活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用（共3篇）

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用 篇1

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用

概述了传统活性炭和活性炭纤维材料独特的吸附性,介绍了活性炭材料在烟气脱硫脱硝中的`应用原理.同时建议今后应在表面改性、脱硫脱硝反应机理等方面进行深入研究.

作 者：孙晶 徐铮 作者单位：华北电力大学,环境工程与科学学院,河北,保定,071003刊 名：电力环境保护英文刊名：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：24(1)分类号：X701.3关键词：活性炭 纤维材料 脱硫 脱硝 烟气

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用 篇2

1 活性炭材料脱硫脱硝的原理

根据活性炭材料在火电厂烟气脱硝脱硫中的应用, 分析其在应用中的原理, 如下:

1.1 活性炭材料的脱硫原理

活性炭材料能够吸附火电厂烟气中的SO2, 其吸附方面可以分为两种, 如: (1) 物理吸附, 只要烟气中含有H2O和氧气, 就可以做为活性炭吸附的条件, 可以直接吸收SO2, 避免其排到大气环境中, 此类吸附方式属于比较常见的类型; (2) 化学吸附, 此类吸附方式较为复杂, 烟气内存在明显的化学反应, 公式为:SO2+O2+H2O→。

1.2 活性炭材料的脱硝原理

活性炭材料的脱硝原理主要是降低烟气内氮元素的含量, 概括为脱氮的过程。活性炭脱氮时涉及到多项化学反应, 其中较为典型的是催化条件下的还原反应, 利用活性炭对NOx产生的吸附作用, 而且活性炭在无催化剂的环境中也能实现脱氮, 活性炭与NOx反应, 产物为CO2和N2, 不会对环境造成污染, 还可以起到热能再利用的作用。

2 活性炭对火电厂烟气脱硫脱硝的影响

分析活性炭在火电厂烟气脱硫脱硝中的影响, 体现活性炭对环境保护的贡献, 进而推进活性炭材料的发展应用。具体的影响分析如下:

2.1 速率影响

活性炭对脱硫脱硝的速率存在很大的影响, 尤其是受到空速条件的影响, 当火电厂烟气脱硫脱硝中的空速过大时, 抑制活性炭的活性, 导致其效率明显降低。例如:空速增加时, 活性炭与SO2、NOx的接触无法达到全面、充分的状态, 所以活性炭净化烟气的过程中, 残余了大量的含硫、含硝的有害物质, 再加上空速过快, 化学反应的条件不足, 更是增加脱硫脱硝的速率压力, 影响活性炭材料的应用效果。

2.2 温度影响

活性炭脱硫脱硝的速率与温度存在直接的关系, 呈现先增后减的变化。活性炭在烟气脱硫脱硝中, 最佳的控制温度应保持在50℃~80℃之间, 便于提高吸附和净化的能力[1]。例如:烟气脱硫反应, 温度处于低温状态时, 活性炭对SO2的吸附速率会比较大, 此时化学吸附的能力要高于物理吸附, 待温度逐渐升高后, 物理吸附受到干预, 此时化学速率受到相应干扰, 但是仍旧可以满足吸附的需求, 需适当调整温度, 以便提高化学脱硫的效率。

2.3 含氧影响

含氧量对活性炭脱硫脱硝的影响比较大, 而且具有直观的影响性。火电厂控制烟气中的含氧量, 能够在很大程度上提升吸附净化的效率[2]。根据脱硫脱硝的试验研究证明, 活性炭处于5%~10%的含量环境内, 可以具备最高的效率, 含氧过高或过低, 都不利于脱硫脱硝的进行。

3 活性炭纤维在脱硫脱硝中的应用

火电厂烟气脱硫脱硝对活性炭材料的应用处于不断发展的状态, 目前, 活性炭纤维属于较为新型的材料, 其在脱硫脱硝中的应用优势非常明显, 具有高效吸附的优势。分析活性炭纤维在脱硫脱硝中应用, 如下:

3.1 活性炭纤维的脱硫脱硝

活性炭纤维结构中的强度较高, 可以满足火电厂烟气脱硫脱硝的多种条件, 能够加工成多种形状, 便于提高吸附反应的接触面积, 同时达到脱硫脱硝的活性要求。活性炭纤维脱硫脱硝时的速率与传统活性炭相比, 能够达到百倍的优势, 既可以提高脱硫脱硝的吸附能力, 又可以提升净化的标准[3]。火电厂烟气中SO2、NOx的含量较高, 所以通过活性炭纤维, 达到了吸附净化的指标, 活性炭纤维的结构单位为纳米级别, 防止烟气中有害气体的扩散, 活性炭纤维在脱硫脱硝的脱附工艺中, 还能再生, 有助于提高活性炭纤维的利用效率。

3.2 活性炭纤维的优势

活性炭纤维属于活性炭材料的一种, 但是在材料中的优势最为明显, 为火电厂烟气脱硫脱硝提供高效益的服务。分析活性炭纤维的优势, 如: (1) 表面积大, 由于活性炭纤维的结构特性, 促使其与SO2、NOx的接触面积明显提升, 有利于吸附固定, 体现出很强的接触效果; (2) 吸附效率高, 活性炭纤维材料以纳米级纤维的方式存在, 能够快速找准烟气中的硫硝物质, 提高吸附的效率; (3) 吸附性能高, 活性炭纤维具有可再生、可改进的特点, 由此其在烟气吸附中能够体现出较高的应用性能, 确保活性炭纤维的应用性能。

4 结语

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中占有很重要的地位, 有效控制烟气排放, 降低污染度。活性炭材料在脱硫脱硝中的应用, 仍旧处于积极发展的状态, 体现活性炭的吸附优势。火电厂结合活性炭材料的应用, 致力于提高其在脱硫脱硝中的应用水平, 改善吸附的途径, 进而提升活性炭脱硫脱硝的研究水平。

参考文献

[1]段丽.活性炭吸附法联合脱硫脱硝技术分析[J].云南电力技术, 2012, (04) :45-47

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用 篇3

【关键词】烟气脱硝技术；火电厂项目；应用

烟气脱硝技术种类较多，通常大型火电厂会选择选择性催化还原烟气脱硝技术（英文全称：Selective Catalytic Reduction；简称“SCR”），或者选择性非催化还原烟气脱硝技术（英文全称：Selective non-Catalytic Reduction，简称“SNCR”），且应用效果良好。中国火电厂常用技术较为成熟的选择性催化还原烟气脱硝技术，其脱硝效率高，且不会造成空气环境的二次污染而被火电厂所应用。

一、SCR烟气脱硝技术

（一）技术原理

SCR烟气脱硝技术原理为SCR的催化还原技术。火电厂排烟气中所含有的氮氧化合物可以与NH3发生化学反应，但是需要在300℃～400℃的高温条件及催化剂的作用下完成，所产生的物质为水和惰性气体氮气。两种产物并不需要采取特殊的技术处理方式而起到阻止氮氧化合物与外界物质发生化学反应后，形成有毒气体。氮氧化合物在有氧条件对产生如下反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O；4NH3+2NH2+O2→3N2+6H2O；4NH3+3O2→2N2+3H2O；2NH3→N2+3H2。

在氮氧化合物在有氧环境中出现化学反应的时候，催化剂所发挥的作用是不容忽视的。

该项技术在实际工作中的运用，是根据火电厂排放烟气中所含有的有毒气体成分选择催化剂，将促成成分确定下来。使用催化剂的过程中，根据对烟气成分的分析选用恰当的催化剂，通常催化剂的使用形式为三种，板式催化剂、蜂窝式催化剂和波纹板催化剂。蜂窝式催化剂适用于火电厂排放的烟气中有毒气体浓度过高的催化还原使用，其可以发挥氮氧化合物和氧气接触面扩大的作用，从而提高脱硝技术效率。具体应用中，要注意催化剂的用量以及使用形式，以获得最优的催化效果。

（二）SCR烟气脱硝技术应用中的催化剂还原工艺

SCR烟气脱硝技术应用中，催化剂很容易呈现出老化迹象，由于其活性具有时间限制，所以催化剂的老化会使其催化作用下降。因此，在使用的过程中，要注意有效时间，以对催化剂及时更换。催化剂在使用中，随着时间的延长会减缓催化速度，为了避免催化剂一次性更换量过大，要避免使用单层催化剂。

二、火电厂烟气脱硝技术的应用

（一）SCR脱硝技术的工艺系统

SCR脱硝技术的工艺系统由三个部分组成，即SCR反应器、氨气的存储系统和氨气注入系统。其中SCR反应器配置由辅助系统，氨气的存储系统在发挥存储功能的同时，还要对氨气进行技术处理。

氨气通常是液态存在，进入到蒸发器之中汽化为氨气，经过空气的稀释后，注入到反应器中。以对烟气中的脱硝反应起到一定的催化作用。为了促进烟气的疏导，反应器中的烟气输送管道应采用固定床平行通道设计，通过将装置的布局以优化，是气态的氨气与氮氧化合物充分融合，随着接触面的扩大，氨气的还原功能得以充分分发挥，从而反应效率有所提升。

（二）SCR脱硝技术的应用

中国的火电厂所采用的SCR脱硝技术引自国外先进的脱硝技术，其中，催化剂引自奥地利，液态氨引自法国，而烟气脱硝设备则引自德国。多种先进脱硝技术的引入，对中国相对滞后的脱硝技术以补充，使得火电厂的脱硝效率快速提高。从脱硝技术的应用程度来看，首先应用与大型的火电厂，并逐渐地将脱硝经验向小型火电厂延伸，使得中国火电厂的整体烟气脱硝水平有所提升。

（三）SCR脱硝装置的应用

火电厂的SCR脱硝装置主体部分由反应器和氮氧化物脱除剂制备两大部分构成。反应器的作用是通过将含NOX的烟气中中注入NH3，使得氮氧化物气体还原。其基本的作用，是为了满足化学反应对温度的要求，加入催化剂使化学反应被活化。

脱硝系统的运行，可以达到67.2%以上的脱硝效率，且具有较高的运行可靠性，极少有氨气泄漏出来。从环境保护的考虑，SCR脱硝装置安装有配套设备，可以是脱硝效率超过90%，其技术可靠性可以满足火电厂运行需求。

（四）SCR脱硝装置及火电厂锅炉以及辅助设备的影响

SCR脱硝装置中，脱氮设备与锅炉以及辅机之间存在着较大的关联，会对空气预热器以及引风机的设计产生一定的影响。

1. 空气预热器

空气预热器的作用是促进锅炉的热交换能力，使能量消耗有所降低。当SCR脱硝装置处于正常运行状态的时候，反应器内会存在着残余物，包括NH3、SO3与水的化学反应形成硫酸氢铵。该物质在230℃的环境中会由气态液化，不仅腐蚀性强，而且很容易粘结在传热元件表面，对于冷段和温段产生强腐蚀作用，且会吸附大量灰尘，造成空气预热器堵塞。在SCR催化剂的作用下，烟气中的部分SO2会被转化为SO3，不仅增加了冷端腐蚀度，而且导致了空气预热器堵塞。为了避免这一现象出现，在热元件的选用上，可以选择高吹灰通透性的波形，以提高清灰效果。

2. 引風机

引风机加装了SCR脱硝装置之后，增加了风机的压头，导致反应器以及弯头部位的阻力达到了1000帕。对空气预热器重新选型，阻力可以达到500帕，此时，引风机的压头就会增加到1500帕。

三、烟气脱硝技术的改进措施

烟气脱硝技术的改进首先是设备的改进。火电厂要促进设备更替，就要投入大量的资金，其中国提供部分资金，火电厂还需要加大环境保护专项资金，以使设备更换压力得到缓解。

烟气脱硝技术的运行过程中，要强化各项管理工作，特别是监管职责要落实到位，促进脱硝系统与环境保护机构之间的结合，实施火电厂脱硝的正规化管理。

关于火电厂的烟气脱硝技术，除了应用国外的先进技术之外，还要根据中国火电厂的运行特点建立研究课题，创建研发机构一创新技术。基于烟气脱硝技术较高的研究难度，以及其应用领域中所创造的价值，研发机构建立之初需要政府给予部分扶持，使脱硝电价系统快速地建立起来，并强化宣传力度，以对火电厂脱硝系统的应用以鼓励。

结语

综上所述，中国社会经济快速发展，火电厂的运行效率有所提升，所释放出来的氮氧化合物逐渐剧增，严重危害了大气环境。为了改善生态环境，火电厂引进了烟气脱硝技术，以对火电厂运行中所释放的氮氧化合物以有效控制。

参考文献

[1]陈晓峰，郭道清，苏祥.燃煤电厂烟气脱硝技术现状探讨分析[J].科协论坛（下半月），2012（04）.

[2]王银章.烟气脱硝技术在火电厂项目中的应用[D].华北电力大学，2008.