活性焦烟气联合脱硫脱硝技术应用

5 　活性焦烟气联合脱硫脱硝技术的工艺特点

活性焦联合脱硫脱硝工艺具有多方面的优点:

(1) 活性焦本身具有非极性、疏水性、较高的化学稳定性和热稳定性, 可进行活化和改性, 加上它的催化作用、负载性能和还原性能以及独特的孔隙结构和表面化学特性, 都决定了活性焦在联合脱硫脱硝方面具有非常好的先天条件。

(2) 可以实现联合脱除SO2 、NOx 和粉尘的一体化。SO2 脱除率可达到98 %以上, NOx 脱除率可超过80 % , 同时吸收塔出口烟气粉尘含量小于 20 mg /m3 。

(3) 能除去湿法难以除去的SO3 , SO3 的脱除率很高。

(4) 能除去废气中的碳氢化合物, 如二口恶英, 重金属如汞及其它有毒物质, 是一种深度处理技术。

( 5) 副产品可以出售, 有效地实现了硫的资源化, 并产生一定的经济效益, 对贫硫国家和农业大国的中国, 在治理污染的同时充分回收利用硫资源(浓硫酸、硫酸、硫磺) 有着重要的意义。

( 6) 无需工艺水, 避免了废水处理。

( 7) 由于反应温度在烟气排放温度范围内, 因此, 净化处理后的烟气排放前不需要再进行冷却或加热, 节约能源。

( 8) 与传统烟气净化工艺相比, 具有投资省、工艺简单、占地面积小等特点。

( 9) 活性焦来源广泛, 我国活性焦工业发展迅速, 平均年增长率15 % , 出口量已超过美国和日本, 居世界首位。

同时, 活性焦烟气联合脱硫脱硝技术也存在如下4 个问题。

( 1) 吸附法脱硫必然存在脱硫容量低, 脱硫速率慢, 再生频繁等缺点, 阻碍了其工业推广应用。

( 2) 水洗再生耗水量大、易造成二次污染, 而加热再生又易造成活性焦的损耗。

( 3) 喷射氨增加了活性焦的黏附力, 造成吸附塔内气流分布的不均匀性, 同时, 由于氨的存在而产生对管道的堵塞、腐蚀及二次污染等问题。

( 4) 由于吸附塔与解吸塔间长距离的气力输送, 增加了活性焦的损耗。

6 　活性焦烟气联合脱硫脱硝技术的发展方向

活性焦烟气联合脱硫脱硝工艺总的趋势是降低净化装置的基本建设投资及运行操作费用, 加强新材料、新设备、新工艺研究, 特别是机理研究。

(1) 加强对炭材料的研究: 廉价的活性焦制造技术, 对活性焦表面和孔结构的研究, 活化和改性方法的研究, 加快新型炭材料和新功能的研制。

(2) 简化现有工艺流程, 采用多功能设备, 改进工艺条件, 在吸收剂中加入添加剂等。

(3) 真正大规模工业应用的关键是解决副产品应用市场和提高其脱硫性能, 在一个装置同时进行吸附再生, 并且提高副产物硫酸的浓度。

7 　结语

我国是一个燃煤大国,煤炭占一次能源的75 % , 而且短期内这种能源结构不会改变。燃煤排放的 SO2 和NOx 等对大气产生了严重的污染, 我国每年因SO2 和NOx 形成酸雨造成的损失达1 100 亿元, 损失约占国民经济生产总值的7 %～8 %。另一方面, 我国是一个人口大国, 也是农业大国, 更是化肥大国, 硫酸是磷肥生产的重要基本原料。但我国硫资源相对匮乏, 且绝大部分隐含在燃煤中。近几年, 中国硫磺进口量增长迅猛, 1997 年, 中国进口硫磺仅74 万t , 到2003 年进口量剧增到499.3 万t , 平均累计年增长率达37.4 %。因此, 妥善解决能源与环境的矛盾是我国实现可持续发展的重要课题。

活性焦烟气联合脱硫脱硝技术以我国庞大的化肥工业为基础, 将火电厂清洁烟气中的SO2 回收, 变废为宝, 一举多得, 同时促进我国煤炭、电力和化肥工业的协调发展, 有效地解决了能源与环境的矛盾, 具有显著的经济效益及社会效益, 完全符合建立节约型社会和经济可持续发展的原则。

多年的研究表明, 活性焦烟气联合脱硫脱硝技术的脱硫率可达95 %以上, 并可有效回收烟气中的SO2 , 将其用于生产硫酸、液体SO2 或硫磺等, 实现SO2 的资源化利用; 该工艺流程短、无废弃物排放、排烟温度高、占地面积小; 脱硫的同时可以有效脱除NOx 、重金属以及二口恶英等有害物质, 适用于净化燃煤烟气、燃油烟气、垃圾焚烧烟气、重油分解废气和烧结机烟气等; 与现有烟气脱硫技术相比, 该技术投资较省, 运行费用也低。

可资源化活性焦烟气联合脱硫脱硝技术的推广应用有助于解决我国硫资源缺乏与燃煤污染环境的矛盾, 实现经济可持续发展。因此, 可以预见, 可资源化活性焦烟气联合脱硫脱硝技术在我国将有广阔的应用前景。