探析活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的运用

探析活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的运用

焦裕健

上海克硫环保科技股份有限公司南京分公司

摘要：在当前环境保护形势日益严峻的背景下，烟气治理工程越来越被行业所重视。先进烟气治理技术的应用，能够对烟气中的有害气体与粉尘颗粒性物质进行净化处理，降低对周围环境的污染。焦炉炼焦生产中，排出的烟气中含有大量的硫化物，如果不加以处理必然会对环境造成严重污染，还会对人们的身体健康造成损害。基于此，文章对活性焦的特性进行了分析，探讨了活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的运用要点，以供行业人员参考。

关键词：活性焦；脱硫脱硝技术；烟气治理；应用

当前环境保护工作成为我国国民和政府重点关注的问题，采取合理的措施以及使用先进的技术对自然环境进行保护，能够使我国实现可持续发展的目标，进而保障国民的生产生活质量能够得到有效的改善。通过对活性焦的特性进行分析，并且明确脱硫脱硝技术在针对大气污染问题进行治理过程中的特征及应用流程，能够在一定程度上提高我国烟气治理的水平，进而保障在焦炉炼焦的过程中能够降低对大气环境造成的影响。

1活性焦的特性分析

随着当今工业领域的发展，各种的环境问题日益突出。在当今社会经济与科技的共同发展下，烟气脱硫脱硝和除尘技术的应用研究也备受关注，尤其是在当今环保理念的不断深入中，更是有越来越多的人对此项技术加以高度重视。而在环境污染中，有大部分的污染来自于工厂中的废气排放，尤其是在低温烟气中，硫化物、氮化物以及粉尘等不仅会对环境造成污染，也会严重威胁到人的身体健康乃至生命安全。因此，相关单位和技术人员一定要加强低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术的应用研究，以此来降低环境污染，促进当今工业生产领域和生态环境之间的协调可持续发展。

与传统的活性炭相比，活性焦的主要特性体现在其吸附性相对较强，本质上活性焦是一种特殊的活性炭，主要是因为活性焦的主要生产原材料是煤炭，但是在吸附性方面优势更加明显，另外活性焦的热稳定性能以及孔隙的结构性能等都相对较好，所以活性焦还具有一定的还原功能和负载功能。同时与活性炭进行对比，活性焦在实际使用过程中还具有一定的可再生特性，尤其是利用活性焦处理工业生产中产生的烟气时，因为其具有极多的微孔，比表面大，会吸附大量的有害物质，并且随着有害物质的不断积累，活性焦的中心部位最具活性的位置可能会被覆盖，所以会在一定程度上降低活性焦的吸附性能，影响其对烟气的处理效率。而利用可再生的处理措施能够保证活性焦在吸附大量有毒有害物质以后，能够及时的对表面的物质进行清理和去除，进而保证能够使活性焦的吸附性能恢复到最初的效率。通过加热的方式，使活性焦实现再生，不仅能够在一定程度上降低活性焦的使用成本，还能够提高烟气的处理效率。

2活性焦联合脱硫脱硝技术在烟气治理中的应用分析

目前在活性焦联合脱硫脱硝技术应用的过程中，还存在很多问题，影响其使用效率，主要是活性焦在净化时，其反应速度相对较慢，并且反应器的体积过大，导致在活性焦填装时增加了床层的阻力，因为活性焦在循环过程中，其再生数量较多，这也增加了再生流程对活性焦的磨损和破碎，进而降低了活性焦脱硫脱硝的使用寿命。目前在吸附过程中主要使用移动式的吸附床，保证物料能够实现更加顺畅的循环，但是在结构设计的过程中必须合理，否则会导致物料循环时速度过慢，形成堵塞现象，一旦形成堵塞，也会增加床层的阻力，并且引起超温等事故，导致再生过程中的能耗增加，进而影响前端主体装置的生产效率。然后是在吸附塔的空速设计的过程中，因为设计不合理也会导致二氧化硫的吸附能力下降，尤其是将活性焦粉末未被去除，随着装置运行时间的增长，活性焦粉末在循环过程进一步积累增多，其粉末可能会随着废气的排放而排出，进而影响了二氧化硫以及相关颗粒物的处理效果，导致其处理不达标。因此必须要针对以上问题进行相应的探究，确保能够在净化装置方面开发出更加多功能的设备，既降低活性焦的消耗量，又降低能源消耗量。

2.1脱硫工艺流程分析

当前，在烧结生产过程中，会产生大量的有毒有害烟气，这些烟气不仅会影响自然环境还会对人们的生命健康造成危害。因为其中含有二氧化硫、氮氧化物等有毒物质，所以必须要对烟气进行脱硫和脱硝处理。在进行工艺流程设计的过程中，主要使用的工艺原理是脱硫技术与活性焦吸附技术进行联合应用，这种工艺技术不仅能够保障提高烟气的处理效率，还能够使整个烟气处理形成循环和废物回收利用。

首先要根据活性焦的具体特性进行工艺流程的设计，目前主要使用了移动床设备对烧结生产过程中产生的烟气进行吸附处理，然后为了保证活性焦的使用效率得到提升，利用加热的方法使活性焦能够实现再生，进而既提高了活性焦的吸附性能，保证了活性焦的使用成本下降。其实际工艺流程是，将活性焦物质装入相对应的吸附操作单元中，然后对烧结生产中产生的烟气里的二氧化硫气体进行氧化反应，将二氧化硫气体氧化生成三氧化硫，然后三氧化硫再和水蒸气反应生产硫酸，以硫酸的形式存在于活性焦的微孔内。最后要保证能够将活性焦进行再生操作，因为活性焦的主要目的是吸附烟气中的二氧化硫物质，所以在将吸附了大量二氧化硫物质的活性焦输入到再生装置进行再生操作，利用再生装置能够对被吸附的二氧化硫气体进行硫元素的回收利用，并且利用加热的方式使活性焦能够恢复到原有的吸附功能，进而使其实现循环利用，降低处理成本。

2.2脱硝工艺流程分析

脱硝操作其主要的生产流程是向活性焦脱硫的反应系统中加入氨气，则可以保证将烟气中氮氧化物去除，因为氨气会和氮氧化物发生反应，同时还会和活性焦表面吸附的碱性化合物发生化学反应，进而能够使含氮氧化物被分解，向吸附单元中注入适量的氨气，氨气则会在活性焦的催化作用下与烟气中的氮氧化物发生相应的化学反应，进而形成氮气，以达到脱   硝的目的。

2.3技术应用特征分析

目前在烟气治理的过程中，脱硫脱硝工艺与活性焦进行联合性应用已经成为了常用的处理方式，其特征主要体现在以下几个方面，第1个方面是因为活性焦的主要生产原材料是煤炭，所以也表明了活性焦的生产来源相对较为广泛，并且活性焦在应用的过程中，通过加热操作可以分析出热稳定性能相对较好，所以还能够实现稳定的吸附操作。同时活性焦还具有还原功能和催化功能，为硫元素和氮氧化物的去除，提供了良好的基础和条件。通过实践数据研究可以表明，在利用活性焦对焦炉生产中的烟气进行氮氧化物，粉尘以及二氧化硫等有害物质进行脱除的过程中，其效率相对较高，并且在实际脱出时因为不需要使用水资源，所以也减少了水资源的浪费，并且降低了废水的排放量，进而对我国水资源的保护也起到了一定的帮助。

第2个方面是在利用活性焦与脱硫脱硝技术进行联合应用的过程中，因为其反应的温度一般维持在烟气的排放温度即可，所以无需进行加热或者冷却操作，这样既在一定程度上降低了相应的能源消耗量又减少了成本的投入，同时此工艺流程在实际应用过程中非常简单，并且占地面积相对较小，投入的资金成本少，所以在前期应用的过程中更加便捷，在后期设备维护时，因为是机械设备的复杂程度较低，所以也更有益于后期的安装及维护。同时利用这种技术所生产出的化工副产品主要是硫元素，硫元素是重要的化工生产原材料，能够直接进行出售，进而也提高了整个处理工艺技术应用所产生的经济效益。

3 活性焦联合脱硫脱硝技术应用问题与改进措施

3.1 吸附塔

如果吸附塔温度测量点的温度超过145摄氏度并且加热速率大于0.2℃/min，请密切注意吸附塔的最高温度并采取以下措施：低于160摄氏度的温度：为保护氮气，打开吸附塔，关闭从储罐到吸附塔的物料循环输送，停止从再生塔到吸附塔的物料输送，停止双工。在吸附塔下方阻塞卷轴卸料器，即从吸附塔到再生塔的焦炭排放通道。过热激活的焦炭不能更快地进入储罐。吸附塔的所有过热焦炭层进入后，关闭吸附塔锥和再生塔旁通阀，打开双阀堆芯卸料器，并将高温活性焦炭引入再生塔中进行冷却。确认已完全除去吸附塔中的过热活性焦后，打开吸附塔，再生塔，存储塔中的常规物料循环通道。

3.2 再生塔超温处理措施

当再生塔中央加热段温度超过500摄氏度或冷却段排放温度超过180摄氏度时，停止将再生塔排放到吸附塔，并打开吸附塔物料旁路循环。确保吸附塔正常运行；同时，立即停止热风炉供暖系统，停止再生风扇，停止高温热交换风扇，并停止低温热交换风扇。立即增加再生塔中的气封氮气流量，将再生塔中的压力提高到1000Pa以上，并进行氮气灭火工作。在确认再生塔中的焦炭床温度正常后，开始正常的物料循环操作。

3.3再生风机

将罗茨鼓风机改为离心式鼓风机，将旁路和阀门从再生鼓风机的前端添加到热风炉，并将收集的气体引导到前端的负压烟道。该系统的主鼓风机满足再生鼓风机和硫酸铵装置的维护要求。热风炉排出的热烟气温度为300摄氏度，有效地保证了管道的安全。如果再生风扇和硫酸铵装置发生故障或检修，可以手动将其切换为旁路，以确保热风炉和再生系统的正常运行。

4 应用效果分析

通过相关研究和市场调查可以明确再利用活性焦联合脱硫脱硝技术，针对烟气进行治理的过程中取得了良好的应用效果。例如在针对某炼钢企业进行工艺流程应用分析时，首先对出口处的烟气进行监测并且获取相关的基础数据，在基础数据处理和分析的基础上能够明确活性焦联合脱硫脱硝工艺技术，在应用的过程中其脱硫的效率能够达到99%以上。与其他处理工艺相比，具有良好的效果，同时在利用这种技术进行脱除的过程中，还和活性焦自身的表面积以及烟气中所含有的水蒸气及氧气的含量有关。在针对此企业进行分析的过程中，可以明确所排放的烟气中水蒸气的含量为10%，氧气的含量是15%，而所选择的活性焦的表面积是每克320平方米，通过这种比例的选择能够保证整个脱硫反应正常进行，并且还可以在一定程度上提高脱硫的效率。

在脱硝的过程中，首先对烟气排出口的氮氧化物的含量进行数据统计和分析，在使用了此技术以后，可以发现氮氧化物的浓度低于每立方米50毫克，达到了国家规定的排放标准，并且与预期的脱硝处理效果进行对比，整个技术应用以后达到了预期的80%，其主要的原因是活性焦的再生能力相对较差，所以导致含氮氧化物的处理系统运行不稳定，通过优化改进，使其效果得到了明显的提升。

5结束语

综上所述，在现阶段的大规模炼焦生产中，烟气中的硝酸盐，硫磺等污染物和重金属杂质破坏了周围生态系统的平衡，如果得不到有效处理，将会对环境造成非常严重的污染，同时也带来了巨大的安全隐患，因此，其竞争力和工业市场在各种市场竞争环境下的竞争优势为了增加价值，重要的是要根据企业的具体要求和发展情况选择合理的脱硫脱硝技术。现阶段在针对烟气进行处理的过程中，活性焦联合脱硫脱硝技术得到了广泛的应用，并且取得了良好的效果，所以应该不断加大对此种技术的研究力度，保障能够提高其脱硫脱硝效果。

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