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活性焦工艺技术原理
活性焦烟气脱硫是一种可资源化的干法烟气净化技术[8,9]。该技术利用具有特吸附性能的活性焦对烟气中的so2进行选择性吸附,吸附态的SO2在烟气中氧气和水蒸气存在的条件下被氧化为H2SO4并被储存
在活性焦孔隙内;同时活性焦吸附层相当于颗粒层过滤器,在惯性碰撞和效应作用下,烟气中的大部分粉尘颗粒在床层内部不同部位被捕集,完成烟气脱硫除尘净化。
吸附so2后的活性焦,在加热情况下,其所吸附的H2SO4与C(活性焦)反应被还原为so2,同时活性焦恢复吸附性能,循环使用;活性焦的加热再生反应相当于对活性焦进行再次活化。吸附和催化活性不但不会降低,还会有一定程度的提高。吸附再生过程中主要反应如下。
吸附反应:SO2+1/202+H20=H2SO4解吸反应:2H2S04+C=2S02+CO2+2H20
什么是活性焦?
活性焦是-种用于化工生产中的固体吸附剂,主要用于干法脱硫技术。
活性焦烟气脱硫原理是:利用活性焦的吸附特性和催化特性使烟气中SO2与烟气中的水蒸气和氧反应生成H2SO4吸附在活性焦的表面,吸附SO2的活性焦加热再生,释放出高浓度SO2气体,再生后的活性焦循环使用,高浓度SO2气体可加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。
活性焦烟气净化工艺流程
我国自主开发的活性焦烟气净化技术采用移动床工艺流程,在中试试验的基础上,进行工业化脱硫装置工艺设备的研究和工艺流程的优化。该工艺主要由吸附系统、再生系统、物料输送系统和副产品生产系统等组成,其中活性焦脱硫反应器(吸附塔)和活性焦再生反应器(解吸塔)是该技术的**。
采用喷水全蒸发方式(不产生废水)对160℃左右的烟气降温,将其冷却到适合脱硫、脱硝反应的温度(约120℃)。将冷却后的烟气导入吸附塔,与活性焦错流接触,在活性焦吸附、催化和过滤的作用下脱除烟气中的有害物质,净化后的烟气用引风机通过烟图排入大气。吸附饱和的活性焦靠自身重力流入解吸塔,用蒸汽或热风炉尾气将其加热到400℃左右,解吸出活性焦微孔中的SO2,使活性焦得以再生。再生后的活性焦筛分后用斗式提升机提升至吸附塔,同时根据需要补充适量的新鲜活性焦。解吸塔中So2体积分数大于20%千基)的气体用高温离心风机抽出.根据需要用于生产硫酸、液体SO2或等。
活性焦的吸附性能与原理
活性焦的吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程,分子的自由能会降低,因此,吸附过程是放热过程,所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同,它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。
根据活性焦吸附过程中,活性焦分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类;物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中,当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性焦的物理性质有关,与活性焦的化学性质基本无关。由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做化学反应,是污染物与活性焦间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱较化作用,是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。
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