技术简介
活性焦烟气治理技术是一种利用活性焦的吸附催化功能,同时脱除烟气中的硫氧化物、氮氧化物、烟尘,并回收硫资源的干法烟气处理技术。
活性焦烟气治理技术利用活性焦吸附特性和催化特性使烟气中的SO2与烟气中的水蒸气和氧发生反应生成H2SO4吸附在活性焦的表面,烟气中的NOx与水蒸气和氧发生反应生成N2和水;吸附SO2的活性焦加热再生,释放出高浓度SO2气体,再生后的活性焦循环使用,高浓度的SO2可加工成硫酸、单质硫等多种化工品。活性焦烟气治理技术可同时去除多种污染物,是一种高效的烟气净化技术。
活性焦简介
活性焦是区别于活性炭的一种称呼,其生产工艺与活性炭相似,只是比表面积和孔容积等参数没有达到活性炭的指标,但又具有一定吸附能能力,特别是针对某些特殊场合,其吸附能力甚至超过了活性炭。
活性焦是以褐煤为主要原料研制出的一种具有吸附剂和催化剂双重性能的粒状物质,具有十分丰富的微孔结构,能吸附大分子、长链有机物。是SO2的优 活性焦的生产工艺与活性炭类似,生产设备基本相同,来源广泛,方便大规模生产,且价格低廉,生产成本不到活性炭的50%,适于大规模工业应用。其生产方法为原料煤磨粉后加入特制黏结剂继而催化剂压制成型,再经炭化和浅度活化后得到的活性焦产品。
活性焦主要技术指标
强度(%) | 堆密度 (g/L) | 燃点(℃) | 碘值 (mg/g) | 吸附硫容(%) | 比表面积 (m2/g) | 耐压强度(N) | 孔直径 (nm) | 孔容积 (mL/g) |
>99 | 600~700 | >350 | >400 | ≥10 | 150~300 | >380 | 1~100 | 0.05~1 |
活性焦 一种特殊活性炭,通常为圆柱状(Φ9X12); 具有吸附和催化双重性能;机械强度高、耐磨损; 可对烟气中的SO2、NOx、重金属等污染物实现联合去除。 |
超滤活性焦(CDSN) 超滤活性焦吸附催化剂(简称CDSN)是以特定煤种、粘结剂及金属氧化物为原料,经过提质、研磨、混合、造 粒、干燥、高温炭化合成及活化反应工序生产的超滤吸附催化材料。 |
活性焦反应机理
活性焦对SO2和NOx的吸附有物理吸附和化学吸附两种方式。当烟气中无水蒸气和氧气存在时,主要发生物理吸附;当有足够量的氧气和水蒸气时,发生物理吸附的同时也发生化学吸附和表面反应。
●除尘过程:物理过滤。
●机理表明:捕获粒径与碰撞、遮挡、扩散作用有关。
●脱硫机理:吸附与表面氧化反应同时进行。
●本征动力学表明,脱硫过程可用Langmuir吸附等温式表示。
●?脱硝过程为烟气排放窗口温度(低温)下的SCR反应。
●脱硝机理符合E-R机理,NH3的吸附对脱硝率有关键影响。
CDSN脱硫原理为化学吸附和催化作用,最佳反应温度为70~150℃。
化学吸附: SO2------->SO2*
O2------->O2*
H2O------->H2O*
催化反应: SO2* + O2*------->SO3*
SO3* + H2O*------->H2SO4*
总反应方程式:2SO2 + 2H2O + O2------->2H2SO4
CDSN脱硝原理为物理吸附和催化作用,最佳反应温度为80~180℃。
反应方程式:6NO + 4NH3------->5N2 +6H2O
6NO2 + 8NH3------->7N2 +12H2O
CDSN脱附再生原理是在400~500℃下,附着于活性焦表面的酸与SO2发生解析。
H2SO4*------->H2SO4
2H2SO4------->2SO2 + 2H2O + O2
SO2*------->SO2
技术特点
●脱除效果好多污染物综合脱除(颗粒物、NOx、SO2、重金属、二噁英)
●工艺流程简单流畅,布局紧凑,系统稳定可靠
●可节省大量水资源,烟囱无明显水汽外排,排烟温度高,无烟囱雨问题
●工况适应性强,设备腐蚀性低,维护检修量少
●不产生二次污染,无废水产生、无自产固体废物
●副产物为硫酸可回收利用
●烟气工艺处理前后无需加热,整体能耗较低,是良好的节能系统
●活性焦解析热能可利用厂区内高炉煤气燃烧产生的热气,节省能耗
烧结烟气是钢铁企业大气污染的主要来源,约占钢铁大气污染物的60%以上,SO2、NOx、二噁英等主要污染物含量多,变化幅度大,分布不均等特点,给烟气治理造成了困难,在当前钢铁行业经济形势及国家环保标准要求下,切实考虑技术的经济性、社会性和环境性的交叉相互作用及可持续性。在脱硫的基础上,兼顾脱硝及其他污染物的治理,切忌产生废水、废渣等二次污染物。
烧结烟气的特点
(1)烟气温度较低,一般为120℃-180℃;
(2)烟气量波动大,幅度可高达40%以上;
(3)SO2浓度变化大,范围一般在800-1500 mg/Nm3,高的可达2000-4000 mg/Nm3;
(4)NOx浓度变化大,范围在200-450 mg/Nm3;
(5)烟气的含湿量大且不稳定,一般为10%-13%,露点温度高(65-80℃);
(6)烟气含氧量高,一般为15%-18%;
(7)含有多种污染物,除含有SO2、NOx、粉尘外,还含有二噁英和重金属。
随着环保力度的加大,脱硝和二噁英控制等技术虽得到高度重视,虽大部分钢铁厂烧结机基本上都安装了烟气脱SO2装置,但脱NOx和二噁英的工作刚刚起步。烧结烟气综合治理不仅要脱除SO2、NOx和二噁英/呋喃等有害物质,还应对烟气净化产物进行无害化处理,消除二次污染。
●活性焦烟气处理技术实现了五位一体(脱硫、脱硝、除尘、除重金属、除二噁英)烟气净化,核心技术与产品国产化,大大降低了投资成本和运行成本;
●活性焦烟气处理技术无二次污染,产生的副产物浓硫酸完全可以利用,达到了变废为宝,实现循环经济的目标;
●CDSN活性焦烟气处理技术更先进,效率更高,是一种高效的烟气净化技术;
●CDSN活性焦烟气脱硫技术是烧结机烟气净化的最佳选择。