活性焦工艺-
目录1、活性焦联合脱硫脱硝技术......................................................................................................... 2 1.1脱硫用活性焦的制备......................................................................................................... 2 1.2活性焦原料配比对活性焦性能的影响............................................................................. 3 1.3活性焦联合脱硫脱硝技术的工业应用............................................................................. 3 2、活性焦脱除S02和NO,的机理.................................................................................................. 4 2.1活性焦烟气联合脱硫脱硝技术工艺流程......................................................................... 5 3、影响活性焦性能的因素........................................................................................................... 5 3.1温度对脱硫效果的影响.................................................................................................... 5 3.2水蒸气及氧气含量对脱硫性能的影响............................................................................. 6 3.3活性焦改性对脱硫效果的影响......................................................................................... 6 4、联合脱硫脱硝技术的特点......................................................................................................... 6 5、活性焦工艺的经济性分析....................................................................................................... 7 6、结语 ............................................................................................................................................ 8 近20年是烟气中S02和N0X同时脱除技术发展最快的时期。按脱除机理不同，这些技术可分为2大类，即同时脱硫脱硝（Simultaneous S02/ N0x Removal)技术和联合脱硫脱硝（Combined S02/NOxRemoval)技术。同时脱硫脱硝技术是指用一种吸附剂在同一过程内将烟气中的S02和NOx同时脱除的技术，如钙基同时脱硫脱硝技术。另外，应用电场技术的烟气净化方法也在研究、开发之中，如电子束法、电晕放电法等技术。目前，同时脱硫脱硝技术的相关研究大都处于试验研究阶段，离大规模工业化应用尚有一定距离。活性焦脱硫就是一种能实现同时脱硫脱硝除尘的技术。
1、活性焦联合脱硫脱硝技术活性焦是以煤炭为原料生产的一种新型炭材料，其生产过程与活性炭基本相同，但生产条件、原料、配方和主要设备结构与活性炭生产工艺差别很大，均需要根据活性焦的特点进行改进。近年来，日本、德国、美国等国以及我国的煤炭科学研究总院相继开发出了综合强度高、比表面积较小的活性焦。活性焦是S02的优良吸附剂，也是NH3还原NO的优良催化剂。目前，已经开发的脱硫脱硝催化剂及其使用温度见表一表一脱硫脱硝催化剂及其使用温度
活性焦能在110?150乞时将NO催化还原成%和1120,此温度范围恰好在工业锅炉烟气排放温度范围内，因此，无需对烟气加热。活性焦烟气脱硫脱硝技术无二次污染，可循环使用，脱除效率高。美国政府调査报告为，该技木是最先进的烟气脱硫脱脱硝技术。然而，活性焦联合脱硫脱硝的机理仍需进一步研究，工艺还需完善。
1.1脱硫用活性焦的制备脱硫用活性焦一般直径为9mm，长度为8-12mm。脱硫用的活性焦具有活性炭的优点，克服了活性炭的缺点，比活性炭的脱硫脱氮效率高，并且机械强度髙、价格低，比表面积大，耐磨、耐压、耐冲击。活性焦内具有较多的大孔(>50nm)、中孔(2.0~50nm)及较少的微孔(<2nm)，孔隙以连贯的形态存在于活性焦内。这种孔式的使其具有吸附污染物的作用。
催化剂沸石催化剂氧化钛基催化剂氧化铁基催化剂活性焦催化剂使用温度/t 345 ?590 300 ?400 380 -430 110-150 1.2活性焦原料配比对活性焦性能的影响脱硫用活性焦原料由褐煤半焦、焦煤、煤焦油组成。褐煤是炭化程度很低的煤，是煤中等级最低、形成年代最短的一类。褐煤的机械强度低，化学反应性强,在空气中易风化变质，容易自燃，不易储存和远距离运输,发热量较低。
由于褐煤的成焦性能较差，因此用其制备活性焦时必须加人一定量的焦煤，才能炼制成焦。考虑到原料褐煤和焦煤所占比例不仅影响活性焦产品的质量，也影响其价格，因此，应在保证其质量的前提下尽量减少焦煤的用量。此外，在活性焦的制备过程中，粘结剂的加人既利于其成型也能提高其机械强度，但粘结剂含量过髙会降低其脱硫脱氮效率。
原料配比不同，制成的活性焦性能差异较用碘吸附率[1]反映活性焦的吸附性能，碘吸附率越髙，活性焦吸附性能越好;用转鼓强度[2]反映活性焦的机械强度，转鼓強度越高，活性焦的机械强度越髙。原料配比对活性焦性能影响试验的结果如表2所示。
表2 原料配比对65 25 10 49.28 98.67 55 35 10 33.11 98.02
由表2可见，褐煤半焦:焦煤:煤焦油为65:25:10时所制备的活性焦的碘吸附率和转鼓强度均较高合于作为脱硫脱硝用的脱硫脱硝剂。
1.3活性焦联合脱硫脱硝技术的工业应用活性焦联合脱硫脱硝技术发展以德国和日本最为先进。德国BF公司在1976年开发，后经日本三井矿山公司改进建立了实验装置，并于1984年建成烟气处理量为3万m3/h的活性焦脱硫装置。德国于1987年就已成功地将活性炭(焦）联合脱除S02/N0、工艺用于ArAerf;燃煤电厂第5号和7号机组迸行脱疏脱硝，两台机组的烟气排放量分别为45万mVh和66万m3/h, 呂02的脱除率司达95%以上，NOx地脱除率在60%左右。
日本电力能源公司（EPDC)的350 MW空气流化床燃烧（AFBC)锅炉中安装了活性焦脱除NOxI艺设备，并于1995年开始运行。该工艺仅采用了1台移动床吸附塔，处理的烟气量为116. 3万mVh,在140 1下，活性焦循环速率为14 600 kg/h。经稳定运行2 200 h以上，发现NOx脱除率可达到80%。由于从AFBC锅炉出来的S02排放浓度很低，所以在S02被活性焦吸附的同时，在第一级吸附塔中NOx&能得到有效的脱除。
2001年，煤炭科学研究总院北京煤化工分院和南京电力自动化设备总厂联合承担国家863项目，研制出高性能、低生产成本的活性焦产品。该产品用于贵州宏福实业开发有限
70 20 10 40.42 80.88
65 25 10 49.28 98.67 公司的工业示范装置，运行效果良好。2005年4月，处理烟气量为20万mVh的工业示范装置投入运行，脱硫效率95.7% ,回收S02 1.7 t/h。
2、活性焦脱除S02和NO,的机理目前各国学者对活性焦脱除S02的机理研究较多，所得出的结论不尽一致，但基本能够达成共识的是：活性焦对S02和NOx的吸附有物理吸附和化学吸附2种方式，当烟气中无水蒸气和氧气存在时，主要发生物理吸附，吸附量非常小; 当烟气中有足够量的氧气和水蒸气时，发生物理吸附的同时也发生化学吸附[M]和表面反应。活性焦表面的S02被催化氧化为H2S04，其反应式为
2S02 +02 +2H20 —2H2S04 (1) 对于炭类催化剂的SCR反应文献报道不多，研究表明，以活性焦为催化剂，SCR工艺必须用NH3作吸附剂；Mochida等认为，在活性炭纤维上，NH3吸附反应所需温度为100 ~ 150丈，其反应式为
4N0 + 4NH3 + 02 —4N2 + 6H20 (2) 2N02 +4NH3 + 02—3N2 +6H20 (3) 活性焦再生有水洗和加热2种方法。水洗活性焦再生需要大量的水，而且产生酸水形成二次污染，故很少使用。活性焦再生通常是将富含302的活性焦加热到350T以上，发生如下化学反应，释放出S02。
2H2S04 + C --2S02 十C02 + 2H20 (4) 再生反灰能够恢复活性焦的活性，国内外的应用实践已经证实了这一点。活性焦经过再生、循环使用后，其吸附和催化能力不但不会降低, 还会提高。S02以硫酸态被吸附和再生时，需要消耗活性焦的碳元素。
活性焦干法烟气集成净化技术
活性焦干法烟气集成净化技术（脱硫脱硝一体化CSCR技术）工艺原理活性焦干法烟气集成净化技术是利用活性焦炭同时脱硫脱氮的一体化处理技术。
它的处理过程在一个反应器内进行，能够一步达到脱硫脱氮的处理效果。
其中活性焦炭是这一处理过程的关键，它既作为优良的吸附剂，又是催化剂与催化剂载体。
脱硫是利用活性焦炭的吸附特性，除氮是利用活性焦炭作催化剂，通过氨、NO/NO2发生催化还原反应除去。
其中主要化学反应方程式如下：4NO+4NH3+O2===4N2+6H2O6NO2+8NH3===7N2+2H2O工艺介绍活性焦干法烟气集成净化技术的核心在于吸收塔和解吸塔的设计。
活性焦炭吸收塔分为两部分，烟气由下部往上部升，活性炭在重力作用下从上部往下部降，与烟气进行逆行流接触。
烟气从空气预热器中出来的温度在（102-160）℃之间，该温度区域是此工艺的最佳温度，能达到最高的脱除率。
烟气首先进入吸收塔下部，在这一段SO2被脱出，然后烟气进入上面部分，喷入氮气与NOX反应脱硝。
饱含SO2的焦炭从吸收塔底部排出来通过震动筛，不合大小的颗粒焦炭催化剂在进入解析塔之前被筛选出来。
经过筛选的活性焦炭再被送到解析塔顶部。
活性焦炭解析塔包括三个主要的区域：上层区域是加热区，中间部分是热解析区，下面是冷却区。
天然气燃烧器用来加热通过换热器间接加热活性焦炭。
在解析塔底部，空气从20℃被加热到250℃，接着天然气燃烧器将空气加热到550℃，这部分空气将在解析塔的上部用于预加热活性焦炭。
排除的富含SO2的气体将会用来生产硫酸或其它高纯度硫系列产品。
工艺流程锅炉烟气通过增压风机加压进入吸附塔，进入塔内的烟气在穿过活性焦层时烟气中的二氧化硫、氮氧化物、汞等重金属以及HF、HCL、二噁英等污染物被活性焦吸附，净化后的烟气经净烟道汇集通过烟囱排出。
吸附饱和的活性焦从吸附塔底部排出，通过输送系统运至解析塔加热解析；再生后的活性焦经筛分再被返回吸附塔内重复。
新型活性焦脱硫脱硝
新型活性焦脱硫脱硝性能研究汇 报 内 容1.研究背景2.新型活性焦脱硫性能研究3.新型活性焦脱硝性能研究我国PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的贡献分别可达35%和18%，主要源于烟气/工业尾气的SO 2和NOx挑战：实现同步脱硫脱硝且SO 2资源化我国部分城市PM 2.5组分分布Sci Total Environ, 2017, 584-585: 435《2016年中国硫磺市场统计及分析》我国硫磺生产、进口量SCR 燃煤电厂水泥厂等SNCR> 300 ︒C > 800 ︒C 钢铁行业烟气的温度通常低于200℃，传统的SCR 技术不适用。
活性焦脱硫脱硝技术是一种干法烟气脱硫脱硝技术。
☐能够同时脱硫、脱硝、脱重金属和有毒有机物等，☐适应钢铁行业烟气的温度，☐脱除效率能满足任何严格的环保标准要求。
活性焦脱硫原理图稀H活性焦脱硫低浓度SO2硫磺炭表面反应界面活性点位少，硫回收经济性差脱硫制硫思路如何提高脱硫反应界面活性点位关键问题：硫资源化SAMSIS官能团SA MS H2SO3ISSO2SO2SO2O O2O水膜e-e--SA SA硫酸MO MO MOMOIOIOFGFG FGFGComposite Carbon SO 2A ds o r p t i o n O 2MO FG C a t a l y t i c o x i d a t i o nMetal OxidationFG MO Functional GroupsNO xNH 3N 2MS MS Metal SulfateDesulfurizationDenitrification SA SAC a t a l y t ic o x id a t i o n SA Sulfate AcidC a t a l y t i c o x id a t i o n Water filmFGMOC a t a l y t i c o x id a t i o n制约因素解决途径投资和运行成本高负载金属及其氧化物，存在问题再生性能差关键技术新型低成本、高活性技术核心为解决思路：汇 报 内 容1.研究背景2.新型活性焦脱硫性能研究3.新型活性焦脱硝性能研究新型活性焦脱硫性能研究制备工艺粉末共混活性焦炭化活化一步法改性剂•AC-P4: MnO , MnO 2, Fe 2O 3构建了具有高反应活性位点密度的天然矿物/活性焦脱硫新技术软锰矿/活性焦的XRD 分析图谱1020304050607080▼▼AC-Mn4AC-Fe6AC-P4★●●◆▼▽▼▽★▽▽■▽★★★★★●◇◇◇▼●▽◇▼▼●■2 Theta (o )■ C ● SiO 2 ▼◇ MnO MnO 2◆▽★ Fe FeO Fe 2O 3 * Fe 3O 4促进活性焦孔隙结构的发展氧化锰矿改性活性焦硫平衡AC AC-Mn4AC-Fe6AC-P4S-SO2(ads)S-H2SO3 S-H2SO4S-MSO4 Others●氧化锰矿能将更多的SO2催化氧化为H2SO4。
活性焦再生过程原理流程
活性焦再生过程原理流程1.1工艺原理活性焦脱硫是利用活性焦吸附烟气中的SO2，在烟道氧气、水蒸汽存在的条件下，氧化为硫酸而吸附在活性焦的孔隙内的烟气净化技术。
吸附SO2后的活性焦在加热的情况下，释放出浓度大于20%的SO2混合气体，活性焦恢复吸附性能，重新投入吸附塔循环使用。
活性焦再生过程中产生的高浓度SO2混合气体通过成熟的工艺技术可用于生产硫酸等含硫化工产品。
1.2工艺流程烟气通过活性焦吸附脱硫装置被净化而排空。
吸附SO2达到饱和的活性焦移动至解吸再生系统加热再生。
再生中回收的高浓度SO2混合气体送入副产品转换设备。
解吸过的活性焦经筛选后由脱硫剂输送系统送入吸附脱硫装置而再次进行吸附，活性焦得到循环利用，同时根据需要补充适量的新鲜活性焦。
破损活性焦颗粒经输送系统进入锅炉燃烧，也可用于工业废水净化等。
再生系统的加热方式可根据业主的具体情况来选择蒸汽、电、热风炉等方式。
脱硫塔和再生塔是整个系统工艺的核心。
1.3模块化设计根据活性焦脱硫技术的特点，脱硫装置采用模块化设计思想，使不同容量的锅炉脱硫时进行较为简单的模块组合，提高了工程效率。
2系统组成及布置活性焦脱硫系统由活性焦吸附脱硫装置、解吸再生系统、脱硫剂输送系统和SO2气体加工系统组成。
活性焦脱硫系统安装于除尘器与烟囱之间。
脱硫装置由吸附反应器、再生反应器构成，根据实际情况以及业主要求可采用一体化布置或分体式布置。
烟气从烟道进入脱硫装置净化以后，返回烟道排空。
在装置进出口烟道和装置旁路烟道上设置了关闭挡板风门，通过控制挡板风门，可方便地投入或切除该装置。
脱硫风机用于克服吸附反应器对烟气的阻力，整个脱硫装置与原有烟气并联布置，呈一个相对独立的脱硫岛。
SO2气体加工处理根据情况可以相对独立布置。
3技术特点·环保性能优异的资源化干法脱硫技术，降低建设与运行费用；·脱硫效率＞95%，同时具有良好除尘效果(除尘效率＞70%)，并能同时脱除汞、二恶英、氮氧化物等有害物质，真正实现污染物的集成净化。
活性焦制备工艺对其性能的影响研究
特 性 是 由 其 孔 结 构 （ 表 面 积 、Ｌ 、 Ｌ 分 布 等 ） 比 孑容 孑径
和表 面化 学特性 等 性 质 决定 ， 而活 性 焦 的性 质 随 着
原 料 和 制 备 方 法 的 不 同 有 较 大 差 异 。 原 料 及 制
备工 艺决 定 了活性 焦的 空隙结 构及 其表 面活性 位 的
本使 得 该技 术 的推 广 受 到 了影 响 。 因 此 此 次研 究从 活性 焦 制备 工 艺入 手 ， 合 考 虑 国 内外 关 于 活性 焦 改 性 方 面 的 结
研 究 ， 而提 高 活性 焦性 能 ， 高 其 性 价 比 。 从 提 关键词 ： 活性 焦 ； 备 ； 性 制 改
中 图 分 类 号 ： Ｔ １３ Ｘ Ｏ ．
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ ４—８ ６ （ ０ ２ ０ １７ ０ ９ ２ ｉ ） ５一叭 １ ０ — ４
０ 引 言
煤 炭是 一种 固体 可燃 有 机 岩 ， 在燃 烧 过 程 中会 释放 出 烟尘 、 Ｏ 、 、 金 属 等 大气 污染 物 。就 Ｓ ＮＯ 重 技术 而 言 ， 与单 一污 染物 串联 技术 相 比 ， 多种 排放物 联合 脱 除技术 对于 烟气 的治理 具有 更高 的经 济性 和 可控 性 。活性 炭作 为 一 种优 良的多 孔 炭 质材 料 ， 其孔 隙 丰富 、 面 化 学 性 质 多 样 ， 此 用 途 极 为 广 表 因
数量 ， 响活性 焦 的吸 附性能 。 影Байду номын сангаас
１ 研 究 与 工 业 应 用 进 展
２ ０世纪 ６ ０年 代 ， 国 （ Ｆ公 司 ） 日本 （ 德 Ｂ 、 住友 重 工、 三井矿 山 ） 美 国 （ ｏｔ —ｗ ｅｌｒ 司 ） 始 了 、 Ｆｓ ｒ ｈｅ 公 ｅ ｅ 开 活性 焦脱 除 烟 气 中 ｓ ，的研 究 工 作 。我 国活 性 ０ 焦 吸附 技术 的研 究最 初 始 于 ２ ０世 纪 ７ ０年代 ， 宁 辽 省环 境保 护科 学研究 所 利 用 我 国煤 炭 的特 点 （ 灰 分 高 ， 于 １ ％ ） 制 出 比表 面积 低 ， 大 ０ 研 强度 高 的活性 焦， 其脱硫 效 率 为 ９ ％ ， 硝效 率 为 ８ ％ 。冯 治 宇 ０ 脱 ０ 等 以沈 阳地 区 的 劣 质 褐煤 为 主 原 料 制 备 改 性 活 性焦 ， 脱硫 效 率在 ９ ％ 以上 ， 硝 效 率 为 ７ ％ 。在 ０ 脱 ５ 国家 ８ ３科 技 支撑 计 划 等 支持 下 ， 国 陆续将 活性 ６ 我 焦干 法烟气 脱硫 技术 投 入实 际 运 营 中 ，０ ４年 贵州 ２０ 瓮福 集 团 自备 热 电厂 自建活性 焦 干法烟 气脱硫 技术 示 范装 置 。２ ０ ０ ７年 ， 西贵 溪 市 江西 铜业 集 团建 设 江 了烟气处 理 规 模 为 ５ ０ ｈ的第 一 套 Ｔ 程 应 ０ ｘ１４ｍ ／
活性炭(焦)吸附法、离子液循环法和新型催
活性炭（焦）吸附法、离子液循环法和新型催化法烟气脱硫技术对比分析攀钢集团研究院信息研究所二〇一六年二月摘要：介绍了当前在烟气脱硫净化行业内比较热门的活性炭（焦）吸附法脱硫工艺、攀钢钒正在运行的离子液循环法脱硫工艺、以及2015年荣获四川省科技进步一等奖的新型催化法烟气脱硫技术，对该三种技术的原理、特点和应用情况进行了调研。
针对钢铁烧结烟气的特点，对该三种技术从环保性、经济性和适用性方面展开评估，得出如下结论：（1）活性炭（焦）吸附法脱硫可高效脱除硫化物、重金属、二噁英和粉尘等，工艺无二次污染，副产物为浓硫酸，应用价值高，未来发展空间广阔，但该方法前期投资大，工艺流程长，操作复杂；（2）离子液循环法脱硫技术优点是吸收效果好，净化效率高，能够适用于大气量、高SO2浓度的烟气脱硫，副产品为高浓度硫酸，实现了硫污染物的资源化利用，符合国家环保政策的导向，但是该技术工程投资大，流程长，操作复杂，运行成本较高，能耗较大，不能实现多种污染物协同处理；（3）新型催化法烟气脱硫流程较短，操作、维护简单，运行成本较低，符合国家循环经济原则，发展前景广阔，但能否用于处理量大、SO2浓度高、烟气温度高的烧结烟气脱硫，还有待进一步的实践；（4）我国当前执行的烟气排放标准对SO2、氮氧化物、二噁英、重金属等多种污染物均作了排放要求，排污费征收标准已提高，多种污染物协同控制技术将成为今后钢铁企业烧结烟气脱硫净化的主流工艺。
0前言烧结工序是二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO X）和二噁英的主要排放源，烧结烟气脱硫净化是钢铁行业烟气污染治理的重点。
目前，全球范围内研发成功的烟气脱硫技术有200余种，已实现工业化应用的不足20种。
欧洲钢铁企业原料含硫低，烧结烟气净化主要以粉尘和二噁英治理为主，主要采用CFB法（循环流化床法）和MEROS法（高效能烧结废气净化法）治理烧结烟气；日本政府对二噁英排放要求比较严格，2000年以后新建的烧结机均采用活性炭（焦）吸附法净化烧结烟气。
脱硫活性焦的再生方法研究进展
2021年第7期广东化工第48卷总第441期ꞏ65ꞏ脱硫活性焦的再生方法研究进展王晓婷1,2，黄芳芳1，朱博文1，钱虎林2，曹先中2，邓成豪2，余谟鑫1,3*(1．安徽工业大学化学与化工学院，安徽马鞍山243001；2．马钢股份有限公司，安徽马鞍山243002；3．中钢天源股份有限公司，安徽马鞍山243000) [摘要]活性焦因其优良的吸附性能与再生性能，已被广泛用于烟气脱硫。
本文综述了活性焦脱硫及其再生机理，重点介绍了活性焦热再生、水洗再生，微波再生等方法，比较了不同再生方法的优缺点，为脱硫活性焦的再生指明了研究方向。
[关键词]活性焦；烟气脱硫；再生方法；再生机理[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)07-0065-02Advances in the Regeneration Methods for Desulfurization of Activated Coke Wang Xiaoting1,2,Huang Fangfang1,Zhu Bowen1,Qian Hulin2,Cao Xianzhong2,Deng Chenghao2,Yu Moxin1,3*(1.Anhui University of Technology,Ma'anshan243001；2.Magang(Group)Holding Co.,Ltd.,Ma'anshan243002；3.Sinosteel New Materials Co.,Ltd.,Ma'anshan243000,China)Abstract:Activated coke is widely used in the desulfurization for flue gas due to its excellent adsorption and regeneration properties.The desulfurizaton and regeneration mechanism of activated coke were reviewed.The different regeneration methods including thermal,water washing,microwave were introduced by comparing their advantages and disadvantages.The research direction for regeneration of activated coke was also pointed out.Keywords:activated coke；desulfurization；regeneration methods；regeneration mechanism中国作为产煤大国，能源的主要来源是煤炭，在未来相当长一段时间仍会将煤炭作为主要能源。
题目：活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术
[发电厂环境概论] [活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术]系别：[自动化系]姓名：[刘锦涛]学号：[1390423319]班级：[热自1333班]活性焦脱硫脱硝脱汞一体化技术摘要：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SO、NO和Hg一体化技术的可行性。
关键词：活性焦；脱硫；脱硝；联合脱硫、脱硝、脱汞A sum mary of combined desulfurization，denitration and de-mercury technologyusing activated cokeI I Lan—ting，W U Tao，LIANG Da—ming，DONG W ei—guo，XU Zhen—gang(BeijingResearch Institute of Coal Chemistry，China Coal Research Institute，Beijing 100013，China)Abstract：The development and application of the desulfurization，denitration，de-mercury and C—de—S ／NO ／Hg technologies are reviewed in this paper，and the advantages and disadvantages of various technologies are discussed，respectively．Then the C—de—SO2／NO ／Hg technology based on activated coke were analyzed in emphasis on the mechanism ，technical characteristic and developmental trend，which was used in laboratory and industry successfully．It is concluded that the C-de—SO2／NO ／Hg technology based on activated coke is feasible and should be applied more widely．Key words：activated coke；desulfurization；denitration；C—de.802／NO／Hg 能源和环境是困扰当今世界可持续发展的两大严峻问题。
半焦制备烟气脱硫用成型活性焦的研究_张永奇
第27卷 第1期2004年1月煤炭转化COA L CON V ERSIO NV ol.27 N o.1Ja n.2004 *国家自然科学基金资助项目(90210002).1)博士生;2)研究员;3)研究员,博士生导师,中国科学院山西煤炭化学研究所,030001太原收稿日期:2003-09-27;修回日期:2003-11-29半焦制备烟气脱硫用成型活性焦的研究*张永奇1) 房倚天2) 黄戒介2) 王 洋3) 摘 要 以流化床反应器所制得的半焦为基质,高温煤焦油为黏结剂,制备了烟气脱硫用成型活性焦,考察了制备条件对活性焦性能的影响.实验表明:最适宜的炭化温度为700℃,活化温度为850℃,活化H 2O 浓度为75%.活化温度、水蒸气浓度过低,活化反应速度慢,而活化温度、水蒸气浓度过高,容易造成孔的烧失,使得比表面积、微孔面积和微孔孔容都下降,相应的硫容也下降.延长活化时间虽有扩孔和造孔的作用,比表面积和微孔面积都增加,但是硫容却没有太大的变化.由于是以具有一定初孔半焦为基质,活化时间较短(20min ～30min).制得的活性焦可以达到商业活性焦的性能指标,满足实际使用要求.关键词 活性焦,炭化温度,活化,烟气脱硫中图分类号 TQ 4240 引 言从锅炉和各种焚烧炉中排放出的SO 2气体已经成为造成大气污染的主要因素,随着工业的不断发展和人民生活水平的不断提高,能量的消耗量也必然不断的增加,如果对SO 2的排放不加以控制的话,SO 2的污染将严重影响我们赖以生存的大气环境,造成难以估量的后果。
近几十年来各国研究开发的烟气脱硫工艺多达上百种,按其吸收剂和副产品的形态来分有干法、半干法和湿法三种,所用的吸收剂主要采用石灰和石灰石等价格低、矿源多且分布广的钙基吸收剂.湿法烟气脱硫技术成熟,但初始投资及运行费用高,耗水量大,且生成的固体脱硫产物若不能合理利用,也会成为二次固体废物,还存在废水处理的问题;钙基干法技术虽然可以解决水耗问题,投资技术费用也相对较低,但也存在着固体脱硫产品的利用等问题.而由德国Bergbau-Fo rschung 公司开发的活性焦(炭)烟气脱硫工艺,因利用具有吸附催化特性的活性炭(焦)作为吸附剂,在脱除SO 2的同时,对烟气中的其他污染物(NO x 、烟尘粒子、汞、二口垩英、呋喃、重金属和其他挥发分的物质)还有一定的脱除效果,并且可以回收硫资源,因此被认为是一种具有发展前景的脱硫工艺[1,2],具有较高的竞争力和较大的发展空间.该成熟的工艺使用具有一定强度成型活性焦的移动床技术,焦的成本较高;另外,在脱硫和再生过程中存在炭的机械磨损和烧失,需要不断补充新鲜的活性炭(焦),造成脱硫成本的较大增加.不适用于在我国目前推广应用.因此,开发一种脱硫活性好、硫容高、机械强度大、着火点高且价格低廉的成型活性焦成为此工艺研究中的重点.传统的成型活性焦的制备方法以原煤为基质,高温煤焦油为黏结剂,混合物经挤压成型、炭化、活化和改性等一系列过程而成,由于是以原煤为基质,所以炭化、活化时间长,能耗大,致使活性焦成本高,同时炭化和活化过程也造成较大的污染.文献[3]曾以废弃冶金半焦焦粉为原料,考察了其制作活性炭的可行性,认为经炭化、活化生产柱状炭是一条切实可行的利用途径.本研究采用以流化床反应器制半焦为基质的工艺路线,由于选择了流化床工艺,传热、传质速率快,温度均一,主原料-半焦气化均匀,已发展为具有一定初始孔的吸附剂,因此可以大大缩短成型物料的活化时间或根本不需活化,从而提高生产能力,降低活性焦的成本.1 实验部分1.1 流化床制半焦将彬县煤破碎至0～6m m 左右,在中国科学院山西煤化所灰熔聚流化床中试气化炉上,以空气/水蒸气为气化剂,在850℃～950℃下,停留时间为30min 左右,气化制得半焦(组成和孔特性见表1).表1 原煤和半焦分析及半焦的孔特性T a ble 1 P ro x imate and ultimate analy sis,por e pro per ties o f Binx ian coa l and its semicoke (air dr ied basis)Sample Proximate analysis /%*Ultim ate analysis /%*V A FC C H N O BET surf ace area /(m 2・g -1)Micropore surf ace/(m 2・g -1)Micro po re volume //(m 3・g -1)Bin xian coal 24.1111.5161.1867.94 3.95 1.0112.15---S em icoke3.9919.9970.9668.301.860.653.842201570.071.2 成型活性焦的制备将流化床气化制得半焦粉碎至0.1m m 以下,加入适量的高温煤焦油和水,混合均匀,用螺旋挤条机制成直径为9.0m m,长度为10.0mm ～15.0mm 的柱状成型颗粒;在回转炉中进行炭化和活化.炭化和活化时,先将一定量的成型物料装入炉中,在N 2的保护下,以5℃/min 的升温速率升至设定的温度进行炭化,炭化过程中,启动减速器转动转炉,以防止颗粒在炭化时结团.活化在同一转炉中进行,在N 2的保护下快速升温至活化温度,然后开启水蒸气微计量泵,水在转炉水蒸气发生器中气化后与保护N 2以一定的组成通入转炉进行活化,活化结束后,在N 2的保护下冷却至室温.这样制得的成型活性焦,保存在干燥的地方备用.定义:炭化收率=(炭化后质量/炭化前质量)×100%;活化收率=(活化后质量/活化前质量)×100%.活性焦的机械强度按GB7702.3-1997进行.1.3 活性焦评价1.3.1 硫容量评价活性焦硫容量的评价是在一恒温固定床流动反应器中进行的(见图1),内径为21mm ,长400mm.先将制备好的活性焦破碎至1m m ～2.5m m,取10mL 放置于反应器中部,在反应温度为100℃,进气空速为6000h -1的条件下,通入模拟烟气混合气,组成为:1%或2%SO 2,5%O 2,10%H 2O (g ),余为N 2.吸附时间为3h.吸附饱和后的活性焦用1L/min 的高纯N 2作载气,通过程序升温从反应温度100℃升至420℃,并恒温保持30min,脱附的气体用5%的H 2O 2溶液吸收,用标准的NaOH 溶液滴定生成的H 2SO 4经换算的达到每克活性焦吸附的SO 2的毫克数表示其硫容量.1.3.2 比表面积和孔结构的测定活性焦的孔特性是由美国Micromeritics In-strument Corporation 生产的ASAP2000M 吸附仪测定的,采用N 2为吸附质,在液氮温度(-196℃)图1 固定床烟气脱硫流程图Fig .1 Schematic diag ram o f fix ed -bed r eactor forflue gas desulfurization1,2,3——Cylinder ;4,5,6——Needle valve;7,8,9——Rotameter;10——Gas mix er;11——Water vapor gen erator ;12——M icro w ater pum p ;13——W ater p ump controller ;14——W ater tank ;15——Heating furnace;16——T hermocouple;17——Fixed -b ed reator;18——Heating belt下进行吸附.应用BET 方程确定活性焦的比表面积,应用t 曲线方法来确定活性焦的微孔面积和微孔孔容.2 结果与讨论2.1 炭化温度的影响为了获得高的机械强度,同时打开因煤焦油堵塞的孔,以使后续的活化容易进行,在热解过程常用的温度区间400℃～800℃内,首先进行了一系列的炭化实验,炭化时间30min ～40min ,以确定最佳的炭化温度.炭化温度对炭化料的比表面积、强度和收率的影响见第60页表2.由表2可以看出,在整个炭化温度区间内,炭化料的收率没有太大的变化,均保持在75%左右;而强度在炭化温度为400℃～500℃之间炭化时较低,分别为87%和93%,可以肯定此条件下得到的炭化料再经活化后的机械强度也较低,不符合实际使用要求.而炭化温度大于600℃时,炭化料强度高于98%.对于此过程的开孔,从比表面积来看,出现先升高再下降的趋势,炭59第1期 张永奇等 半焦制备烟气脱硫用成型活性焦的研究 化温度在400℃～500℃之间,开孔作用很小,炭化温度在600℃之后开始升高,到700℃时得到最大,此后又开始下降,说明700℃时的开孔较充分,综合来看,实验决定选择700℃为适宜的炭化温度.上述的现象可以得到如下的解释:基质半焦可以看作是在外界压力下极易破碎的固体颗粒,在挤压成型过程中,承受高压逐渐变成极小的固体颗粒,而黏结剂由最初覆盖在颗粒的表面,直至最后停留在颗粒之间.由于煤焦油的高度黏结性,含有喹啉不溶物等大分子物质,可能会在一开始有极少的黏结剂进入颗粒的空隙内,但是这些大分子物质会很快的在空隙的入口处形成“滤饼”,阻止黏结剂的进入,所以进入孔内黏结剂的是极少的,可以忽略不计[3];再者,在挤压成型过程中,施加的压力也不可能将黏结剂挤入孔内,因为承载的压力主要是由极微小的半焦颗粒承担的,黏结剂仅仅是在半焦颗粒的表面和缝隙之间移动,最终停留在缝隙之间.在炭化过程中,由于颗粒之间的黏结剂中的易挥发分的析出,逐渐形成胶结半焦颗粒的键桥,随着炭化温度的升高,这些连接的键桥逐渐收缩,把各个半焦颗粒连接在一起,也使得整个成型颗粒收缩变小,表现为机械强度增大;而对于比表面积随着炭化温度的升高,颗粒间的黏结剂易挥发分的脱除,开始形成一定的空隙;而炭化温度达到一定程度时,由于颗粒的收缩,这种空隙又开始减少,所以会表现为先增大又减小.综合来看,实验决定选择700℃为适宜的炭化温度.表2 炭化温度对炭化料的比表面积和强度及收率的影响T able2 I nfluences o f car bonization temperat ur e on pr opert ies of car bo nized pro ductsCar bonization temp./℃BET surfacearea/(m2・g-1)M ech anicalstren gth/%Yield/%400 2.58776.46500 2.59376.32600 6.69875.8570010.69974.52800 4.99976.412.2 活化条件的影响实验对活化条件(活化温度、活化时间、活化气氛)对活性焦的性能(孔特性、硫容、机械强度和收率)的影响进行了系统的探讨.以期获得最佳的活化条件.2.2.1 活化温度的影响在活化气氛H2O∶N2=1∶1,活化时间大约30m in的条件下,进行了活化温度影响的实验,结果见第61页图2.由图2可以看出,随着活化温度的升高,活性焦的比表面积、微孔面积和微孔孔容都增大,900℃和850℃活化温度下的比表面积分别是800℃活化温度下的1.86倍和1.25倍,而其微孔面积则分别是800℃时的1.61倍和1.11倍,微孔孔容分别为800℃时的1.89倍和1.25倍,说明随着活化温度的升高,反应速率加快,在相同的活化时间内,出现了孔壁的烧失,微孔有部分转变成中孔或大孔,孔的比表面积、微孔面积及孔容虽然都在增加,但微孔面积在比表面积中所占的比例下降,孔的烧失程度加重也使得活性焦的收率下降,与图2d所示的活性焦的收率的变化趋势是一致的.由图2c可以看出,随着活化温度的升高,活性焦的硫容量在增加,900℃和850℃活化温度下的硫容分别是800℃活化温度下的1.38倍和1.19倍,低于比表面积和孔容的增加幅度,说明比表面积和孔容的增加,均有利于SO2的吸附,一定的比表面积和孔容是脱硫进行必不可少的条件,但硫容的大小还与其他因素有关.图2e说明,在整个温度范围内,活化温度对活性焦的机械强度没有太大的影响.综上所述,可知850℃为适宜的活化温度.2.2.2 活化时间的影响在活化气氛H2O∶N2=1∶1,活化温度850℃的条件下,进行了活化时间影响的实验,结果见第62页图3.由图3a可以看出,在一定的温度下,随着活化时间的延长,活性焦的比表面积和微孔面积都增大,不同的是60min活化时间下的比表面积和微孔面积增加明显(分别为20min活化时间下的1.88倍和1.90倍),而40min活化时间下的比表面积和微孔面积增加不多(分别为20min时的1.15倍和1.06倍),可能是在活化的前一段时间内,活化起的作用主要是打开闭孔,随着活化时间延长,会出现扩孔和造孔作用,图3b所示的微孔孔容也表现出同样的趋势.从图3c～图3e可以看出,随着活化时间的延长,硫容虽有所增加,但是增加也不明显;活化时间为20min和40m in的收率几乎没有变化,活化时间为60min的收率则表现出明显的下降;强度也显示出同样的趋势.综合以上的结果,为了缩短活化时间,降低能耗,选择20m in～30m in 为适宜的活化时间.2.2.3 活化气氛的影响在活化温度850℃,活化时间20m in～30m in 的条件下,进行了活化气氛的实验,结果见第62页60 煤 炭 转 化 2004年图2 活化温度对活性焦性能的影响F ig.2 Effect of activation temperat ur e on pro perties o f for med act ive co ke图4.由图4a和图4b可以看出,随着活化气氛中水蒸气浓度的提高,活性焦的比表面积、微孔面积和微孔孔容都出现先增大后降低的趋势,说明在一定的温度和时间下,水蒸气浓度较低(50%)时,活化气氛中水分子浓度低,与碳原子碰撞的频率降低,导致相同时间内参与反应的碳原子少,表现为较低的比表面积、微孔面积和微孔孔容.随着活化气氛中水蒸气浓度的提高,单位时间单位面积上碰撞的频率也就增加,使发生活化反应增加,即参与反应的碳原子数增加,表现为比表面积、微孔面积和微孔孔容都增加,活化气氛中水蒸气为75%时达到最大.而当活化气氛全部为水蒸气时,在同样的条件下,炭的烧失严重,使比表面积、微孔面积和微孔孔容又下降.从图4c所示的硫容也表现出先增大后降低的趋势,只是相对不太明显.由图4d～图4e来看,收率和机械强度随活化气氛中水蒸气浓度的增大也略有下降,表现不太明显.综合看来,H2O∶N2=75%:25%为最适宜的活化气氛组成.2.3 与商业用活性焦的对比实验在炭化温度700℃,炭化时间30min,活化温度850℃,活化时间20m in～30min,活化气氛H2O∶N2=75%∶25%的最佳工艺条件下试制了成型活性焦.试制的活性焦与商业用活性焦的性能对比见第63页表3,由表3可以看出,试制活性焦各项性能可以达到商业使用要求.61第1期 张永奇等 半焦制备烟气脱硫用成型活性焦的研究 图3 活化时间对活性焦性能的影响Fig.3 Effect of activat ion time on pro per ties o ffo rm ed activ e coke图4 活化气氛对活性焦性能的影响Fig.4 Effect o f activ atio n at mospher e on pr opertiesof fo rmed activ e co ke62 煤 炭 转 化 2004年表3 商业活性焦与试制活性焦的对比T able3 Pr opert y compar atio n w it h industr yapplying activ e co keItemBET surfacearea/(m・g-1)M ech anicalstrength/%SO2capacity/(mgS O2・g-1)Commercial150～3009545～110Produced220>9880～1103 结 论以流化床制半焦为基质,以高温煤焦油为黏结剂,在适宜的制备条件下,可以制得符合商业使用的成型活性焦,适宜的制备条件为:炭化温度700℃,炭化时间30min;活化温度850℃,活化时间20 m in～30min,活化气氛H2O∶N2=75%∶25%.较低的活化温度和水蒸气浓度使活化反应的速率慢,开孔程度低;温度过高和完全以水蒸气为气化剂又会使反应速率加快,出现孔壁的塌失.活化时间短同样开孔不充分,过长会出现炭的烧失,收率降低.从实验来看活化条件对活性焦强度的影响不太明显.硫容的增加与比表面积、微孔面积以及孔容的增加不成比例,但可以肯定它们的增加均有利于提高硫容.参 考 文 献[1] Knoblauch K,Richter E,Ju ntgen H.Application of Active Coke in Processes of S O2and NO x Removal from Flu e Gases.Fu-el,1981,60(9):832-838[2] Juntgen H.New Applications for Carbonaceous Adsorb ents.Carbon,1977,15:273[3] 崔永君.张彩荣,武彩英等.半焦焦粉制作活性炭以及煤质炭的差异.煤炭转化,1998,21(4):92-94[4] Taylor J paction an d Cementing of Char Particles w ith a Tar-derived Binder.Fuel,1988,67(11):1495-1502STUDY ON FORMED ACTIVE COKE PREPARATION FROM SEMICOKE FOR FLUE GAS DESULFURIZATIONZhang Yongqi Fang Yitian Huang Jiejie and Wang Yang(Institute of Coal Chemistry,Chinese A cadem y o f Sciences,030001Taiy uan)ABSTRACT T he feasibility of fo rmed active co ke pr eparatio n from sem icoke was investigat-ed.T he optim um carbonizatio n temper ature w as700℃,at w hich the formed active coke w ith hig h mechanical streng th can be obtained.The optim al activation condition is as fo llow s:activa-tio n temperature850℃,activatio n reag ent H2O∶N2=75∶25(v%)and activ ation time20m in-30min.The activation rate is too slow if at low er activation tem perature and H2O concentration, how ev er it w ill results in mo re carbon burn off and the decreases of BET sur face area,m icropore area and micropore volume if at higher activation temperature and H2O concentration.Pro longing activatio n time can not improv e SO2adsorption to som e extent since it can increase BET surface area and micropore area.T he advantag e of the method is that the activation tim e is shorter com-pared w ith conventional process because m atrix used is semico ke.The study show that the fo rmed active coke produced at above optimal conditio n can meet the requir em ents for desulphur-ization.KEY WORDS activ e coke,carbonization temper ature,activ ation,flue g as desulfurizition 63第1期 张永奇等 半焦制备烟气脱硫用成型活性焦的研究 。
高效活性焦在焦化废水处理中的应用
燃料与化工Fuel & Chemical Processes2021 年 1 月第52卷第1期53高效活性焦在焦化废水处理中的应用尹文亮王兴浩李世鹏(河南金马能源股份有限公司，济源459000)摘 要：介绍了高效活性焦处理焦化废水的工艺流程。
该工艺吸附与絮凝效果好，工艺设计合理，自动化程度高。
高效活性焦沉淀池出水比二沉池出水COD 去除率提高56. 2% ,出水澄清，无SS 存在。
关键词：焦化废水；高效活性焦；PAM ； COD中图分类号：X784 文献标识码：B 文章编号：1001-3709 (2021) 01-0053-02Application of highly efficient active coke incoking wastewater treatmentYin Wenliang Wang Xinghao Li Shipeng(Henan Jinma Energy Co.,Ltd.,Jiyuan 459000,China)Abstract : This paper mainly introduces the process of high-efficiency active coke in cokingwastewater treatment , which has advantages of good effect of absorption and flocculation , reasonable design , high automation level , with higher degradation of COD removal than secondary sedimentation tank by 56. 2% in effluent discharged , w 让h clear color and no suspended solids.Key words : Coking waste water ； High-efficiency active coke ； PAM ； COD我公司焦化废水经蒸氨处理后，废水中COD 含量在4 000 mg/L 左右，NH 3-N 含量为200〜300 mg/L,后经A 20生化处理［1-3］后，出水COD 指标达 左右，色度为棕褐色。
活性焦技术在水处理中的应用与展望
O«O»O»O»O«O«O»J专论与综述j0・O・O・O・<>・V>・O・O・O丿活性焦技术在水处理中的应用与展望李劢，郭兴芳，孙永利，杨敏，陶润先(中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津300074)摘要：活性焦是从烟煤或褐煤中易挥发成分进行回收之后生产的多孔炭类物质，同时拥有吸附性和催化剂性能。
其中孔百分比高，比表面积相对较小。
因其有较高的综合强度和显著的吸附性能，在水处理领域有着广泛的应用空间。
重点分析和归纳了活性焦技术在煤化工废水、印染、农药、石油、炸药废水等工业废水以及生活污水处理中的应用；剖析了活性焦吸附机理；阐述了活性焦适合降解的污染物类型；解析了活性焦吸附技术在水处理应用中存在的问题，为活性焦吸附技术推广应用提供技术支撑遥关键词：活性焦；工业废水；水处理；再生吸附中图分类号：X703.1文献标志码：A文章编号：1009-2455(2020)05-0001-04Applicati o n and prospect of activated coke tech no l ogyin water treatmentLI Mai，GUO Xing-fang，SUN Yong-li，YANG Min，TAO Run-xian(North China Municipal Engineering Design&Research Insitute Co.,Ltd.,Tianjin,300074,China) Abstract:Activated coke is a porous carbon material produced after recovering volatile components from bituminous coal or lignite,and has both adsorption and catalytic properties.Activated coke has high pore percentage and relatively small specific surface area;because of its high comprehensive strength and remarkable adsorption performance,it has a wide application range in water treatment field.The application of activated coke in treatment of domestic wastewater and wastewater from coal chemical,printing and dyeing,pesticide,petroleum and explosive industry,were emphatically analyzed and summarized.The adsorption mechanism of activated coke was analyzed,and the pollutants types which are suitable to be degraded by it were elaborated.The existing problems during the process of activated coke treating water were analyzed,which provided technical support for the popularization and application of activated coke adsorption technology.Keywords:activated coke;industrial wastewater;water treatment;regeneration adsorption随着我国经济高速发展，工业化和城市化进程的不断加快，工业废水和生活污水的排放量急剧增加，水环境污染日益严重，影响了我国生态文明建设［1］遥国家对水环境保护问题给予了高度重视，各地纷纷出台了更为严格的环保排放标准。