活性焦烟气联合脱硫脱硝技术应用

4 　活性焦烟气联合脱硫脱硝技术的化学过程

在吸附塔的第Ⅰ段, 在100～200 ℃和有氧和水蒸气的条件下, SO2 和SO3 被活性焦吸附生成硫酸, 反应过程如下:

式中, 3 代表吸附态。前3 个反应是物理吸附, 后3 个反应是化学吸附。在活性焦表面生成的硫酸浓度取决于烟气的温度和烟气中水分的含量。化学吸附的总反应可以表示为:

在吸附塔的第Ⅱ段喷入氨, 在活性焦的催化作用下与烟气中的NOx 反应生成氮气, 其反应过程如下:

净化后的烟气由烟囱排出, 吸附饱和后的活性焦进入再生阶段。在再生阶段, 饱和活性焦被送往解吸塔加热到400 ℃, 解吸出浓缩的SO2 气体。再生后的活性焦又进入吸附塔循环使用。发生的化学反应如下:

加热再生过程存在活性焦的流失, 如果有硫酸铵生成, 则可以降低活性焦的损耗, 反应式为:

解吸出的高浓度SO2 气体可以直接用于制酸或进一步生成硫铵, 也可以加工成单质硫或液态 SO2 。

在该工艺过程中, SO2 的脱除反应优先于NOx 的脱除反应。在含有高浓度的SO2 烟气中, 进行的是SO2 脱除反应; 在SO2 浓度较低的烟气中, NOx 脱除反应占主导地位。吸收塔入口SO2 浓度与脱硝效率存在一定的联系, 如图3 所示, 脱硝效率随着SO2 浓度的增大而降低。同时, SO2 浓度越高, 氨的消耗就越大, 即为大多数活性焦工艺使用二级吸收塔的原因。实践证明, 在长期连续和稳定运行条件下, 能达到很高的脱硫效率和脱硝效率, 如图4 所示。

温度对SO2 与NOx 的脱除率也有影响, 如图4 所示。随着温度的升高, 脱硫效率降低, 脱硝效率增大。