活性焦一體化脫硫脫硝煙氣凈化技術

羅志強

摘 要：為了解決城市垃圾焚燒污染問題，本文選取活性焦作為主要材料，通過設置活性炭循環傳輸通道，搭建煙氣輸送口，對活性炭采取再生處理，利用脫硫脫硝吸附裝置及氨氣蒸發裝置，構建脫硫脫硝煙氣凈化吸附系統。測試結果表明，本系統的應用使得單臺鍋爐煙氣處理量增加了3萬m3/h，并且HCL、SO2、NOX、粉塵排放量均有所改善。各項材料指標在凈化條件允許范圍之內，此系統的設計有助于我國解決燃煤污染問題。

關鍵詞：活性焦;垃圾焚燒;一體化

大部分城市以焚燒作為垃圾處理主要方式，生成大量重金屬、NOX顆粒物、SO2等污染物，對環境造成嚴重污染[1]。當前采用常規焚燒污染物處理工藝均未達到焚燒污染控制標準，其中，NOX顆粒物、SO2含量較高，如何脫硫脫硝成為當前研究難點。本文將根據活性焦性質，提出一體化脫硫脫硝凈化處理方案，通過實踐應用驗證方案可靠性。

一、活性焦性質

活性焦是1種以煤炭為原料制作的吸附材料，成本較低，化學性質穩定，具有較好的還原性和熱穩定性，通常情況下，作為還原劑使用。

1、物理特性

活性焦內部含有較多微孔，使得該材料具有較好的吸附性。按照國際標準，按照孔徑大小不同，可以將其劃分為大孔、中孔、小孔3種孔徑，用于不同催化需求的化學處理[2]。其中，大孔孔徑在50nm以上，中孔孔徑范圍2-50nm，小孔孔徑為2nm。

2、化學特性

該材料表面附著大量含氮官能團和含氧官能團，容易吸附酸性及堿性物質，與活性炭相比，此材料脫硫性能更強一些。

3、再生特性

材料凈化煙氣時，表面吸附大量物質，采用水洗法或者加熱法等，可生成硫酸、單質硫、液態二氧化硫等[3]。

通過分析活性焦特性可知，此材料適合凈化焚燒煙氣。因此，本文將選取此材料作為焚燒煙氣凈化處理主要材料，對凈化吸附系統進行設計研究。

二、活性焦一體化脫硫脫硝煙氣凈化吸附系統

1、系統組成

本系統以活性焦為核心材料，設計煙氣凈化吸附系統。該系統主要由活性炭循環傳送子系統、活性炭再生子系統、脫硫脫硝吸附子系統、煙氣子系統、氨氣蒸發子系統組成。其中，活性炭循環傳送子系統是整個系統凈化吸附處理物質傳輸通道，煙氣子系統是焚燒煙氣來源，向系統提供煙氣的控制裝置，其余3個子系統是本系統的核心部分。

2、脫硫脫硝吸附子系統

該部分由6個脫硫脫硝模塊構成，處理量均為75000Nm3/h，沿著從上至下方向依次傳送焚燒煙氣，在閥門控制下，對吸附模塊、活性炭設備等進行吸附控制，實現脫硫脫硝處理。整個系統運行期間，塔體不存在死角，采用壓縮空氣吹掃，便于凈化精度提升。考慮到凈化處理期間，活性焦可能出現悶燃情況，對系統正常運行造成威脅，本系統在各個吸附塔中配備了防爆門，并設置了氮氣消防裝置，凈化塔阻力在1800Pa以下，符合吸附力控制要求。

3、活性炭再生子系統

利用活性焦吸附含有二氧化硫的活性炭，在傳送子系統的作用下，將其傳輸至再生塔，利用列管式換熱型式，對再生塔中物質加以處理。為了滿足化學反應環境溫度要求，將其劃分為冷卻段和加熱段，選取氮氣作為加熱介質，并控制再生反應行走途徑，得到預期反應物質。在此過程中，換熱介質流通途徑為殼程，活性炭流通途徑為管程。沿著從上至下方向依次處理，利用閥門控制物料流通，在冷卻段、加熱段、振動篩等作用下，得到再生物質。

4、氨氣蒸發子系統

該子系統主要用于脫硝，設定氨水額定蒸發流量大小為750kg/h，在溫度變送器作用下，與蒸氣閥門建立連接，針對管網溫度變化情況控制閥門，使得當前環境達到最佳脫硝環境。如果子系統運行期間出現異常需要檢修，此時立即關閉蒸氣調節閥，避免設備受損。當物料進入殼程后，子系統內置氣液分離器將去除霧滴，將生成氣體在設定溫度下傳輸至氨氣混合器中，保證氨氣供應充足，使得整個子系統得以正常運行。

三、系統應用分析

1、工程概況

本文以杭州蕭山錦江垃圾焚燒凈化工程為例，對焚燒污染物凈化方案進行探究。此工程由3臺垃圾焚燒鍋爐組成，排放煙氣量大約為15萬Nm3/h。傳統的袋式除塵器已經滿足不了除塵需求，本文將采用煙氣凈化吸附系統加以處理。

2、工程設計

分別在3臺垃圾焚燒鍋爐處安裝煙氣凈化裝置，每臺鍋爐配備2套凈化塔，將其布置在同一場地，由1套再生系統供應所需化學物質。另外，利用氨區系統和SNCR處理煙氣，并將剩余的氨水傳送回系統循環利用。與煙氣充分混合脫硫脫硝。

3、應用效果分析

按照上述工程方案，對煙氣進行凈化吸附處理，調節凈化塔進口溫度為135℃，冷卻水4t/h，向系統提供濃度為20%的氨水進行測試，得到如表1所示的系統性能測試結果。

總結

本文圍繞焚燒污染物處理問題展開研究，選取活性焦作為煙氣凈化材料，構建一體化脫硫脫硝煙氣凈化吸附系統。通過調控凈化溫度，輸送充足的氨氣等物料，使得煙氣得以穩定處理，氨水再循環利用，在提高資源利用率的同時，減少焚燒污染物排放。系統測試結果表明，本系統可以滿足焚燒污染物處理需求，對環境治理幫助較大。

參考文獻

[1]解煒，曲思建，王鵬，等.移動床工藝條件下NH_3負載活性焦脫硝優化研究[J].煤炭科學技術，2018，46（08）：215-219.

[2]尹壽來，朱寶忠，孫運蘭，等.Fe2O3/AC催化劑的低溫選擇性催化還原脫硝性能[J].過程工程學報，2018，18（2）：330-336.

[3]付俊清.鋼鐵行業燒結煙氣脫硫脫硝技術探析[J].低碳世界，2018，No.180（06）：29-30.