硫技术既要满足多种污染物高效处理，又要实现脱硫脱硝。这对脱硫技术有着较高的要求。因此，在本篇文章当中，主要对活性焦联合脱硫脱硝技术进行了研究和探讨，并总结了在烟气治理中的应用。

　　关键词：活性焦;脱硫脱销;烟气治理;应用

　　一、概述

　　我国在发展前期，扶持钢铁行业力度较大，对环境污染问题有所忽视，造成部分地区环境生态脆弱，污染问题严重。因此，在2012年发行的《钢铁烧结球团大气污染物排放标准》中明确规定，对于生态脆弱地区，更应该严格执行环境保护标准，控制污染物排放含量。

　　在标准中指出，对于污染严重的区域，要执行特别排放标准。例如，河北省，山东省等地区，所实行的排放标准更为严格。从目前国家所发行的环保政策来看，污染物排放的标准从原始的单一脱硫已经无法满足排放要求，正逐步向脱硫脱硝转变。对此，烧结烟气净化若要满足政策要求，必须具备污染物高效去除能力，脱硫效率要达到95%以上;以及脱硫脱硝和多种污染物同时处理的能力，目前能够同时满足环保政策和烟气污染物治理的技术是活性焦吸附烟气净化技术。

　　二、活性焦干法脱硫技术的运用

　　活性焦干法脱硫技术从1960年开始已经在国外逐渐成熟，到1970年在局部地区示范使用，经过十年的改良期间，1980年开始正式应用于工业废物的排放，目前该技术已经能够熟练的处理各种工业废气，其中包括燃煤锅炉、烟气烧结机、烟气和垃圾焚烧烟气，覆盖了化工，电力，冶金等行业。日本和韩国地区的电子厂、制钢制铁公司已经有成功运用的案例。

　　在十五“863”计划中《可资源化烟气脱硫技术》所开发的科研成果是我国具有自主知识产权的活性焦烟气脱硫技术。该研究从实驗室到试验，再到工业化应用的三个阶段，已经基本完善，目前可以应用于电厂锅炉有色冶炼的烟气和制酸尾气治理中。河北前进钢厂、太原钢厂、江苏永联钢厂等11家国内企业已经能够熟练操作。

　　三、活性焦脱硫脱硝技术的原理

　　活性焦干法烟气治理技术可以对二氧化硫、氮氧化物、重金属、二恶英、粉尘一体化进行净化，其运作的主要原理为活性焦在不同温度中吸附性不同的特点。

　　(1)在较低的温度下，可以将气体中二氧化硫、三氧化硫进行吸附，烟气中氧气和水蒸气共存的条件下，二氧化硫会被转化为硫酸储存在活性焦空隙当中;在温度较高时，活性焦所吸附的硫酸与活性焦反应被还原为二氧化硫，硫酸铵会受热发生分解二氧化硫回收利用，同时活性焦恢复吸附性能，循环使用活性焦的加热再生功能，相当于对活性焦进行再次活化，活性焦在循环使用过程中吸附和催化。活性不但不会降低，反而有一定的促进作用。如图一

　　(2)重金属一般以多种化合物的形式吸附于活性焦的微型孔隙中，例如硫酸盐和氯化物。对于贡，活性焦不但可以高效率的吸附去除汞离子和亚汞离子，对于元素汞同样可以通过化学反应进行去除。如图二

　　(3)活性焦颗粒的过滤作用，使得吸附层相当于高效颗粒层过滤器，在惯性碰撞和拦截效应作用下，烟气中的大部分粉尘颗粒，酸雾在床层内部不同部位被捕及完成烟气除尘净化

　　(4)活性焦具有广谱的吸附特性，在净化塔内活性焦能够吸附二恶英等多种有机化合物，再生时在120摄氏度以上，部分二恶英的分子结构发生异变，300到400摄氏度，是二恶英在合成度区间可以完全分解。

　　烟气在经过活性焦脱硫装置过程中完成净化吸附，饱和的活性焦靠重力流质解析再生装置，通过加热使活性焦再生，释放出的高浓度二氧化硫混合气体。采用现有成熟的工艺技术，可用于生产商品浓硫酸、液态二氧化硫、结晶硫磺、硫酸氨等含硫化工产品，即可实现硫资源的有效回收利用，缓解我国大量进口硫磺的现状，又可以为生产者带来丰厚的经济收益，缩减了脱硫装置的运行成本。经过再生的活性焦，通过筛选由活性焦输送系统送入活性焦脱硫装置进行循环使用，筛选所遗留的少量小颗粒活性焦，可以作为锅炉的燃料。

　　活性焦脱硫脱硝主要工艺系统由烟气管道、增压风机系统、吸附系统、解吸系统、活性炭输送系统、活性炭补给系统、热风循环系统、冷风循环系统以及除尘系统、储存、运输、蒸发、混合注入质酸系统以及相应的电气检测装置等系统组成。

　　四、活性焦吸附法技术特点

　　(1)可以同时去除多种污染物，例如，粉尘、汞、二恶英、三氧化硫等。二氧化硫的脱除率在95%以上，粉尘去除效率在六成以上，二恶英去除效率在八成以上。湿法、半干法均无法单独完成。(2)干法处理不需要考虑对烟囱的腐蚀问题，不需要对处理后的烟气进行高温加热，该烟气对所经过的烟道和烟囱没有腐蚀作用，没有烟囱雨。(3)低温脱硝，脱硝反应在正常烧结烟气温度条件下即可发生，无需对烟气加热，在一定程度上降低了运行成本，资源消耗量也较低。(4)活性焦烟气净化工艺副产品，可生产出浓度为98%的浓硫酸有较高的经济价值和利用价值。(5)活性焦使用过程中产生的焦粉可以直接作为烧结的燃料不会生成固体废物，不需要排放处理。(6)可以通过活性焦装置消化处置半干法脱硫灰。

　　五、存在的主要问题和改进方向

　　活性焦脱硫工艺依托吸附系统来进行净化，吸附塔是活性焦脱硫工艺的核心设备。活性焦脱硫吸附塔内部有一定量的活性焦，烟气经过除尘器之后进入吸附塔，烟气中的二氧化硫可以被活性焦吸附，净化后的烟气，从烟囱排入大气，吸附的二氧化硫至饱和的活性焦送入解析塔再生后，连同补充的新鲜活性焦一起输送回吸附塔，目前存在的主要问题有：

　　5.1耗用的成本较高

　　活性焦的净化所需时间较长，需要一定的时间进行反应，并且净化反应器占地面积较大，在初次装填活性焦时床层阻力较大等。在运行过程中，活性焦硫容相对较低，活性焦的循环再生量大，增加了再生过程的机械磨损，同时，加热系统所消耗的热能较大。

　　5.2烟气分布不均，效率较低

　　固定床吸附塔和移动床吸附塔是吸附设备的两种形态。烧结机烟气量较大，一般选择移动吸附床，移动床设备模块结构装置设计要求较高，物料循环必须保持通畅。若循环过快，会造成机械设备的磨损和加热系统热能的损耗;若发生堵塞，在设备内部会形成较大的压力差，容易造成局部模块温度过高，甚至引起自行燃烧，降低了烧结机的生产效率，容易出现烟气分布不均。

　　5.3空速较大时颗粒物难达标

　　吸附塔的空速装置中，在空速超过标准范围后，对二氧化碳的吸附率会下降，较大的空速会携带活性焦粉跟随烟气排放出去，使得排放物中的二氧化硫以及颗粒物难以达到排放标准。

　　结束语：目前活性焦脱硫工艺正在实践中不断改良，目前亟待解决的问题是如何降低联合净化装置的运行费用。活性焦的研究主要是通过原料配煤和生产工艺进行改进，研制廉价、高性能的活性焦净化装置，优化工艺，开发多功能设备，减少运行过程中活性焦的消耗和能耗，以进一步提高系统经济性。总之，只要在净化装置方面和活性焦性能方面不断地进行优化，活性焦烟气净化技术推广将得到飞速发展。

　　参考文献

　　[1]王慧红，刘碧涛.活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的应用[J].资源节约与环保，2020(04)：5.

　　[2]王宁.活性焦联合脱硫脱硝技术在焦炉烟气治理中的应用[J].新疆钢铁，2019(01)：9-11.

　　[3]穆会群.燃煤锅炉的烟气治理和脱硫脱硝关键技术分析[J].现代盐化工，2021，48(01)：53-54.

　　吴晓杰

　　推荐阅读：《哈尔滨工业大学学报》(社会科学版)(双月刊)创刊于1999年，是由哈尔滨工业大学主办的社科学术刊物。近年在部委系统社科期刊评比中一直居于榜首，为繁荣中国人文社会科学研究作出了贡献。

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