焦化烟气活性焦低温脱硝工艺与反应器开发

为了开发适用于焦化烟气的干法脱硫低温脱硝技术,在现有活性焦脱硫脱硝技术的基础上,针对焦化烟气低硫高硝、排烟温度低、湿度高等特点,选取一种商用活性焦,在试验装置上分别研究了空速、温度、氨氮比和湿度等对活性焦脱硝性能的影响,在此基础上设计了左右并联式、错流移动床反应器结构形式,并根据理论计算和结构设计模型完成反应器图纸设计,建成60万t/a焦炉配套的活性焦干法脱硫低温脱硝工业装置,并在工业装置上开展了72h工业性试验,验证实验室工艺与反应器设计可行性。结果表明,活性焦脱硝适宜的工艺参数条件为：空速300h-1,反应温度140℃,氨氮比1.3,烟气湿度不宜超过16%|以某焦化厂烟气为例,进行了反应器尺寸理论计算,设计出15万Nm3/h烟气量处理能力的反应器尺寸为8m×33m×4m|工业性试验的烟气温度、氨氮比、湿度均以实验室结果为基准开展试验,烟气平均进口温度约135℃、氨氮比1～1.1∶1、烟气平均湿度12.5%,在此条件下,装置脱硫、脱硝效率分别为99%和89%,在基准氧含量为8%时,SO2和NOx平均排放浓度分别为4mg/m3和92mg/m3,满足焦化烟气超低排放指标要求。     

焦化烟气活性焦低温脱硝工艺与反应器开发

为了开发适用于焦化烟气的干法脱硫低温脱硝技术，在现有活性焦脱硫脱硝技术的基础上，针对焦化烟气低硫高硝、排烟温度低、湿度高等特点，选取一种商用活性焦，在试验装置上分别研究了空速、温度、氨氮比和湿度等对活性焦脱硝性能的影响，在此基础上设计了左右并联式、错流移动床反应器结构形式，并根据理论计算和结构设计模型完成反应器图纸设计，建成60万t/a焦炉配套的活性焦干法脱硫低温脱硝工业装置，并在工业装置上开展了72h工业性试验，验证实验室工艺与反应器设计可行性。结果表明，活性焦脱硝适宜的工艺参数条件为：空速300h-1，反应温度140℃，氨氮比1.3，烟气湿度不宜超过16%|以某焦化厂烟气为例，进行了反应器尺寸理论计算，设计出15万Nm3/h烟气量处理能力的反应器尺寸为8m×33m×4m|工业性试验的烟气温度、氨氮比、湿度均以实验室结果为基准开展试验，烟气平均进口温度约135℃、氨氮比1～1.1∶1、烟气平均湿度12.5%，在此条件下，装置脱硫、脱硝效率分别为99%和89%，在基准氧含量为8%时，SO2和NOx平均排放浓度分别为4mg/m3和92mg/m3，满足焦化烟气超低排放指标要求。     

活性焦干法联合脱硫脱硝的正交实验

采用正交实验,结合SEM和XPS等表征手段,研究了空速、温度、烟气中NO,SO₂的浓度等因素对含氨活性焦硫容和脱硝量的影响.结果表明,NO和SO₂之间存在着竞争吸附,SO₂优先吸附在活性焦上;NO的脱除主要是NO和NH₃的催化还原反应,SO₂的脱除是活性焦的直接催化和部分硫铵的产生;影响脱硫脱硝的主要因素是反应温度;最佳工艺条件是：空速4 500 h^-1、温度130 ℃、NO与SO₂浓度分别为0.15%和0.10%,此时硫容为152.82 mg/g,脱硝量为57.88 mg/g.     

活性焦在钢铁行业的应用及趋势分析

用于烟气净化的活性焦及其联合脱硫脱硝技术,可治理钢铁生产过程中向大气排放总量大且浓度高的污染物。基于活性焦自身特性及其干法烟气净化技术的特点,阐述了活性焦脱硫脱硝机制,列举了干法烟气净化技术在国内外应用及发展状况。由分析表明:活性焦能够联合脱除多种污染物,脱硫效率高且能够回收硫资源,尤其可在110℃～200℃低温条件下选择性催化还原(SCR)脱硝,非常适用于烟气流量大、污染物成分复杂的矿石烧结、球团烟气净化;随着钢铁行业排放标准日益严格,活性焦作为炭基催化剂自身特性的限制,其脱硝效率较低,且煤基活性焦生产技术壁垒已被突破;选用含碳量高的一些固废作为原料、采用干式成型、炭化-活化一体工艺生产活性焦较有前景;结合低温SCR高效脱硝催化剂及活性焦脱硫性能较高的特点,活性焦脱硫-低温SCR催化剂脱硝工艺在未来钢铁行业烟气净化领域的应用较有前景。     

活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术

概述了国内外脱硫、脱硝、脱汞及其联合处理技术的研究进展和应用状况,并对各种技术所具有的优势和存在的不足进行了评述。详细介绍了活性焦干法脱硫脱硝脱汞技术的机理和工艺特点,分析了采用活性焦进行干法脱硫脱硝脱汞一体化技术的技术优势和发展趋势。通过采用活性焦干法脱硫脱硝脱汞一体化技术处理模拟烟气和在工业上的应用成果,表明了活性焦联合脱除SO2、NO和Hg一体化技术的可行性。     

可资源化活性焦烟气脱硫的实验研究

在固定床反应器上,模拟烟气条件进行烟气脱硫实验,采用水洗和加热两种再生方式对吸附饱和的活性焦进行再生,研究烟气脱硫工艺条件对活性焦脱硫性能的影响及再生方式对活性焦脱硫性能的影响.实验结果表明,床层温度、SO2浓度、氧气浓度、水蒸汽浓度和空速对活性焦脱硫性能都有不同程度的影响;采用加热再生,活性焦再生较完全,吸附量无明显降低,可以循环使用.     

焦炉烟气脱硫脱硝余热回收技术改造

山西西山煤气化有限责任公司焦化一厂二氧化硫、氮氧化物平均排放浓度均不达标,因此对该厂进行焦炉烟气脱硫脱硝改造,经过论证得出"纯干法脱硫-除尘脱硝一体化-余热回收"焦炉烟气工艺技术可行、效果佳,符合国家产业和环保政策,对焦化行业具有一定参考价值。     

300MW燃煤锅炉SCR脱硝系统导流装置的设计优化

为优化某300 MW亚临界燃煤锅炉SCR脱硝系统,基于FLUENT6.3软件,对系统烟道及反应器区域进行了模拟分析,结果表明:无导流装置下因烟道截面变化及弯头的偏转,反应器前烟道烟气流速不均,反应器入口烟气流速标准偏差Cv高达47.1%,氨氮混合较差,氨氮比最高值可达4.08;加装设计导流装置后,流场得到显著改善,系统内烟气流速和氨氮比标准偏差均下降到15%以内,各区域内氨氮比均控制在1左右,脱硝效率由66.48%提高至89.62%,系统压降由1 155.8 Pa降低到549.2 Pa,这使得SCR系统运行的经济性得以显著提高。此外,优化后系统在不同负荷下压降及速度偏差均满足运行要求,因而该方案适用于机组的变负荷运行。     

工艺参数对活性焦烟气中联合脱硫脱汞性能的交互影响

在固定床吸附反应器上,考察了温度、SO2浓度、NO浓度、O2浓度等工艺参数对活性焦联合脱硫脱汞性能的影响。结果表明：温度在130～190 ℃内,温度降低有利于活性焦联合脱硫脱汞;随着SO2浓度提高,活性焦对SO2吸附量呈增大趋势;基准工况（BL）+1 500 mL/m3 SO2体系下,活性焦对单质汞(Hg0)单位吸附量比在BL中下降33%,SO2与单质汞在活性焦表面存在竞争吸附,SO2对活性焦对单质汞吸附能力有明显的抑制作用;NO与O2生成具有氧化性的NO2和O原子,增强了单质汞的氧化,BL+400 mL/m3 NO体系中活性焦的单质汞单位吸附量比在BL中升高24%;BL+SO2+NO体系中,活性焦的单质汞吸附能力比在BL中下降38%。     

HNO3及NaOH改性活性焦吸附模拟烟气中SO2和Hg的实验

采用不同浓度的HNO3和NaOH溶液制备改性活性焦,并在固定床吸附装置上模拟基本烟气组成,进行了活性焦的脱硫及脱汞性能测试。对两种改性焦和原焦进行了比表面积、孔容、平均孔径等孔隙结构和红外分析（FT-IR）测定。实验结果表明：HNO3和NaOH浸渍改性均能提高活性焦的比表面积,改善其孔隙结构;HNO3改性活性焦脱硫脱汞性能相比原始活性焦分别提高43%、32%,NaOH改性活性焦脱硫和脱汞效果分别提高了79%和18%;改性后活性焦表面官能团的变化是影响其吸附性能的另一重要因素。     

活性焦干法烟气脱硫技术

介绍了活性焦干法烟气脱硫技术的进展及其优点,同时阐述了活性焦的生产工艺以及烟气脱硫对活性焦产品在硫容、强度、抗氧化和抗毒化等性能方面的要求,并全面分析了活性焦烟气脱硫技术的成本。由分析可知,改善提高活性焦产品性能,降低活性焦生产成本是降低活性焦烟气脱硫技术成本的关键。     

反应条件对MoNiPCe/Al_2O_3上轻苯加氢脱硫的影响

采用分步浸渍法制备了MoNiPCe/γ-Al2O3新型催化剂。在固定床反应器中考察了反应条件对轻苯加氢脱硫活性的影响。结果表明,在反应温度270℃、系统压力1.5Mpa、空速1h-1、氢油体积比300(v/v),轻苯脱硫转化率就达100%。     

循环脱硫再生过程中活性焦表面性质和孔结构的演变规律

利用固定床反应系统模拟活性焦烟气脱硫及再生过程,进行了10次循环的脱硫再生实验,测定、计算了活性焦硫容;借助XPS和SEM表征再生前后活性焦的表面化学及形貌,测定了活性焦77 K下N2的吸附/解吸等温线,并解析获得了活性焦的BET比表面积和孔容。结果表明,循环脱硫再生过程中活性焦的比表面积和孔容呈上升趋势,分别由312.3 m2/g和0.147 9 cm3/g增加至441.4 m2/g 和 0.203 0 cm3/g,与此同时表面O元素含量由15.63%逐渐增加至19.09%;随着孔容、比表面积、表面O含量的增加,活性焦的硫容由最初的101.29 mg/g 下降至22.56 mg/g,前6个循环活性焦硫容与其表面O含量呈逆向相关关系。表面酸性的增强抑制了SO2在活性焦催化活性位的化学吸附,导致脱硫性能降低。     

活性焦催化氧化脱除低温烟气中NO的性能及机理

随着国家环保标准越来越严格,针对典型燃煤工业锅炉排烟温度低,烟气量小特点,为了满足烟气NOx超低排放要求,催化氧化脱硝是理想的技术。为了研究活性焦催化氧化脱除低温烟气中NO的性能及机理,利用固定床反应装置研究70~110 ℃低温烟气活性焦催化氧化脱硝过程,考察温度、烟气中O2对脱硝的影响。此外,通过解析活性焦77 K条件下N2吸/脱附等温线获得其孔径分布及比表面积、利用XPS表征活性焦炭基质及表面化学特性、应用TPD获取反应前后活性焦升温脱附曲线,研究活性焦催化氧化脱硝及活性焦热再生机制。结果表明:70~110 ℃内,温度越低活性焦催化氧化脱硝的性能越好;活性焦催化氧化脱硝初始阶段,逸出的少量NO2来自于NO和活性焦表面多聚芳环边缘的碱性含氧官能团C〖CDS1〗O反应;活性焦表面酸性含氧官能团抑制NO的吸附,而炭基质多聚芳环是构成炭基质的主要物质,其π键提供电子促进催化脱硝;无O2条件下NO作为电子受体占据吸附位,O2存在时由于O2获得π键提供的电子形成反应中间体,与NO生成NO2。活性焦催化氧化NO最终可达到低温烟气脱硝的目的,然而,由于活性焦中碳的还原作用,热再生并不能将活性焦催化氧化生成的NO2脱附,而是以NO的形态伴随着CO2脱附下来。     

关于降低干法脱硫脱硝工艺活性焦磨损量的探讨

阐述了活性焦磨损率大对干法脱硫工艺产生的影响,从活性焦的制备工艺、物理特性、工艺物料输送、运行条件等角度分析了造成活性焦在干法脱硫脱硝工艺中损耗较大的原因,并提出相应优化措施。     

喷淋塔中添加柠檬酸促进电石渣烟气脱硫及其机理

在喷淋吸收装置中考察了添加柠檬酸强化电石渣烟气脱硫的过程及机理,研究结果表明：电石渣浆液中添加5 mmol/L的柠檬酸,脱硫效率从58.90%增加到77.30%,电石渣浆液中添加柠檬酸有利于烟气脱硫。同时考察了SO2入口浓度、温度、pH值及液气比等操作因素对脱硫的影响。增加SO2入口浓度、升高烟气温度,柠檬酸/电石渣复合浆液脱硫效果降低;提高浆液pH值脱硫效率升高;液气比从15 L/m3上升到30 L/m3时,系统脱硫效率由32.60%上升到80.70%,继续增加液气比,脱硫效率下降。     

移动床工艺条件下NH_3负载活性焦脱硝优化研究

为了改善活性焦及配套移动床装置的脱硝性能,利用固定床反应器设计试验程序,模拟活性焦移动床烟气脱硝过程,通过优化NH_3负载工艺提高整个系统的脱硝效率。分别在150、190、230、270、310、350℃条件下负载NH_3,利用积分计算单位活性焦NH_3处理量;然后在150℃,NO体积分数500×10~(-6)模拟烟气条件下开展脱硝试验。选取典型的NH_3负载活性焦和原样品,利用X光电子能谱仪(XPS)对其表面N元素进行高分辨率扫描。结果表明:低于230℃的NH_3负载以物理吸附为主,高于230℃NH_3与活性焦以化学态结合。高温NH_3负载形成的含氮官能团中吡啶和吡咯等碱性含氮官能团含量有所提高;活性焦脱硝效率与其NH_3负载容量存在较好的线性相关性,无论是物理或是化学吸附NH_3都能提升脱硝性能。     

配煤制备活性焦烟气脱硫性能研究

利用烟煤和无烟煤单种煤及配煤制备活性焦,通过密度函数理论解析N2在77K条件下对活性焦样品的吸附/解吸等温线,得出其孔容参数和BET比表面积,并通过酸碱滴定表征活性焦样品的表面化学性质;利用固定床反应装置评价在180℃、SO2浓度为456mg/Nm3模拟烟气条件下的脱硫效果。结果表明:通过配煤制备的活性焦产品其孔结构的发育兼具了2种煤的特点,而其表面化学性质比单种煤制备的活性焦更为丰富;活性焦的表面化学性质对其烟气脱硫性能起到主导作用,有着合理表面酸性位和碱性位构成的活性焦产品有着最佳的脱硫效果。     

天然低品位锰矿烟气脱硫脱硝一体化研究

以天然锰矿作为吸收剂和催化剂, 对模拟工业烟气进行连续干法脱硫和选择性催化还原脱硝实验研究。结果表明, 锰矿作为SO₂吸收剂时具有较高的脱硫率和硫容, 作为NO催化剂时具有较高的脱硝率和较宽的工作温度窗口。天然锰矿烟气脱硫脱硝一体化实验中, 脱硫率和脱硝率分别达到99%和96%以上。此外, 脱硝过程失活的锰矿还可以作脱硫过程的吸收剂, 提高了锰矿的综合利用率。     

烟气联合脱硫脱硝活性焦再生实验研究

选取一种用无烟煤制备的活性焦进行烟气联合脱硫脱硝（SO 2 和NO）实验,对两个不同再生终温下脱硫脱硝后的样品分别进行5次循环再生实验研究。结果表明：随着循环次数的增加,550 ℃再生终温下的样品脱硫和脱硝性能均先降低后升高;450 ℃再生终温下脱硫性能稍有降低,脱硝性能增加。对再生过程进行分析发现,SO 2 脱附比较完全,达到95%以上;5次再生后的样品碳反应量达到2.77~3.08 mg/g;NO在脱硫反应器中与SO 2 形成中间产物,导致NO脱除效率提高;NH 3 存在两个脱附峰：第1个脱附峰对应温度较低,以物理吸附的NH 3脱附为主;第2个脱附峰对应温度较高,以(NH 4 ) 2 SO 4 和NH 4 HSO 4 的分解为主。