活性焦孔结构与含氮官能团协同构筑对低温NO还原特性影响

低温NH_(3)-SCR是排烟温度低的非电力行业烟气脱硝的重要技术选择,低成本、结构可调性好的碳材料是最具潜力的低温NH_(3)-SCR催化剂之一,但面临脱硝效率低的瓶颈。本文以低成本、大储量准东煤为原料,基于一步催化活化工艺制备了具有典型孔隙配组与含氮官能团的活性焦催化剂,探究了活性焦孔隙配组与表面官能团对不同烟气条件下低温NH_(3)-SCR的影响。研究结果表明分级孔与含氮官能团对NH_(3)-SCR均有显著促进作用,兼具分级孔与含氮官能团的氮掺杂分级孔活性焦由于同时改善了传质通道与反应动力学,具有最优的NH_(3)-SCR性能,160℃条件下的脱硝效率高达83.5%,相比氮掺杂微孔活性焦、无掺杂分级孔焦和微孔活性焦分别提升了14.0%、26.5%和110.9%;在SO_(2)或H_(2)O存在条件下,分级孔和含氮官能团对NH_(3)-SCR性能的提升作用更加明显,微孔活性焦脱硝效率会由39.6%衰减至13.8%和34.9%,而氮掺杂分级孔焦脱硝效率有所提升,达86.4%和86.7%,这可能与官能化分级孔环境强化不同烟气组分间的协同效应有关。探明了碳基低温NH3-SCR性能与碳材料理化结构之间的依存关系,为发展高性能碳基低温NH3-SCR技术提供了新思路。

塔式喷淋与活性焦组合工艺在污泥好氧发酵废气领域的应用研究

污泥好氧发酵产生的废气具有成分复杂、臭气浓度高等特点,难以被传统的生物除臭法所去除,除臭问题成为制约污泥好氧发酵的瓶颈问题。郑州某污泥处理厂采用化学吸收、火山岩除湿和活性焦吸附等组合新技术解决这一难题。结果表明:化学吸收法可以将空间和堆体氨气浓度降低至15mg/m^(3)和20mg/m^(3)以下,去除率高达85%,喷淋方式可以将堆体气体温度从62℃降低至40℃,臭气浓度在此阶段也得到了大幅度减少。经过火山岩除湿系统,可以将气体相对湿度从80%降低至50%左右,可延长活性焦的使用寿命。而活性焦吸附则主要去除好氧发酵气体废气中的非极性气体,将臭气浓度控制在1000以下,使气体稳定达标排放。

不同烟气及酸化条件对活性焦脱硝性能的影响

基于单一变量控制方法,研究活性焦脱硝效果与反应温度、氨氮比和氧含量等参数之间的变化规律。分别采用硫酸、盐酸和硝酸对活性焦进行酸化处理,分析酸化活性焦对脱硝效率的影响。并在此基础上,进行V2O5改性活性焦的不同酸处理实验,对比分析脱硝效率的变化。结果表明:脱硝效率随温度的升高而提高;氨氮比在1.0~1.1范围内脱硝效率较高;氧含量在10%时,活性焦脱硝效率达到峰值51.3%;在200℃时,3种酸化处理后活性焦的脱硝效率均有所提高;未酸化的V2O5改性活性焦脱硝效率提升30.7%,而V2O5改性活性焦在硝酸酸化后的脱硝效率提升15.8%,但硫酸和盐酸酸化后活性焦的脱硝效率提升不明显。

活性焦脱除烟气污染物研究进展

活性焦是一种高效、低成本的烟气污染物净化吸附剂,具有较好的抗碎强度和可再生性能,可应用于电厂等行业烟气脱除污染物,是干法烟气净化技术的核心材料,符合我国绿色经济、循环经济的发展要求。综述了活性焦应用于烟气污染物脱除的研究进展,对活性焦的制备、活化、改性、表征、工程应用进行介绍,且归纳了污染物(SO_(2)、NO_(x)、Hg~0、VOCs)在活性焦上的去除机理,总结了影响活性焦吸附性能的相关因素以及废弃活性焦再生工艺的研究成果。目前,活性焦制备的方式有物理制备和化学制备。物理制备主要通过水蒸气等气体在高温条件下使活性焦具有更佳的孔隙结构,而化学制备主要通过酸、碱、盐等溶液对活性焦进行浸渍处理,优化活性焦的孔隙结构,丰富活性焦表面上的官能团,为活性焦提供更多吸附位点,以提高活性焦脱除烟气污染物能力。而在活性焦吸附污染物的过程中,污染物在活性焦上主要发生物理和化学吸附。一部分污染物直接吸附附着在活性焦表面,一部分污染物受吸附条件和活性焦官能团的影响,在吸附位点上发生化学反应,转化为其他易回收或无害物质。其中,烟气中SO_(2)通常转化为H_(2)SO_(4),NO_(x)催化转化为N_(2),Hg~0主要转化为HgO或HgSO_(4),VOCs最终转化为CO_(2)和H_(2)O。活性焦通过这一系列的吸附转化过程实现烟气污染物脱除。为提升活性焦的工程应用潜力,经吸附的活性焦还可通过水洗、加热、微波等方式再生使用。活性焦的再生条件、再生方式也得到广泛研究,提高活性焦的循环吸附性能。随活性焦吸附条件(吸附温度、烟气组分等)等影响因素研究的逐渐深入,活性焦脱除污染物效率有较大提升,其中较好的活性焦吸附性能可达90%以上。此外,随活性焦制备工艺逐渐成熟,活性焦协同吸附污染物的效果较好,在一定程度上得以应用。总结了国内外活性焦在工业实践中的应用,并提出该技术存在的问题和展望,为今后活性焦的研究与应用提供参考。

烧结机烟气净化活性焦脱硫脱硝调试仪电控制问题处理

随着科技的进步,PLC及计算机控制等智能设备已在各领域得到广泛应用,现正由单一的硬接线和现场总线,逐渐发展到网络控制,集成度更高,智能化控制功能更强,运行稳定性更高。主要介绍脱硫脱硝智能除尘控制技术在莱钢烧结机烟气净化上的应用,以及在调试及使用过程中出现的问题处理,为设备顺行打下了坚实的基础。

活性焦吸附兰炭废水技术试验研究

随着我国焦化行业的迅速发展,兰炭由于其生产成本低、活性高等优点,逐渐在行业内占据了一定地位,同时也产生了大量的兰炭废水。本文从资源利用的角度出发,介绍了兰炭废水的处理水质特点以及与焦化废水的异同,对常规资源化技术的原理及优缺点进行分析论述,利用正交试验方法,探究了活性焦吸附兰炭废水的最佳条件。试验结果表明:活性焦对挥发酚具有较强的吸附能力,经过2次脱附后,仍具有90.5%的吸附能力,满足Freundlich吸附模型。并根据试验结果提出了减污降碳的发展方向,对实现兰炭废水零排放具有一定的指导意义。

沥青对活性焦强度及脱硫脱硝性能影响

为探究沥青对脱硫脱硝活性焦性能的影响,通过改变沥青的混入方式及含量,研究活性焦强度和脱硫脱硝性能变化。研究发现,由于焦油加入沥青后流动性发生改变,相较沥青与原煤混合式制备的活性焦,沥青与焦油混合式制备的活性焦的耐磨强度降低1%、耐压强度降低15 N、碘吸附值降低了74 mg/g、脱硫值提高3.6 mg/g、脱硝率增加了2%;采用沥青与原煤混合式制备活性焦,随着沥青含量由0增至12%,耐磨强度由92.0%提高到97.7%,活性焦耐压强度由280 N提高到480 N,碘吸附值在沥青含量为8%时达最小值436 mg/g,脱硫值由38 mg/g降至20.6 mg/g,脱硝率由72%降至68%。沥青含量的增加会提高原料间的黏结性,同时过多的沥青会堵塞活性焦孔隙、造成活性焦板结,导致脱硫脱硝性能降低。

活性焦烟气净化装置故障分析与优化建议

通过分析导致吸附塔、输送机、再生塔和解析气管道等运行问题的原因,提出相应的优化建议。吸附塔超温主要原因包括烟气超温、塔内流场不均和活性焦局部流动故障等,控制烟气温度、改善活性焦和烟气流动状况、及时清理塔内异物和排除设备故障,可降低超温风险;输送机物料黏结和腐蚀主要原因包括旋转卸料阀气密性差导致泄漏烟气中的水汽发生冷凝和输送机中粉尘的存在,提高旋转卸料阀气密性、增加吸附塔卸料段高度、在输送机进料管处增加除尘点,可防止泄漏的烟气进入输送机并降低输送机内粉尘含量;再生塔腐蚀可能原因包括空气泄漏和解析气体腐蚀,采用微正压运行方式、降低冷却段温度梯度、提高再生塔下部氮气压力或流量,可降低再生塔腐蚀风险。

活性焦超低温催化脱硝及原位热再生实验研究

超低温催化脱硝是具有烟气成分简单、能耗低、阻力小等优点的新型脱硝工艺,而活性焦在超低温催化脱硝方面发挥重要作用,因而针对活性焦在不同气氛下的超低温催化脱硝及原位热再生实验研究,可为提升超低温催化脱硝性能提供技术支撑。利用微型固定床实验装置研究超低温(≤130℃)下不同气氛(氧化和还原)对活性焦脱除NO性能及热再生中NO_(x)气体的影响规律与原位热再生机理。结果表明:活性焦在实验条件下脱除NO过程中,出口NO体积分数曲线随时间延长呈逐渐上升趋势,表明活性焦样品中的活性位不断被占据。其他条件不变,还原气氛下NO吸收量是氧化气氛的数倍,说明还原气氛更有利于活性焦对NO的脱除;温度越低,还原气氛与氧化气氛的NO脱除量差距越大,活性焦对NO的脱除性能越强。超低温氧化气氛下,活性焦对NO的脱除过程除存在吸附作用外,还存在催化氧化作用,可将NO氧化为NO_(2),并将NO_(2)吸附于活性焦孔隙表面,吸附态NO_(2)发生歧化反应,生成NO_(3)。催化氧化脱硝后的活性焦在原位热再生过程中,氧化生成的高阶NO_(x)受热又分解为NO。超低温氨气还原气氛下,除了发生NO催化氧化反应外,在还原剂NH_(3)的作用下,活性焦表面还发生NO催化还原反应,推测有部分NO的氧化产物与NH_(3)进一步反应生成硝酸铵,该3种反应是相互影响促进的关系。催化还原脱硝后的活性焦经原位热再生,催化氧化产物以NO形式释放,同时硝酸铵盐产物部分分解为N_(2)和H_(2)O。因此,还原气氛脱硝后热再生气中NO释放量与吸收量的比值比氧化气氛脱硝后的要小。随脱硝温度升高,数值随之增大,说明在实验条件下温度越高,催化还原占比越大。

烧结烟气活性焦脱硫脱硝再生塔出料超温原因分析及解决方案

再生塔是活性焦脱硫脱硝系统的核心设备之一,出料超温会影响设备安全,严重时甚至烧毁再生塔。以迁安某钢厂烧结机机头烟气活性焦一体化干法脱硫脱硝工程所配套的再生塔为例,分析活性焦再生塔出料超温的原因,并提出了解决方案。研究表明,活性焦物料循环的不均匀性是引起出料超温的首要原因,对出料壳体进行改进,将出料壳体内的下料空间均匀地改进为多个格子,从而解决了再生塔出料超温问题。

再生塔出料仓活性焦均匀性研究

再生塔是活性焦烟气净化系统的核心设备,吸附SO_(2)后的活性焦极易形成板结并腐蚀设备。研究活性焦在再生塔中的流动特性,通过在再生塔中增加底部安装隔板的三角导流板等措施,使生产过程中活性焦出料的均匀性、落料的一致性得到保证。

活性焦烟气脱硫技术的探讨

本文主要介绍了活性焦的微晶结构、微孔结构、活性焦性能、活性焦烟气脱硫技术工艺及特点。该技术具有流程简单、净化效果好、排烟温度高、节水、不产生二次污染、可回收硫资源等优点。活性焦烟气脱硫技术符合我国国情和经济可持续发展的要求,应加快推广应用,解决我国大气污染的同时回收宝贵的硫资源。

改性活性焦脱除烟气中汞的实验研究

利用KClO3和KCl等5种改性剂对活性焦进行改性处理,并且对改性样品在固定床实验台架上进行了吸附脱汞实验研究,发现含Cl化合物改性样品极大地促进了脱汞能力,并对其化学吸附机理进行了深入的分析,表明C=O官能团在吸附脱汞过程中起到非常重要的作用。随着吸附反应温度的升高,物理吸附降低而化学吸附上升,150℃时脱汞效率最高;水蒸气的存在使浸氯活性焦脱汞效率下降;随着改性剂中氯浓度的升高,脱汞效率升高;样品进行热处理后,随着热处理温度的升高脱汞效率下降。

活性焦烟气脱硫脱硝的静态实验和工艺参数选择

在自制活性焦烟气脱硫脱硝静态实验系统上,考察了温度、空速、二氧化硫浓度、氧气浓度、水蒸气浓度、NO浓度、氨氮体积比等工艺参数对活性焦脱硫脱硝性能的影响,探索了使活性焦脱硫脱硝效率达到较优的工艺参数.结果表明:温度在120～180℃范围内时,温度越低越有利于活性焦的脱硫性能,而温度为130℃时,脱硝效果较好;空速在小于1 000/h时,随着空速的增大,活性焦的吸附性能显著增加,继续增大空速,活性焦相对质量的增加明显降低;烟气中SO2浓度小于2L/m3时,活性焦对SO2的吸附量有明显增大的趋势,但SO2浓度继续增大时,超过了活性焦的饱和吸附量,吸附性能下降;氧气、水蒸气体积分数含量均为6%时,大大促进了活性焦对SO2的吸附性能,含量过高或过低都不能达到最佳效果,而氧气浓度、NO浓度对脱硝性能影响不大.通过实验得到的较优脱硫工艺参数值为反应温度120℃、空速1 000/h、SO2体积比2L/m3、O2体积分数6%、H2O体积分数6%时,脱硫效率高达98%;脱硝工艺参数值为温度130℃、空速1 000/h、O2体积分数6%、NO体积分数500mL/m3、φNH3/φNO=1时,脱硝效率为70%.

活性焦脱硫脱硝的机理研究

采用质谱仪在线检测的方法,研究了不同组成的模拟烟气在活性焦上的吸附行为;并应用SEM、FT-IR、XPS、BET等手段表征了活性焦的结构性质。结果表明,活性焦脱硫脱硝性能与活性焦的孔隙结构和表面化学特性密切相关,孔容是决定污染物初期脱除率的主要因素;表面官能团则在污染物的化学吸附上发挥着重要作用,是吸附、催化的活化中心;二氧化硫较一氧化氮优先吸附在活性焦上;烟气中氧气或水蒸汽的单独存在对脱硫脱硝均不会有明显的影响,当烟气中同时存在氧气和水蒸汽时,活性焦的脱硫脱硝效果可明显改善;氨的存在既可将一氧化氮还原为氮气,又能增强活性焦脱除二氧化硫的效果。

活性焦孔结构演变规律及对脱硫性能的影响

采用气体活化法制备活性焦,通过控制温度和烧失率来控制孔结构生成过程,制取具有特定孔结构的活性焦。采用N2吸附法对样品的孔结构进行表征,并在固定床实验系统上对不同样品的脱硫性能进行测试研究。研究发现:活性焦制备过程中,低温活化有利于活性焦微孔结构的形成和脱硫性能的提高,微孔是活性焦脱硫反应发生的主要场所,中孔和大孔作为分子扩散通道并具有存储H2SO4的作用,微孔比表面积可以作为判断活性焦脱硫性能的关键指标。

活性焦吸附氧化法脱除烟道气中二氧化硫

研制出用于脱除烟道气中二氧化硫的活性焦并进行了评价,选择出一种脱硫性能较好的活性焦,其硫容可达130mgSO2gAC以上。进而,考察了工艺参数对其脱硫性能的影响,在烟气中的二氧化硫浓度为01%～015%,反应温度为55℃～60℃,空速为1000h-1,体积分数O2为6%,H2O(g)(v%)8%的情况下,该活性焦保持SO2转化率在90%以上的时间达15h以上;同时,也探讨了SO2在活性焦上转化为H2SO4的机理。

活性焦汞吸附特性及动力学机理分析

通过固态吸附剂汞吸附效能测定系统进行了太西活性焦吸附单质汞的实验,考察单质汞Hg0入口浓度和温度对太西活性焦脱汞性能的影响并探讨了吸附机理。结果表明:在CO2/N2/O2/NO/Hg0体系中,不同Hg0入口浓度获得的汞脱除效率曲线相似,脱除效率随Hg0入口浓度增大而增加;变入口浓度工况下,汞的吸附全过程遵循准二级动力学反应模型,该吸附过程以化学吸附为主;在反应温度从403K升高到423K的过程中,系统发生了化学吸附或者化学反应,423K可作为活性焦的最佳除汞温度;Bangham方程可对变温工况下活性焦脱除单质汞的吸附过程进行准确描述,并获得不同温度下活性焦脱汞的吸附速率常数存在k423K>k463K>k403K的关系。

烟气联合脱硫脱硝活性焦再生实验研究

选取一种用无烟煤制备的活性焦进行烟气联合脱硫脱硝(SO2和NO)实验,对两个不同再生终温下脱硫脱硝后的样品分别进行5次循环再生实验研究。结果表明:随着循环次数的增加,550℃再生终温下的样品脱硫和脱硝性能均先降低后升高;450℃再生终温下脱硫性能稍有降低,脱硝性能增加。对再生过程进行分析发现,SO2脱附比较完全,达到95%以上;5次再生后的样品碳反应量达到2.77～3.08 mg/g;NO在脱硫反应器中与SO2形成中间产物,导致NO脱除效率提高;NH3存在两个脱附峰:第1个脱附峰对应温度较低,以物理吸附的NH3脱附为主;第2个脱附峰对应温度较高,以(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解为主。

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)+1500mL/m3SO2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+400mL/m3NO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%。