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活性炭如何治理二氧化硫的废气

作者:天旭活性炭 时间:2014-09-17 来源:本站原创
摘要:空气中的二氧化硫是污染空气的最大有害成分,是形成酸雨的主要因素。1997年我国工业系统排放的二氧化硫有害气体高达1882万吨。燃烧燃料和工业生产排放的二氧化硫废气可分为两类:有色冶金长等排放的高浓度废气,都以接触氧化法回收硫酸;火电厂等锅炉烟气量大

       空气中的二氧化硫是污染空气的最大有害成分,是形成酸雨的主要因素。1997年我国工业系统排放的二氧化硫有害气体高达1882万吨。

       燃烧燃料和工业生产排放的二氧化硫废气可分为两类:有色冶金长等排放的高浓度废气,都以接触氧化法回收硫酸;火电厂等锅炉烟气量大、二氧化硫浓度低,大都为0.1%~0.5%,如不予治理排放,将严重污染空气。

       烟气脱硫技术有两百多种,目前火电厂应用的仅约十种,最常用的有湿式石灰石-石膏工艺、喷雾干燥工艺、炉内喷钙加尾部增湿工艺、循环流化床工艺等。应用活性炭治理工艺也在不断开发,已有较成熟的工业应用。

       活性碳对烟气中的二氧化硫吸附,在低温(20~100℃)主要是物理吸附;在中温(100~160℃)主要是化学吸附,活性炭表面对二氧化硫和氧的反应具有催化作用,生成三氧化硫,从而与水生成硫酸;在高温(>250℃)几乎是化学吸附。

       吸附二氧化硫的活性炭,由于表面被生成的硫酸所覆盖,活性炭吸附能力下降,需要再生:用水洗法洗出活性碳中的硫酸,再将活性炭干燥;或用加热法使硫酸与炭反应,还原为二氧化硫,从富集的二氧化硫中制造硫酸或硫黄。通过回收、浓缩成70%的硫酸,也可以制磷肥,如湖北松木坪电厂、中国科学院大连化学物理研究所和湖北化学所协作的研究成果值得应用。

       松木坪电厂采用活性炭吸附塔,入口二氧化硫浓度3200ml/m3,效率>90%,活性炭吸附量>12.3g/100g。活性炭浸渍含碘物作为催化剂,用于烟气脱硫的优点是:反应过程中的碘能将二氧化硫催化氧化为硫酸,将碘还原为碘化氢,碘化氢在活性碳上氧化为碘,从而循环反应,大大提高了活性炭对二氧化硫的吸附量。炭表面形成了活性中心,从而促进催化氧化的进行。

       通过测定不同时间活性碳上三氧化硫的蓄积量的结果发现整个过程可分为两个不同反应机理的阶段,在三氧化硫蓄积量小的情况下,三氧化硫对二氧化硫和氧的吸附不产生影响;在三氧化硫蓄积量达到一定程度后,则成为一种阻碍物。

       国外烟气脱硫的吸附床型有多种:例如日立工艺用的动床工艺、Westvco工艺用沸腾床、住友工艺、BF工艺用移动床,其中以移动床工艺较为成熟,这种方法在再生时产生大量的稀硫酸及高浓度的二氧化硫,可通过现有的成熟工艺将其转变为硫黄或浓硫酸等化工产品,它是一种除尘和脱硫率高且不产生二次污染的技术,值得我国借鉴和开发。

       脱出废气中的二氧化硫也可应用装填活性碳的滴流反应器。影响反应器性能的主要操作参数是气体空速、床层温度、操作周期、液体喷淋时间占 周期的百分比以及喷淋液中的硫酸浓度。在较低的床层温度下,升高温度有利于二氧化硫的脱除,而在较高的温度下由于气体溶解度的下降和床层过快失水,使温度的影响不显著。

       中国科学院大连化学物理研究所曾发明用含碘活性炭催化剂的方法,但因成本高,难以推广应用,该所于1988年研制了利用生成糠醛排放的玉米芯废渣,生产无需外加任何活性组分的低成本糠醛系统作为催化剂。


 
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