脫硫脫硝活性炭的制備及工程運(yùn)用

曹麗娟

摘要：文章就以煤為基本原料制作的脫硫脫硝活性炭原材料和制備工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，分析了脫硫脫硝活性炭成型工藝條件，并模仿煙道氣條件進(jìn)行了脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明以長(zhǎng)焰煤制作出的脫硫脫硝活性炭性能良好，在此基礎(chǔ)上加入適量的焦煤能夠進(jìn)一步提升活性炭脫硫脫硝的性能，最后分析脫硫脫硝活性炭煙氣脫硫中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝：活性炭;制備工藝;工程應(yīng)用

在我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快下，大氣污染相應(yīng)的加重。從導(dǎo)致大氣污染的主要原因來看，燃煤產(chǎn)生的煙塵是加劇大氣污染的重要關(guān)鍵。因而在燃煤過程中怎樣消除這些污染成為相關(guān)人員需要思考和解決的問題。脫硫脫硝活性炭技術(shù)的應(yīng)用能夠確保在煤炭使用的過程中減少污染。為此，文章結(jié)合實(shí)際就脫硫脫硝活性炭的制備及工程運(yùn)用問題進(jìn)行探究。

1脫硫脫硝活性炭概述

脫硫脫硝活性炭是煤質(zhì)活性炭的一種，是鋼鐵廠燒結(jié)尾氣、火電廠尾氣、大型鍋爐尾氣等多種類型尾氣處理的專用產(chǎn)品，在使用的過程中不僅能夠同步進(jìn)化處理二氧化碳和一氧化硫，還能夠在一定程度上降低粉塵污染。

脫硫脫硝炭的生產(chǎn)工藝流程為將一定比例的焦煤、焦粉混合磨粉，之后配合一定比例的焦油和水，進(jìn)入到捏合機(jī)進(jìn)行混合攪拌處理，在攪拌均勻之后進(jìn)入到平模碾壓造粒機(jī)進(jìn)行壓條操作，合格的炭條進(jìn)入外熱式炭化爐炭化，炭化料再由斯列普爐活化，活化料進(jìn)入包裝車間篩分包裝后入庫(kù)。在正式被投人生產(chǎn)之前需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，合理配比原煤配比、捏合溫度、壓條壓力、炭活化時(shí)間、炭活化溫度。

2脫硫脫硝活性炭的制備實(shí)驗(yàn)

2.1脫硫脫硝活性炭制備主要原料

脫硫脫硝活性炭制備所應(yīng)用的原料包含神府煤田長(zhǎng)焰煤、西山煤田焦煤、大同煤田弱粘煤、陽(yáng)泉煤田無煙煤等。原料的基本性質(zhì)具體如表一所示，煤炭加工粘合劑一般會(huì)使用煤焦油，具體技術(shù)指標(biāo)要求瀝青的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45%到55%左右。

2.2制備工藝

脫硫脫硝活性炭的投產(chǎn)之后要求能夠循環(huán)使用，為此所制作的活性炭要求其顆粒大、強(qiáng)度高。結(jié)合這種要求，同標(biāo)活性炭一般選擇柱狀活性炭，活性炭的模孔直徑大小為lOmm左右。為了能夠進(jìn)一步改善脫銷性能，在脫硫脫硝活化后需要額外增加氧化工藝，通過氧化工藝更好的促進(jìn)氮氧化物的轉(zhuǎn)化。近幾年，國(guó)家頒布了以煉焦用煤為主的分類方式，為工業(yè)部門使用煤炭資源提供了重要條件支持，當(dāng)前，各類煤的特點(diǎn)和用途具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，褐煤。褐煤炭是一種煤化程度最低的煤，具有水分高、比重小、揮發(fā)性強(qiáng)、化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)、發(fā)熱量低、穩(wěn)定性能差的特點(diǎn)。第二，焦煤。焦煤具有中低等揮發(fā)分和中高等粘粘性，在加熱之后會(huì)形成穩(wěn)定的膠質(zhì)體，可以用來單獨(dú)練焦。第三，無煙煤。無煙煤是煤化程度最高的煤炭資源，具有比重大、硬度高、揮發(fā)分低的特點(diǎn)，經(jīng)常被人們用來作為動(dòng)力或者民用燃料。大同地區(qū)所開采的煤炭共有三個(gè)種類：第一，煙煤。煙煤是大同地區(qū)的主要品種，具有煤質(zhì)信息優(yōu)良，燃燒性強(qiáng)，低灰、低硫、低磷、發(fā)熱量高等方面的特點(diǎn)，是被人們廣泛喜愛的一種煤炭。第二，無煙煤。這種煤炭資源顏色黑亮如鏡，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，煙很小。第三，泥煤。泥煤也是一種散煤，具有形成時(shí)間短、煤質(zhì)差的特點(diǎn)，在開采之后經(jīng)過一系列的震動(dòng)會(huì)變成一個(gè)零散的小塊，且在燃燒之后會(huì)形成黃褐色。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，它的用途范圍很小。

3脫硫脫硝的工藝和原理

3.1工藝

含有硫氧化合物、氮氧化合物的煙氣，在經(jīng)過塵和水間接換熱冷卻之后，由風(fēng)機(jī)送人到吸附塔中，氣體在進(jìn)入吸附塔之前會(huì)和氨水出現(xiàn)氨氣混合效應(yīng)。在吸收塔的內(nèi)部二氧化碳會(huì)被活性炭完全吸附，發(fā)生一系列的化學(xué)變化。被吸附之后的氣體會(huì)作為達(dá)標(biāo)氣體從煙囪中排放出來，相應(yīng)的吸附塔內(nèi)的活性炭移動(dòng)床也會(huì)出現(xiàn)不斷下移的現(xiàn)象，吸附效果和下移的速度呈現(xiàn)出反比關(guān)系。

3.2原理

活性炭具備高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，因而在使用的過程中活性炭會(huì)顯示出較強(qiáng)的吸附性。在活性炭吸附的過程巾，通過活性炭的催化作用，二氧化碳會(huì)被氧化成三氧化碳，在水蒸氣存在的條件下，三氧化碳會(huì)形成硫酸，形成的硫酸沉積在活性炭的孔隙內(nèi)部。

4脫硫脫硝活性炭的工程應(yīng)用

目前，鋼鐵煙氣脫硫的技術(shù)種類較多，按脫硫過程是否使用工藝水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫分為：濕法、干法兩大類脫硫工藝。結(jié)合國(guó)家發(fā)展需要，干法脫硫技術(shù)是脫硫脫硝活性炭技術(shù)的未來主導(dǎo)方向。受脫硫脫硝活性炭操作占地面積小，在脫除二氧化硫的同時(shí)又可同時(shí)脫硝、脫汞、脫除二惡英及降低粉塵污染等五位一體的功能，將會(huì)受到很多大型鋼鐵廠、電廠的青睞，如太鋼、湛江鋼鐵、日照鋼鐵、河北前進(jìn)鋼鐵等。活性焦脫硫脫硝技術(shù)在多個(gè)國(guó)家的使用都得到了認(rèn)可。2000年以后，鋼鐵廠的燒結(jié)煙氣多采用活性焦干法脫硫技術(shù)，如住友金屬鹿島廠的2號(hào)、3號(hào)燒結(jié)機(jī);新日鐵名古屋廠1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)燒結(jié)機(jī)，韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵3號(hào)、4號(hào)燒結(jié)機(jī)等。從應(yīng)用實(shí)際情況來看，干法脫硫脫硝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于脫除煙氣中SO2，的同時(shí)還可利用活性焦的吸附特性脫除煙氣中的NOx、二惡英和汞等污染物，是一種多功能、一體化的先進(jìn)煙氣凈化技術(shù)，也是未來煙氣脫硫脫硝的重要發(fā)展方向。

綜上，文章主要對(duì)生產(chǎn)脫硫脫硝活性炭的原材料及制備工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)活性炭的吸附原理進(jìn)行了論述，旨在能夠通過脫硫脫脂活性炭的制備來實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的合理使用，減少因?yàn)槊禾抠Y源誤用而帶來的環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃濟(jì)民，李懷珠，溫維麗.脫硫脫硝活性炭的制備及工程應(yīng)用分析[J].燒結(jié)球團(tuán)，2017（6）：16-18.