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技術(shù)問答

活性炭材料在火電廠煙氣脫硫脫硝中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2021-11-12點(diǎn)擊:次

摘要:火電廠在煤炭燃燒的過程中,會排除大量的煙氣,會對大氣環(huán)境造成一定的污染,為了保護(hù)我國大氣環(huán)境,在煤燃燒的過程中需要嚴(yán)格的控制好煙氣中的含硫量和含硝量,采用活性炭能夠很好的完成這一功能。因此,主要針對活性炭材料的功能進(jìn)行了針對性的分析。

火電廠在發(fā)電的過程中煙氣的排放會造成一定的污染,主要集中在二氧化硫和NOx兩個方面,火電廠排放的煙氣和安全指標(biāo)存在較差差距,不利于我國的環(huán)境保護(hù),本文針對煙氣的脫硫脫硝問題進(jìn)行了分析,隨后針對活性炭在火電廠中煙氣排放的控制應(yīng)用中進(jìn)行了詳細(xì)的探索。

1 活性炭材料脫硫脫硝的原理

根據(jù)活性炭材料在火電廠煙氣脫硝脫硫中的應(yīng)用,分析其在應(yīng)用中的原理,如下:

1.1 活性炭材料的脫硫原理

活性炭材料能夠吸附火電廠煙氣中的SO2,其吸附方面可以分為兩種,如:

(1)物理吸附,只要煙氣中含有H2O和氧氣,就可以做為活性炭吸附的條件,可以直接吸收SO2,避免其排到大氣環(huán)境中,此類吸附方式屬于比較常見的類型;

(2)化學(xué)吸附,此類吸附方式較為復(fù)雜,煙氣內(nèi)存在明顯的化學(xué)反應(yīng),公式為:SO2+O2+H2O→H2SO4。

1.2 活性炭材料的脫硝原理

活性炭材料的脫硝原理主要是降低煙氣內(nèi)氮元素的含量,概括為脫氮的過程;钚蕴棵摰獣r涉及到多項(xiàng)化學(xué)反應(yīng),其中較為典型的是催化條件下的還原反應(yīng),利用活性炭對NOx產(chǎn)生的吸附作用,而且活性炭在無催化劑的環(huán)境中也能實(shí)現(xiàn)脫氮,活性炭與NOx反應(yīng),產(chǎn)物為CO2和N2,不會對環(huán)境造成污染,還可以起到熱能再利用的作用。

2 活性炭對火電廠煙氣脫硫脫硝的影響

分析活性炭在火電廠煙氣脫硫脫硝中的影響,體現(xiàn)活性炭對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn),進(jìn)而推進(jìn)活性炭材料的發(fā)展應(yīng)用。具體的影響分析如下:

2.1 速率影響

活性炭對脫硫脫硝的速率存在很大的影響,尤其是受到空速條件的影響,當(dāng)火電廠煙氣脫硫脫硝中的空速過大時,抵制活性炭的活性,導(dǎo)致其效率明顯降低。例如:空速增加時,活性炭與SO2、NOx的接觸無法達(dá)到全面、充分的狀態(tài),所以活性炭凈化煙氣的過程中,殘余了大量的含硫、含硝的有害物質(zhì),再加上空速過快,化學(xué)反應(yīng)的條件不足,更是增加脫硫脫硝的速率壓力,影響活性炭材料的應(yīng)用效果。

2.2 溫度影響

活性炭脫硫脫硝的速率與溫度存在直接的關(guān)系,呈現(xiàn)先增后減的變化。活性炭在煙氣脫硫脫硝中,較佳的控制溫度應(yīng)保持在50℃~80℃之間,便于提高吸附和凈化的能力。例如:煙氣脫硫反應(yīng),溫度處于低溫狀態(tài)時,活性炭對SO2的吸附速率會比較大,此時化學(xué)吸附的能力要高于物理吸附;待溫度逐漸升高后,物理吸附受到干預(yù),此時化學(xué)速率受到相應(yīng)干擾,但是仍舊可以滿足吸附的需求,需適當(dāng)調(diào)整溫度,以便提高化學(xué)脫硫的效率。

2.3 含氧影響

含氧量對活性炭脫硫脫硝的影響比較大,而且具有直觀的影響性;痣姀S控制煙氣中的含氧量,能夠在很大程度上提升吸附凈化的效率。根據(jù)脫硫脫硝的試驗(yàn)研究證明,活性炭處于5%~10%的含量環(huán)境內(nèi),可以具備很高的效率,含氧過高或過低,都不利于脫硫脫硝的進(jìn)行。

4 活性炭纖維在脫硫脫硝中的應(yīng)用

火電廠煙氣脫硫脫硝對活性炭材料的應(yīng)用處于不斷發(fā)展的狀態(tài),目前,活性炭纖維屬于較為新型的材料,其在脫硫脫硝中的應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯,具有高效吸附的優(yōu)勢。分析活性炭纖維在脫硫脫硝中應(yīng)用,如下:

4.1 活性炭纖維的脫硫脫硝

活性炭纖維結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度較高,可以滿足火電廠煙氣脫硫脫硝的多種條件,能夠加工成多種形狀,便于提高吸附反應(yīng)的接觸面積,同時達(dá)到脫硫脫硝的活性要求。活性炭纖維脫硫脫硝時的速率與傳統(tǒng)活性炭相比,能夠達(dá)到百倍的優(yōu)勢,既可以提高脫硫脫硝的吸附能力,又可以提升凈化的標(biāo)準(zhǔn);痣姀S煙氣中SO2、 NOx的含量較高,所以通過活性炭纖維,達(dá)到了吸附凈化的指標(biāo),活性炭纖維的結(jié)構(gòu)單位為納米級別,防止煙氣中有害氣體的擴(kuò)散,活性炭纖維在脫硫脫硝的脫附工藝中,還能再生,有助于提高活性炭纖維的利用效率。

4.2 活性炭纖維的優(yōu)勢

活性炭纖維屬于活性炭材料的一種,但是在材料中的優(yōu)勢較為明顯,為火電廠煙氣脫硫脫硝提供高效益的服務(wù)。分析活性炭纖維的優(yōu)勢,如:

(1)表面積大,由于活性炭纖維的結(jié)構(gòu)特性,促使其與SO2、NOx的接觸面積明顯提升,有利于吸附固定,體現(xiàn)出很強(qiáng)的接觸效果;

(2)吸附效率高,活性炭纖維材料以納米級纖維的方式存在,能夠快速找準(zhǔn)煙 氣中的硫硝物質(zhì),提高吸附的效率;

(3) 吸附性能高,活性炭纖維具有可再生、可改進(jìn)的特點(diǎn),由此其在煙氣吸附中能夠體現(xiàn)出較高的應(yīng)用性能,確;钚蕴坷w維的應(yīng)用性能。

4.3 活性炭除煙氣未來發(fā)展趨勢

近年來,我國在活性炭法煙氣凈化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域獲得了較大的發(fā)展,其發(fā)展速度之快,應(yīng)用建設(shè)之活躍已經(jīng)成為當(dāng)前世界上活性炭法煙氣凈化技術(shù)發(fā)展速度較快的區(qū)域之一,這與我國卓有成效的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型工作有著不可分割的關(guān)系。目前,在有色金屬冶煉、鋼鐵燒結(jié)機(jī)、燃煤鍋爐和硫酸尾氣凈化等領(lǐng)域,活性炭法煙氣凈化技術(shù)得到了大范圍的應(yīng)用。從2005年至今,我國已建、在建的活性炭法煙氣脫硫裝置有十多套。由此可見,活性炭法煙氣凈化技術(shù)在我國的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入到了相對平穩(wěn)的發(fā)展期。在未來,活性炭煙氣凈化技術(shù)必然在我國各地落地開花,為我國的節(jié)能減排工作和經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型作出重要的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)語

綜上所述,本文針對活性炭材料在火電廠煙氣的脫硫脫硝的應(yīng)用和優(yōu)勢進(jìn)行了分析,隨著我國對于環(huán)境的重視,活性炭去除煙氣不僅僅會利用到現(xiàn)代電廠,在更多領(lǐng)域都會有更為廣泛的運(yùn)用。

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