火電廠煙氣脫硫脫硝中活性炭材料的應用研究

吳勝

（浙江藍天求是環(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用研究

吳勝

（浙江藍天求是環(huán)保股份有限公司 浙江杭州 310012）

火電廠運行的過程中，排放出大量的煙氣，對大氣環(huán)境產(chǎn)生一定的壓力?；痣姀S為降低煙氣對大氣環(huán)境造成的污染，需要嚴格控制煙氣中含硫量和含硝量，全面利用活性炭材料，通過吸附作用，實現(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兩個方面，其對大氣環(huán)境的危害比較大，降低環(huán)境的質(zhì)量?；痣姀S排放煙氣與安全指標存在很大的差距，不利于環(huán)境保護，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用價值，能夠有效防止大氣污染，目前，活性炭材料已經(jīng)大規(guī)模的應用在火電廠脫硫脫硝中，同時取得了可觀的效果。

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用，分析其在應用中的原理，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)化學吸附，此類吸附方式較為復雜，煙氣內(nèi)存在明顯的化學反應，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，概括為脫氮的過程。活性炭脫氮時涉及到多項化學反應，其中較為典型的是催化條件下的還原反應，利用活性炭對NOx產(chǎn)生的吸附作用，而且活性炭在無催化劑的環(huán)境中也能實現(xiàn)脫氮，活性炭與NOx反應，產(chǎn)物為CO2和N2，不會對環(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)活性炭對環(huán)境保護的貢獻，進而推進活性炭材料的發(fā)展應用。具體的影響分析如下：

2.1 速率影響

活性炭對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，當火電廠煙氣脫硫脫硝中的空速過大時，抑制活性炭的活性，導致其效率明顯降低。例如：空速增加時，活性炭與SO2、NOx的接觸無法達到全面、充分的狀態(tài)，所以活性炭凈化煙氣的過程中，殘余了大量的含硫、含硝的有害物質(zhì)，再加上空速過快，化學反應的條件不足，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系，呈現(xiàn)先增后減的變化?；钚蕴吭跓煔饷摿蛎撓踔?，最佳的控制溫度應保持在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，溫度處于低溫狀態(tài)時，活性炭對SO2的吸附速率會比較大，此時化學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，此時化學速率受到相應干擾，但是仍舊可以滿足吸附的需求，需適當調(diào)整溫度，以便提高化學脫硫的效率。

2.3 含氧影響

含氧量對活性炭脫硫脫硝的影響比較大，而且具有直觀的影響性?；痣姀S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，含氧過高或過低，都不利于脫硫脫硝的進行。

3 活性炭纖維在脫硫脫硝中的應用

火電廠煙氣脫硫脫硝對活性炭材料的應用處于不斷發(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用優(yōu)勢非常明顯，具有高效吸附的優(yōu)勢。分析活性炭纖維在脫硫脫硝中應用，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，便于提高吸附反應的接觸面積，同時達到脫硫脫硝的活性要求?；钚蕴坷w維脫硫脫硝時的速率與傳統(tǒng)活性炭相比，能夠達到百倍的優(yōu)勢，既可以提高脫硫脫硝的吸附能力，又可以提升凈化的標準[3]?；痣姀S煙氣中SO2、NOx的含量較高，所以通過活性炭纖維，達到了吸附凈化的指標，活性炭纖維的結(jié)構(gòu)單位為納米級別，防止煙氣中有害氣體的擴散，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

活性炭纖維屬于活性炭材料的一種，但是在材料中的優(yōu)勢最為明顯，為火電廠煙氣脫硫脫硝提供高效益的服務。分析活性炭纖維的優(yōu)勢，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)出很強的接觸效果；(2)吸附效率高，活性炭纖維材料以納米級纖維的方式存在，能夠快速找準煙氣中的硫硝物質(zhì)，提高吸附的效率；(3)吸附性能高，活性炭纖維具有可再生、可改進的特點，由此其在煙氣吸附中能夠體現(xiàn)出較高的應用性能，確?；钚蕴坷w維的應用性能。

4 結(jié)語

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?；钚蕴坎牧显诿摿蛎撓踔械膽?，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?；痣姀S結(jié)合活性炭材料的應用，致力于提高其在脫硫脫硝中的應用水平，改善吸附的途徑，進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)合脫硫脫硝技術分析[J].云南電力技術, 2012,(04):45-47

[2]陳紅芳.論活性炭材料在煙氣脫硫脫硝技術中的應用[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。