烧结烟气氨法联合活性炭协同脱硫脱硝.docx

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1、烧结烟气氨法联合活性炭协同脱硫脱硝为实现铁矿烧结烟气S02和NoX协同减排，采用氨法联合活性炭对烧结烟气开展协同脱硫脱硝研究。结果说明，在经氨法预先脱除S02后，仅凭活性炭单级吸附就能获得70%以上的脱硝率。氨法联合活性炭法脱硝的机理是由于逃逸的NH3与活性炭表面的C-OH官能团构造发生化学吸附反应，最终生成了N2和H20o针对目前已有氨法脱硫装置的烧结厂而言，只需在脱硫喷淋塔后直接连接单级活性炭吸附塔，即可到达99%以上的脱硫率和70%以上的脱硝率，不仅可大幅降低设备投资成本,还可解决氨的逃逸和二次环境污染的问题。钢铁工业是重要根底产业，对中国经济建设的发展发挥着巨大的作用。但是，中国钢铁工

2、业至今仍是高污染工业，钢铁行业废气中S02排放量占全国的9.8%左右，氮氧化物的排放量占全国的10%左右。氨法脱硫工艺在中国钢铁企业烧结烟气脱硫中应用较广泛，该工艺具有较高的脱硫率。但该工艺存在氨逃逸和吸收塔周边产生气溶胶污染的问题，并且在较高的烟气温度、较高S02及NO质量分数的烟气条件下，难以满足更高的烟气脱硫脱硝效率的要求。活性炭法是国内在烧结尾气同时脱硫脱硝上获得应用且效率较高，在单级吸附的前提下，脱硫率大于98%,脱硝效率也能到达35%50%。但该工艺脱硝过程中需要氨的参与，要求限制烟气温度不超过12(TC,并且需要两级吸附才能确保80%以上的烟气脱硝率，因而整体投资偏高，制约了其大

3、规模的推广应用。利用氨法高效脱硫的能力，首先脱除烟气中绝大部分的S02,释放活性炭本来用于吸附S02的孔容和官能团，同时利用氨法不可防止产生的逃逸氨，在无需外加氨源的前提下,强化活性炭法的脱硝能力。此外，高温烟气经氨法处理后，烟气温度完全能满足活性炭法对烟气温度的要求，可以防止活性炭的局部烧损、微孔构造改变等现象和活性炭吸附容量下降，延长活性炭的使用周期；同时也可以防止现有活性炭法必须对大烟道风温采取兑冷风的控温措施，减少对烧结工艺本身的影响。因此，本文开展氨法结合活性炭单级吸附的烧结烟气联合脱硫脱硝技术研究，考察该联合工艺的脱硫脱硝效率，揭露两者的协同耦合效应，为目前采用氨法脱硫工艺的钢铁企

4、业选择适宜的脱硝工艺提供理论指导和技术参考。1原料及研究方法11试验原料本研究是在实验室配气系统中开展配气，模拟国内某钢铁公司烧结厂烧结烟气性质，其中模拟烧结烟气的成分为NO、So2、N2、02,所需的主要试剂及气体见表1。试验所用活性炭由*竹林活性炭开发公司生产，其理化性能见表2。12试验器材试验所需的主要器材及器材生产厂家见表3o试验中采用烟气分析仪对烟气中各组分的质量分数开展检测，PH计主要用于测定吸收液的PH值，磁力驱动泵用于喷淋塔中吸收液的循环输送，雾化器用于将添加剂喷入到烟气中，气体流量计和减压阀用于模拟烧结烟气的配制，液体流量计用于调节吸收液的喷淋量。13试验方法分别考察单一活性

5、炭体系以及氨法-活性炭法联合体系的脱硫脱硝。单一活性炭脱硫脱硝试验系统主要由模拟烟气系统、活性炭吸附系统和烟气检测系统3部分构成，如图1所示。图1单一活性炭法同时脱硫脱硝试验系统示意图氨法联合活性炭法体系试验系统则由模拟烟气系统、烟气氧化系统、喷淋塔、活性炭吸附塔和烟气检测系统5部分构成，该试验系统是在预氧化强化氨法同时脱硫脱硝试验系统的根底上增加了活性炭吸附装置，如图2所示。图2活性炭法与氨法联合脱硫脱硝试验系统示意图模拟烟气系统由配气装置和气体加热装置组成。烟气检测系统主要装置为烟气分析仪，用于检测模拟烧结烟气中各组分的质量浓度。尾气吸收瓶主要用于吸收反应后烟气中残余的NO和S02o单一活

6、性炭脱硫脱硝试验时，先将活性炭装入吸附塔中,吸附塔为圆柱体，内径尺寸为？74mm,在烟气流量一定的前提下，通过调整活性炭装入高度来调整空速(单位时间单位体积催化剂处理的气体量)。本文中采用体积空速，其值为烟气体积流量(2(C,m3/h)、活性炭体积(m3),可简化为h-1,反映的是物料在催化剂床层的停留时间。空速越大，停留时间越短，反应深度降低，装置处理能力越大；空速越小，停留时间越长，反应深度增高，但处理量减小。在确定相应空速后，再打开气体钢瓶减压阀开展模拟烧结烟气配气，经标定后的烟气通过加热炉(型号HX-IOOO)加热后进入活性炭吸附塔，烟气温度为14(TC,对烟气流速为0.36ms,烟气

7、与活性炭发生吸收脱除反应。烟气经活性炭脱硫脱硝反应前后的各组分浓度开展在线测定。烟气中各组分的质量浓度为待活性炭吸附脱除反应趋于稳定后5min内的平均浓度。3结论(1)氨法联合活性炭法的脱硝效果均优于单一活性炭法单级吸附的效果，在经氨法预先脱除S02后，即可仅凭活性炭单级吸附就能获得71.32%79.24%左右的脱硝率。该联合脱硫脱硝技术的效果已到达活性炭法两级吸附的水平。(2)针对目前已装备有氨法脱硫装置的烧结厂而言，只需在脱硫喷淋塔后直接连接单级活性炭吸附塔，无需制酸和加氨的辅助设备；此外，该联合工艺还可利用随烟气逃逸的氨作复原剂，减少了由于喷射氨水造成的活性炭吸附塔内气流分布的不均匀性，在解决氨的逃逸和防止二次环境污染问题的同时，强化了烧结烟气中S02及NoX的脱除效果。