火電廠煙氣脫硫脫硝中活性炭材料的應(yīng)用研究

吳勝

（浙江藍(lán)天求是環(huán)保股份有限公司 浙江杭州 310012）

火電廠煙氣脫硫脫硝中活性炭材料的應(yīng)用研究

吳勝

（浙江藍(lán)天求是環(huán)保股份有限公司 浙江杭州 310012）

火電廠運(yùn)行的過(guò)程中，排放出大量的煙氣，對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生一定的壓力。火電廠為降低煙氣對(duì)大氣環(huán)境造成的污染，需要嚴(yán)格控制煙氣中含硫量和含硝量，全面利用活性炭材料，通過(guò)吸附作用，實(shí)現(xiàn)煙氣排放中的脫硫脫硝。因此，本文以火電廠煙氣脫硫脫硝為研究背景，分析活性炭材料的應(yīng)用。

火電廠；煙氣；脫硫脫硝；活性炭

火電廠煙氣排放造成的環(huán)境污染，主要集中在SO2和NOx兩個(gè)方面，其對(duì)大氣環(huán)境的危害比較大，降低環(huán)境的質(zhì)量。火電廠排放煙氣與安全指標(biāo)存在很大的差距，不利于環(huán)境保護(hù)，所以火電廠致力于研究煙氣的脫硫脫硝，其中活性炭材料在脫硫脫硝中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，能夠有效防止大氣污染，目前，活性炭材料已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用在火電廠脫硫脫硝中，同時(shí)取得了可觀的效果。

1 活性炭材料脫硫脫硝的原理

根據(jù)活性炭材料在火電廠煙氣脫硝脫硫中的應(yīng)用，分析其在應(yīng)用中的原理，如下：

1.1 活性炭材料的脫硫原理

活性炭材料能夠吸附火電廠煙氣中的SO2，其吸附方面可以分為兩種，如：(1)物理吸附，只要煙氣中含有H2O和氧氣，就可以做為活性炭吸附的條件，可以直接吸收SO2，避免其排到大氣環(huán)境中，此類吸附方式屬于比較常見的類型；(2)化學(xué)吸附，此類吸附方式較為復(fù)雜，煙氣內(nèi)存在明顯的化學(xué)反應(yīng)，公式為：SO2+O2+H2O→H2SO4。

1.2 活性炭材料的脫硝原理

活性炭材料的脫硝原理主要是降低煙氣內(nèi)氮元素的含量，概括為脫氮的過(guò)程。活性炭脫氮時(shí)涉及到多項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)，其中較為典型的是催化條件下的還原反應(yīng)，利用活性炭對(duì)NOx產(chǎn)生的吸附作用，而且活性炭在無(wú)催化劑的環(huán)境中也能實(shí)現(xiàn)脫氮，活性炭與NOx反應(yīng)，產(chǎn)物為CO2和N2，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，還可以起到熱能再利用的作用。

2 活性炭對(duì)火電廠煙氣脫硫脫硝的影響

分析活性炭在火電廠煙氣脫硫脫硝中的影響，體現(xiàn)活性炭對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)，進(jìn)而推進(jìn)活性炭材料的發(fā)展應(yīng)用。具體的影響分析如下：

2.1 速率影響

活性炭對(duì)脫硫脫硝的速率存在很大的影響，尤其是受到空速條件的影響，當(dāng)火電廠煙氣脫硫脫硝中的空速過(guò)大時(shí)，抑制活性炭的活性，導(dǎo)致其效率明顯降低。例如：空速增加時(shí)，活性炭與SO2、NOx的接觸無(wú)法達(dá)到全面、充分的狀態(tài)，所以活性炭?jī)艋療煔獾倪^(guò)程中，殘余了大量的含硫、含硝的有害物質(zhì)，再加上空速過(guò)快，化學(xué)反應(yīng)的條件不足，更是增加脫硫脫硝的速率壓力，影響活性炭材料的應(yīng)用效果。

2.2 溫度影響

活性炭脫硫脫硝的速率與溫度存在直接的關(guān)系，呈現(xiàn)先增后減的變化。活性炭在煙氣脫硫脫硝中，最佳的控制溫度應(yīng)保持在50℃～80℃之間，便于提高吸附和凈化的能力[1]。例如：煙氣脫硫反應(yīng)，溫度處于低溫狀態(tài)時(shí)，活性炭對(duì)SO2的吸附速率會(huì)比較大，此時(shí)化學(xué)吸附的能力要高于物理吸附，待溫度逐漸升高后，物理吸附受到干預(yù)，此時(shí)化學(xué)速率受到相應(yīng)干擾，但是仍舊可以滿足吸附的需求，需適當(dāng)調(diào)整溫度，以便提高化學(xué)脫硫的效率。

2.3 含氧影響

含氧量對(duì)活性炭脫硫脫硝的影響比較大，而且具有直觀的影響性。火電廠控制煙氣中的含氧量，能夠在很大程度上提升吸附凈化的效率[2]。根據(jù)脫硫脫硝的試驗(yàn)研究證明，活性炭處于5%～10%的含量環(huán)境內(nèi)，可以具備最高的效率，含氧過(guò)高或過(guò)低，都不利于脫硫脫硝的進(jìn)行。

3 活性炭纖維在脫硫脫硝中的應(yīng)用

火電廠煙氣脫硫脫硝對(duì)活性炭材料的應(yīng)用處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，目前，活性炭纖維屬于較為新型的材料，其在脫硫脫硝中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯，具有高效吸附的優(yōu)勢(shì)。分析活性炭纖維在脫硫脫硝中應(yīng)用，如下：

3.1 活性炭纖維的脫硫脫硝

活性炭纖維結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度較高，可以滿足火電廠煙氣脫硫脫硝的多種條件，能夠加工成多種形狀，便于提高吸附反應(yīng)的接觸面積，同時(shí)達(dá)到脫硫脫硝的活性要求。活性炭纖維脫硫脫硝時(shí)的速率與傳統(tǒng)活性炭相比，能夠達(dá)到百倍的優(yōu)勢(shì)，既可以提高脫硫脫硝的吸附能力，又可以提升凈化的標(biāo)準(zhǔn)[3]。火電廠煙氣中SO2、NOx的含量較高，所以通過(guò)活性炭纖維，達(dá)到了吸附凈化的指標(biāo)，活性炭纖維的結(jié)構(gòu)單位為納米級(jí)別，防止煙氣中有害氣體的擴(kuò)散，活性炭纖維在脫硫脫硝的脫附工藝中，還能再生，有助于提高活性炭纖維的利用效率。

3.2 活性炭纖維的優(yōu)勢(shì)

活性炭纖維屬于活性炭材料的一種，但是在材料中的優(yōu)勢(shì)最為明顯，為火電廠煙氣脫硫脫硝提供高效益的服務(wù)。分析活性炭纖維的優(yōu)勢(shì)，如：(1)表面積大，由于活性炭纖維的結(jié)構(gòu)特性，促使其與SO2、NOx的接觸面積明顯提升，有利于吸附固定，體現(xiàn)出很強(qiáng)的接觸效果；(2)吸附效率高，活性炭纖維材料以納米級(jí)纖維的方式存在，能夠快速找準(zhǔn)煙氣中的硫硝物質(zhì)，提高吸附的效率；(3)吸附性能高，活性炭纖維具有可再生、可改進(jìn)的特點(diǎn)，由此其在煙氣吸附中能夠體現(xiàn)出較高的應(yīng)用性能，確保活性炭纖維的應(yīng)用性能。

4 結(jié)語(yǔ)

活性炭材料在火電廠煙氣脫硫脫硝中占有很重要的地位，有效控制煙氣排放，降低污染度。活性炭材料在脫硫脫硝中的應(yīng)用，仍舊處于積極發(fā)展的狀態(tài)，體現(xiàn)活性炭的吸附優(yōu)勢(shì)。火電廠結(jié)合活性炭材料的應(yīng)用，致力于提高其在脫硫脫硝中的應(yīng)用水平，改善吸附的途徑，進(jìn)而提升活性炭脫硫脫硝的研究水平。

[1]段麗.活性炭吸附法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)分析[J].云南電力技術(shù), 2012,(04):45-47

[2]陳紅芳.論活性炭材料在煙氣脫硫脫硝技術(shù)中的應(yīng)用[J].山西科技,2011,(02):14-16.

吳勝（1977—），男，漢，浙江龍游人，工程碩士，工程師，研究方向：火電廠煙氣脫硫脫硝。