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设计

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

活性焦低温脱除烧结烟气中氮氧化物

利用NOx可被负载NH3的活性焦吸附催化剂转变为N2的机理,研究了活性焦低温脱除烧结烟气中的NOx。本试验烟气采用模拟烧结烟气,并探讨了烟气流量、反应温度,活性焦量和反应时间对活性焦吸附催化NOx性能的影响。试验结果表明,当流量从50ml/min提高到200ml/min时,活性焦对于NOx的脱除率逐渐降低,说明流量越大,NOx的去除率越低;试验反应温度从100?C上升到200?C时,NOx的脱除率在反应达到稳定后几乎相等;而对于活性焦量的影响,活性焦量从60g增加至120g时,活性焦量为120g的时候的脱硝效果最好,但是其他不同活性焦量下的NOx脱除率在反应稳定后都几乎在90%以上。      

半干法烟气脱硫脱硝除尘一体化技术在焦化厂中的应用

介绍了焦化厂半干法烟气脱硫脱硝除尘一体化技术在焦化厂中的应用,描述了半干法烟气脱硫、低温选择性催化还原法(SCR)脱硝+除尘一体化工艺流程,该工艺运行效果、运行参数、工艺技术的特点,运行中常见问题及解决方法和未来需要进一步思考和解决的问题等。实践证明,该工艺技术在焦化厂能够长期稳定运行,脱硫脱硝及除尘效果较好,烟气指标可达到环保要求。     

丙酸钙高温协同脱硫脱硝的试验研究

在管式炉反应器上对丙酸钙高温条件下脱硫脱硝效果进行了试验研究。试验结果表明,煤中添加丙酸钙燃烧,硫、氮析出速率明显降低,SO2、NO排放量显著减少,1 000 ℃、按钙硫比为2的量向聊城贫煤中添加丙酸钙,单位质量煤粉SO2、NO排放量分别减少了6466%和4869%;脱硫脱硝效果受燃烧温度、煤的含硫量、钙硫比的影响;低温有利于脱硫,高温有利于脱硝;在相同钙硫比添加量下,煤种含硫量越高,丙酸钙脱硫脱硝效果越好;增大钙硫比可提高脱硫脱硝率,按钙硫比为2可以获得较为理想的脱硫脱硝率,继续添加丙酸钙,脱除效率提高不明显。     

热再生对活性焦烟气脱硫的影响

在固定床反应器上,进行模拟烟气条件下的烟气脱硫以及惰性气氛下的热再生实验,研究活性焦的再生工艺和活性焦表面物化性质的变化及其对再生后活性焦脱硫性能的影响.实验结果表明,在再生过程中,起始阶段至40 min,饱和活性焦再生速率很快,而后再生速率变慢,至120 min时再生趋于完全;随着再生次数的增加,活性焦对SO₂的吸附量先增大后减小;活性焦的BET表面积、微孔表面积和微孔体积随再生次数先增大后减小,与活性焦的吸附量成正比;活性焦的表面酸碱性随再生次数增加无明显变化,对活性焦的吸附量无影响;实验活性焦样品可作为SO₂的吸附剂循环使用.     

炭基材料用于烧结烟气脱硝的可行性探讨

摘要:烧结烟气脱硝是当今国内外脱硝研究的一个热点和难点,而炭基材料由于其特有的物理化学性质是最具潜力的脱硝吸附催化剂,广泛用于各种烟气的脱硫脱硝。本文主要介绍了炭基材料在烧结烟气脱硝中的应用,并阐述了炭基材料催化剂的基本脱硝机理及改性炭基材料催化剂在烧结烟气脱硝中的影响,最后对炭基材料催化剂在烧结烟气脱硝中的应用前景进行了展望。      

KMnO4/CaCO3协同脱硫脱硝实验研究

在喷射鼓泡塔实验台上,采用KMnO₄/CaCO₃进行了协同脱硫脱硝实验,研究了氧化剂加入量、SO₂浓度、NO浓度、浆液pH值、浸没深度、浆液浓度、模拟烟气温度对SO₂和NO脱除效率的影响.实验结果表明：NO的脱除效率随氧化剂加入量、SO₂浓度、浸没深度、浆液浓度的增大而提高,随NO浓度的提高而降低;SO₂的脱除效率随氧化剂加入量、SO₂浓度、pH值、浸没深度、浆液浓度的增大而提高,而NO浓度和烟气温度对SO₂脱除效率无影响作用;NO的脱除效率与浆液pH值和温度无明显关联.     

木醋调质石灰石脱硫脱硝及助燃特性实验

采用木醋废液对石灰石进行调质改性,利用管式炉燃烧实验系统及热重分析法对木醋调质石灰石的脱硫脱硝及助燃性能进行实验研究。结果表明：木醋调质可以显著提升石灰石的脱硫脱硝及助燃性能;低温有利于脱硫,高温有利于脱硝,木醋调质石灰石的脱硫脱硝性能随其添加量的增大而不断提高;木醋调质石灰石的主要成分为水合醋酸钙,其热解产物孔隙发达,具有较大的比表面积,有利于脱硫,热解过程同时析出大量碳氢类还原性气体,有利于脱硝,同时也为助燃提供了物质基础。     

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%。