活性焦的制備及其煙氣脫硫的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、活性焦(AC)煙氣脫硫是一種可資源化煙氣脫硫工藝,該工藝不但可以脫除煙氣中的SO2,還可實(shí)現(xiàn)硫資源回收,是當(dāng)前研究的重要脫硫方法。本文以粘結(jié)性煤為原料,通過(guò)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝(原煤破碎、預(yù)氧化、炭化和活化)制備活性焦,將此活性焦分別作為吸附劑和催化劑載體用于煙氣脫硫和再生實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行了相關(guān)研究,最后進(jìn)行了活性焦煙氣脫硫中試研究。
　　 將粘結(jié)性煤破碎后在空氣中氧化,通過(guò)炭化、活化制備活性焦。結(jié)果表明,粘結(jié)性煤經(jīng)過(guò)氧化后,可降低煤的粘結(jié)性

2、,增加煤的孔隙率:氧化溫度越高、氧化時(shí)間越長(zhǎng),煤的粘結(jié)性越低,孔隙率越高。與煤未氧化得到的炭化料和活性焦相比,煤氧化后得到的炭化料和活性焦的比表面積、微孔容積和總孔容積有明顯的提高。煤在270℃氧化1h后制備活性焦的最佳工藝條件為:炭化溫度600℃、炭化時(shí)間1h、活化溫度900℃、活化時(shí)間1.5h、水蒸氣流量406mL·min-1。在此條件下制得的活性焦的機(jī)械強(qiáng)度為95.2％,硫容為65.8mg·g-1。
　　 利用固定床反應(yīng)器

3、,將活性焦作為吸附劑進(jìn)行煙氣脫硫?qū)嶒?yàn),考察空速、床層溫度、SO2濃度、O2濃度、水蒸氣濃度和活性焦的表面性質(zhì)對(duì)活性焦脫硫性能的影響。結(jié)果表明,空速越小、SO2濃度越低、O2濃度和水蒸氣濃度越高,活性焦的脫硫效率越高,煙氣脫硫床層溫度80℃-100℃較適宜。活性焦的比表面積、微孔容積和總孔容積越大,活性焦的硫容越大,活性焦表面堿性基團(tuán)濃度越高,活性焦的硫容越大。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立了煙氣脫硫動(dòng)力學(xué)方程和數(shù)學(xué)模型,用其參數(shù)設(shè)計(jì)并建立了煙氣

4、量為1000Nm3·h-1的移動(dòng)床活性焦脫硫中試裝置,設(shè)計(jì)值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。
　　 將活性焦作為催化劑載體制備CuO/AC,在工業(yè)鍋爐排煙溫度下直接脫硫,考察空速、床層溫度、SO2濃度、O2濃度、水蒸氣濃度和載銅量對(duì)CuO/AC脫硫性能的影響。結(jié)果表明,空速越小、床層溫度越高、SO2濃度越低,CuO/AC的脫硫效率的越高,O2濃度對(duì)CuO/AC脫硫性能無(wú)影響,而水蒸氣不參與脫硫反應(yīng)。CuO/AC的硫容隨載銅量的增加先增加后減

5、小,綜合考慮CuO/AC的硫容和活性組分CuO的利用率,負(fù)載5%～10%的銅較適宜。硝酸處理活性焦載體后制得的CuO/AC,其硫容明顯提高。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立CuO/AC煙氣脫硫動(dòng)力學(xué)模型方程,利用模型方程模擬Cu/S摩爾比隨時(shí)間變化,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)定基本一致。
　　 分別將飽和的活性焦和失活的CuO/AC在惰性氣氛下加熱再生,在400℃下,SO2再生較完全,再生后的活性焦和CuO/AC用于煙氣脫硫,其脫硫性能幾乎沒(méi)有變化