金属改性活性焦的制备及在烟气脱硫脱硝中的应用

金属改性活性焦的制备及在烟气脱硫脱硝中的应用

李晶

（四川大学建筑与环境学院，四川成都610065）

摘要：钢铁行业脱硫脱脱硝已经成为最现实的问题，活性焦是最常用的催化剂，但未改性的活性焦性能较差，本文综述了金属改性活性焦的制备及在烟气脱硫脱硝中的应用。

关键词：活性焦；脱硫；脱硝

1.前言

钢铁行业是继火电行业之后的又一大污染性行业，钢铁冶炼生产过程产生大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和烟(粉)尘颗粒物等污染物，都会对环境以及人类健康造成极大的危害。因此，钢铁厂废弃必须经过脱硫脱硝处理才能够排放。根据《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012，烧结烟气排放达到“SO₂≤200mg/m3、NOx≤300mg/m3、二噁英≤0．5ng－TEQ/m3、颗粒物≤50mg/Nm3”。

活性焦孔隙结构发达，比表面积大，为活性焦吸附二氧化硫和氮氧化物提供场所。但是常规活性焦性能低，对吸附对象有选择性，因此需要对活性焦进行改性提高其在烟气脱硫脱硝中的应用[1]。

2.活性焦脱硫脱硝原理

2.1脱硫原理

当烟气中存在水汽和氧气时，利用活性焦的催化作用，二氧化硫被氧化成三氧化硫，然后和水反应生成硫酸。反应如下[2]：

2SO₂+O₂+2H₂O活性焦2H₂SO₄

2.2脱硝原理

向烟气中喷入氨后，烟气中氨与NOx在活性焦表面发生选择性催化还原反应生成氮气和水，实现烟气高效脱硝[3]；

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O

3.金属改性活性焦脱硫

蒋金池[4]等以烟煤为原料、Ni2O3为添加剂共混制备了改性活性焦,研究了Ni2O3不同添加量对活性焦脱硫性能的影响,研究发现当Ni2O3添加量为12%时,Ni2O3/AC的脱硫性能最好，穿透硫容为142.77mg/g，穿透时间为29.5h。

李亚峰等[5]探究了MnO2的加入对活性焦脱硫性能及再生性能的影，研究发现用MnO2改性活性焦，可以延长吸附时间，当MnO2的添加量为10%～15%时，脱硫性能最佳。

杨丹妮[6]等以煤为原料、V2O5为添加剂共混制备新型活性焦(V/AC)。研究表明，当负载12%的V2O5时，脱硫性能也最高，穿透硫容达到136.42mg/g炭，比未改性活性焦增加约38.23%。

4.金属改性活性焦脱硝

谭月[7]等探究掺杂Mn-Ce活性物质改性活性焦探究其脱硫性能。研究发现添加8%的活性物质可以极大地提高活性焦脱硫性能，在120℃下脱硝效率可达87%

雷晶晶[8]等HNO3改性的柱状活性焦（AC）作为载体，考察了不同形貌的纳米V2O5/AC催化剂的脱硝性能.研究发现纳米线状V2O5/AC的脱硝性能最佳，当负载量为3wt%时，脱硝率为57.41%，球状V2O5/AC脱硝率为52.91%、纺锤状V2O5/AC的脱硝率为54.08%。

蔡文震[9]探究了不同金属氧化物(CuO、CeO2和MnO)对活性焦改性后脱硫性能的研究。结果表明，CeO2改性后的活性焦脱硝效果好。其中负载2%CeO2改改性效果最佳，吸附量可达1.35mmol/g。

5.结语

二氧化硫和氮氧化物的排放均会造成严重的环境污染，危害人类健康和动植物生长，因此烟气脱硫脱硝处理势在必行。活性焦成本低，来源广，是一种具有很大应用前景的脱硫脱硝材料，未来需要更加注重对活性焦的改性方面，以提高其性能，降低成本。

参考文献

[1]王成.活性焦脱硫技术研究进展[J].内蒙古石油化工,2018,44(05):92-94.

[2]李云鹏,王彬,方月兰,林阿彪.活性焦联合脱硫脱硝技术及应用前景[J].化学工业与工程技术,2008,29(06):38-40.

[3]翟尚鹏,刘静,杨三可,曾艳,肖友国.活性焦烟气净化技术及其在我国的应用前景[J].化工环保,2006(03):204-208.

[4]蒋金池，黄田，杨志山.三氧化二镍改性活性焦的脱硫性能及机理[J].环境工程学报，2015，9(10):4953-4958.

[5]李亚峰,王春敏,陈健.用MnO2改善褐煤活性焦脱硫性能的研究[J].化工矿物与加工,2003(05):11-12+29.

[6]杨丹妮,郝先鹏,刘一天,蒋文举,江霞.V_2O_5共混制备改性活性焦的脱硫性能及机理[J].环境工程学报,2015,9(04):1916-1920.

[7]谭月.Mn-Ce/活性焦低温脱硫脱硝催化剂的制备与再生实验研究[D].南京师范大学，2015.

[8]雷晶晶.纳米V_2O_5/AC催化剂脱硫脱硝性能的研究[D].武汉科技大学，2014

[9]蔡文震.活性焦脱除电厂烟气中NOx研究[D].华北电力大学(北京)，2016..

作者简介：李晶（1995.03-），女，四川省成都人，成都市武侯区四川大学建筑与环境学院环境工程专业，硕士研究生。