活性焦脫硫研究

鄒敏杰（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610065）

活性焦脫硫研究

鄒敏杰（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610065）

活性焦法煙氣脫硫技術(shù)具有流程簡單，脫硫效率高，占地面積小，能同時(shí)脫除多種污染物，二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。但目前商用活性焦脫硫容量低，活性焦用量大，投資和運(yùn)行成本高，限制了活性焦脫硫技術(shù)的推廣應(yīng)用。因此，開發(fā)低成本高脫硫活性的活性焦是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。我國的二氧化硫污染嚴(yán)重，煙氣脫硫污染控制勢在必行。本文綜述了以煙煤作為原料，過渡金屬氧化物等作為添加劑，水蒸汽活化制備改性活性焦的制備工藝以及用于脫硫過程中，影響其脫硫的操作條件。

改性活性焦；過渡金屬氧化物；煙氣脫硫；

1 SO2的危害

SO2作為一種現(xiàn)如今主要的大氣污染物，它具有強(qiáng)烈的刺鼻氣味和帶有澀味的無色氣體，當(dāng)SO2濃度達(dá)到30～40ppm之間時(shí)，人體便會(huì)產(chǎn)生明顯的呼吸困難的感覺。SO2最突出危害表現(xiàn)為從二氧化硫轉(zhuǎn)變成的三氧化硫和硫酸，是硫酸煙霧和酸雨形成的主要來源，酸雨會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、人類生產(chǎn)生活以及人體健康產(chǎn)生巨大的破壞作用[1]。并將產(chǎn)生對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類生產(chǎn)生活的問題，造成不容忽視的經(jīng)濟(jì)和文化損失。因此削減和控制燃煤產(chǎn)生的SO2、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙贏是我國能源和環(huán)境保護(hù)部門面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

2 活性焦煙氣脫硫機(jī)理

已有的研究結(jié)果表明，在活性焦脫硫過程中，煙氣中的SO2、H2O和O2首先吸附在活性焦表面，在活性焦的吸附和催化作用下，吸附態(tài)的二氧化硫、水蒸汽和氧氣反應(yīng)生成硫酸。吸附有SO2的活性焦經(jīng)過加熱再生脫附后，SO2得以釋放；再生后的活性焦恢復(fù)脫硫性能，可以多次利用；而脫附出來的高濃度SO2可以用來加工硫、硫酸等化工產(chǎn)品[2]。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下[3-5]

3 脫硫活性焦改性研究進(jìn)展

目前負(fù)載金屬的活性焦制備方法主要采用浸漬法和共混法。浸漬法活性組分只負(fù)載在活性焦的外表面，制備工藝復(fù)雜、時(shí)間長。加熱再生時(shí)，負(fù)載在活性焦外表面的活性組分因活性焦表面碳與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而失去支撐，易于脫落流失，導(dǎo)致活性焦催化活性顯著降低。然而采用共混法負(fù)載金屬氧化物，負(fù)載和活化可以一次完成，制備過程相對(duì)簡單，活性組分在整個(gè)活性焦內(nèi)均勻分布，同時(shí)具有較好的調(diào)節(jié)孔隙結(jié)構(gòu)功能，在加熱再生時(shí)，表面上碳與硫酸反應(yīng)只能使活性焦表面上的催化組分脫落，但內(nèi)部的活性組分繼續(xù)發(fā)揮催化作用，并且再生時(shí)內(nèi)部的金屬氧化物還可造孔，從而不會(huì)導(dǎo)致活性焦的催化活性顯著降低[6-8]。

4 結(jié)語

目前，商用活性焦脫硫容量低，活性焦用量大，需要頻繁再生，不但裝置體積大，投資高，而且輸送和再生能耗高，活性焦損耗量也較大，導(dǎo)致運(yùn)行成本高，制約了活性焦脫硫技術(shù)的推廣應(yīng)用。因此選用高催化活性的添加劑，對(duì)活性焦進(jìn)行改性，提高活性焦的脫硫性能，是降低活性焦脫硫成本的有效途徑。美國杜康拉公司和EAP對(duì)48種金屬氧化物的催化氧化SO2作用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在鍋爐煙氣溫度范圍內(nèi)，Mn、Cu、Fe、V、Co、Ni、Cr、Ce等過度金屬氧化物能有效脫除SO2，吸附劑再生性能很好，吸附速率經(jīng)濟(jì)上可行[9]。

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鄒敏杰(1991-)性別：男籍貫：四川西昌主要研究方向：大氣污染控制與資源化最高學(xué)歷：研究生在讀單位：四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院