活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术及运用分析

活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术及运用分析

摘要 在煤炭燃烧的过程中会产生大量的二氧化硫、氮氧化物以及重金属汞，对环境造成污染。本文主要对活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术进行了研究分析，分别从煤炭燃烧的污染现状、活性焦脱硫脱硝脱汞的工艺运用两方面进行了阐述，为提升活性焦脱硫脱硝脱汞的工艺水平提供理论依据。

关键词 活性焦；脱硫脱硝脱汞；一体化技术

Abstract In the process of coal combustion will produce large amounts of sulfur dioxide， nitrogen oxides， and mercury， causing pollution to the environment. This paper mainly studied on the mercury removal technology integration of active coke desulfurization denitrification， respectively from the pollution of coal combustion， mercury removal process using activated coke desulfurization and denitrification in two aspects the paper provides theoretical support for the technology to enhance the level of active coke desulfurization denitration and mercury removal.

Key words Active coke； Desulfurization and denitration； Integrated technology

1 煤炭燃烧污染现状分析

目前来说，能源问题与环境污染问题是影响世界经济健康发展与可持续发展的主要两大问题。煤炭的储量丰富，虽然是一种不可再生资源，但是在短期内仍然是世界上最主要的能源之一，尤其是在发电的使用中起着不可替代的作用。而当前对于煤炭的主要使用方式較为粗放，仍然是以直接燃烧为主。煤炭在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫与氮氧化物，另外还会产生重金属汞，这些产物排放到空气中会对环境造成严重的污染和破坏，例如常见的酸雨等就是由于二氧化硫与氮氧化物排放到空气中与空气中的水蒸气结合形成硫酸产生的。同时这些有毒物质还会对人体造成危害，侵蚀人体的皮肤与呼吸道黏膜，降低人体的免疫功能[1]。治理应当从源头入手，因此要治理煤炭燃烧所造成的污染，最主要的是要对污染物的排放进行控制。

目前对于烟气污染的治理主要是通过对烟气进行脱硫脱硝，去除烟气中包含的二氧化硫、氮氧化物。传统的脱硫脱硝主要是以分段式的工艺为主，但是成本较高、效率较低，因此近年来，联合脱硫脱硝工艺开始逐渐广泛应用起来，对于环境污染的治理具有非常重要的意义。活性焦脱硫脱硝脱汞工艺就是属于联合脱硫脱硝工艺当中应用较为广泛的一种，在实际的应用中有着较好的脱硫脱硝效率，同时成本较低，造成的二次污染较小。

2 活性焦脱硫脱硝脱汞的工艺

2.1 吸附剂

活性焦的结构为孔隙结构，具有较为丰富的表面基团，同时从其他性能角度分析，活性焦也具有较强的热稳定性以及化学稳定性，并且拥有一定的还原性能与负载性能[2]。因此活性焦可以作为一种载体，用以建立起高分散系统的催化体系，能够作为一种性能良好的还原剂对煤炭烟气进行净化处理。

2.2 活性焦脱硫工艺

活性焦拥有对于二氧化硫的较好的吸附性，其吸附性分为物理吸附作用与化学吸附作用两种，如果烟气当中没有水蒸气的存在时，活性焦对烟气中的二氧化硫主要发挥的是物理吸附作用，但是吸附量比较小；当烟气中包含水蒸气和氧气时，活性焦能够对烟气中的二氧化硫产生物理联合化学吸附作用，先对其产生物理吸附，然后再对其进行化学吸附。化学反应式为：

2.3 活性焦脱硝工艺

活性焦对于一氧化氮具有较好的吸附效果，在脱硝吸收塔当中加入氨能够将一氧化氮与氨气的反应活化能降低，从而催化发生一种还原反应，将烟气当中的一氧化氮去除。化学反应式为：

通常情况下，二氧化硫的脱硫反应要优先于一氧化氮的化学反应，因此在烟气当中的二氧化硫的浓度比较高的时候，活性焦首先要进行的是二氧化硫的脱除反应。在进行脱硫脱硝化学反应的同时还会发生以下化学反应：

2.4 活性焦脱汞工艺

在煤炭燃烧的过程中会产生重金属汞，其在烟气当中主要是以Hg2+以及Hg0的形式存在的，活性焦对于烟气当中的重金属汞的脱除反应也是包括物理吸附与化学吸附两种形式。物理吸附主要是针对Hg0，在活性焦的作用下，Hg0以一种物理方式吸附在活性焦的孔隙当中，而Hg2+则是与硫酸发生反应，产生硫酸盐。化学反应式为：

2.5 活性焦脱硫脱硝脱汞一体化工艺

活性焦对于脱硫脱硝脱汞等污染物脱除的联合工艺主要采取的是干法烟气净化技术，其工艺系统主要包括三部分，分别为吸附系统、解吸系统以及副产物回收系统。联合脱除工艺流程如下[3-4]：

吸收塔为活性焦脱硫脱硝脱汞一体化系统的主体部分，主要分为上段与下段，活性焦从吸收塔的上段进入，在重力的作用下从吸收塔的上段运行至下段，而煤炭燃烧后的烟气是从下段向吸收塔的上段进行流动，当烟气通过吸收塔的下段时，烟气当中的二氧化硫被脱除，当烟气运行至吸收塔的上段时，吸收塔内加入氨与烟气产生化学反应，去除烟气当中的NOx，同时在活性焦的吸附作用以及化学反应作用下去除烟气当中的重金属汞。活性焦吸附饱和以后由塔底进入到解吸系统当中，加热到400℃，解吸出活性焦中的二氧化硫，将二氧化硫使用引

风机抽出用作生产含硫化工产品，而活性焦获得再生利用。3 活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术的运用优势分析

活性焦作為脱硫脱硝脱汞的重要吸附剂，主要是由于其本身的特性所决定的。其本身具有非常好的特征与先天条件，在使用活性焦进行脱硫脱硝脱汞时主要有以下的运用优势：

第一，活性焦的联合去除污染物技术是一种深层次的处理技术[5]，其包含物理吸附作用与化学吸附作用两种，能够对烟气当中的二氧化硫、一氧化氮、重金属汞以及其他一些粉尘、碳氢化合物等进行处理。

第二，活性焦层对烟气当中的粉尘具有一定的捕集效果，进一步对烟气中的粉尘进行脱除。

第三，活性焦在进行烟气中污染物的处理之前不需要进行加热，直接就可以开始反应。

第四，反应过程基本不需要工艺水，无二次污染[6]，在反应过程中产生的反应副产品例如二氧化硫等能够用于硫酸的生产的当中，满足清洁生产和循环经济发展的要求。

第五，活性焦的原料来源丰富，可循环利用，通过对活性焦进行改性，使得活性焦联合脱除污染物的性能得到不断提高[7]。

第六，活性焦烟气净化工艺在科学技术不断进步以及新材料不断发展的情况下日益进步，对于污染物的脱除具有交互性的研究作用[8]，活性焦烟气净化工艺在发展当中最大的优点在于将脱除技术与再生技术相结合，使二者交替完成，从而实现了活性焦的再生利用，使得工艺流程更加完善，在一定程度上降低了生产投资成本，对于烟气污染物的处理具有重要的意义。

4 结束语

能源问题与环境问题是目前制约世界经济发展的两个关键问题，煤炭作为目前最容易获得的能源之一，其主要应用途径是作为燃烧发电的燃料。然而煤炭在燃烧过程中产生的烟气中含有较多的污染物，会对环境造成较为严重的污染。目前烟气污染是阻碍世界经济可持续发展的主要难题之一。本文主要通过对活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术进行研究，对于解决目前较为严重的烟气污染具有一定的实践意义。

参考文献

[1] 尹连庆，于倩.燃煤烟气脱硫脱硝脱汞技术研究现状[J].广东化工，2016，（03）：58-59.

[2] 马丽萍，王倩倩，唐剑骁，等.燃煤烟气中多种污染物干法同时脱除研究进展[J].环境工程学报，2016，（04）：1584-1592.

[3] 梁大明.活性焦干法烟气脱硫技术[J].煤质技术，2008（6）：48-51.

[4] 王耀昕.活性炭联合脱硫脱硝技术综述[J].电站系统工程，2004，20（6）：41-42.

[5] 魏国强，何伯述，王丽俐，等.燃煤电厂低成本活性炭除汞技术[J].电力环境保护，2008，24（2）：50-53.

[6] 赵毅，陈周燕，汪黎东，等.湿式烟气脱硫系统同时脱汞研究[J].环境工程学报，2008，2（1）：-69.

[7] 任建莉，周劲松，骆仲泱，等.钙基类吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究[J].燃料化学学报，2006，34（5）：557-561.

[8] 况敏，杨国华，胡文佳，等.燃煤电厂烟气脱汞技术现状分析与展望[J].环境科学与技术，2008，31（5）：66-70.