脫硫脫硝活性炭制備工藝及其發(fā)展

楊敏

安勝化學(xué)有限公司 新疆哈密 839129

活性炭是一種孔隙豐富、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于食品加工、制藥、化學(xué)、冶金、國防及環(huán)境保護(hù)等行業(yè)。采用不同的原料和工藝可以制備出不同品種的活性炭，不同品種活性炭由于其孔隙特性和表面特性的差異，表現(xiàn)出不同的吸附特性。活性炭按形狀可分為粉狀炭和顆粒炭兩種。粉狀炭的粉粒大小可根據(jù)需要加工；顆粒炭又分為不定型炭和定型炭。

1 脫硫脫硝活性炭制備工藝

1.1 備煤工序

脫硫脫硝活性炭的原料是焦煤、焦粉，將干燥后的原料煤經(jīng)斗式提升機(jī)送入原料倉儲存，干燥后的兩種原料煤經(jīng)過皮帶計(jì)量秤按比例混合，由皮帶運(yùn)輸機(jī)，螺旋輸送機(jī)及斗提機(jī)送入配煤倉儲存，在送入混煤倉前，應(yīng)對原煤進(jìn)行除鐵[1]。

1.2 制粉工序

混合煤經(jīng)電子計(jì)量給煤機(jī)及斗提機(jī)送入立式磨機(jī)，粒度達(dá)到200 目的煤粉經(jīng)風(fēng)選后，由集塵器收集，再將煤粉送入煤粉倉，煤粉從煤粉倉經(jīng)密封刮板輸送機(jī)送入煤粉高位倉。

1.3 成型工序

煤粉經(jīng)螺旋給料機(jī)進(jìn)入緩沖料倉，再由容積式密閉定量供料器計(jì)量后進(jìn)入混合攪拌機(jī)。煤粉、煤焦油和水按照一定比例在攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，然后送入雙軸差速捏合機(jī)捏合成煤膏，之后進(jìn)入平模碾壓造粒機(jī)進(jìn)行造粒成型，成型后的炭條經(jīng)過皮帶輸送機(jī)送入網(wǎng)式干燥機(jī)，通過波狀擋邊皮帶輸送機(jī)，振動篩送入炭化緩沖料倉，供炭化爐用。

1.4 炭化工序

炭化是將各種炭質(zhì)原料在隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫干燥和干餾的過程。

圖1 炭化爐

1.5 活化工序

在爐內(nèi)，炭化料、蒸汽和空氣在高溫條件下進(jìn)行混合反應(yīng)，制成活化料。炭的活化反應(yīng)是在活化爐的活化段進(jìn)行的，在活化段產(chǎn)品道與氣道垂直相通，炭與活化氣體直接接觸進(jìn)行活化，產(chǎn)生大量含有CO、H2的水煤氣。此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，致使?fàn)t內(nèi)溫度逐漸下降，此時(shí)稱為冷卻半爐。冷卻半爐中剩余的水蒸氣和反應(yīng)生成的水煤氣混合氣體經(jīng)下連煙道進(jìn)入加熱半爐，由鼓風(fēng)機(jī)送來二次空氣，使混合氣體可燃成分燃燒放出大量熱，此時(shí)稱為加熱半爐[2]。

2 活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)

（1）SCR 聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)與干濕法比較。采取半干法或濕法來實(shí)現(xiàn)脫硫，脫硝采用SCR 技術(shù)。將煙氣中的氮氧化物來采取該種方式進(jìn)行處理，其脫除率可達(dá)90%以上，可以大大減少污染。不過，在采取該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要一定的反應(yīng)溫度，目前低溫催化劑反應(yīng)溫度需大于190℃。（2）活性炭干法的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)。一般情況下，活性炭干法的脫硫脫硝技術(shù)主要是由煙氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、活性炭輸送系統(tǒng)、氨站、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)以及儀表控制系統(tǒng)構(gòu)成，該項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)于脫除SO2、NOx、二噁英、重金屬等工程當(dāng)中，脫硫效率不低于90%。但由于該項(xiàng)技術(shù)對自動化要求較高、工藝流程復(fù)雜，投資規(guī)模較大，且需要使用大量的活性炭吸附劑，因此需結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況來選擇該技術(shù)。

3 脫硫廢水的處理

脫硫廢水輸送泵來的廢水首先收集在廢水緩沖池中，同時(shí)廢水處理間設(shè)備排污水均流向廢水緩沖池，不允許直接對外排放。廢水緩沖池中配置多孔U-PVC 布?xì)夤埽_茨風(fēng)機(jī)作為曝氣及攪拌用，曝氣除去COD。廢水再由緩沖池提升泵送至廢水處理系統(tǒng)的三聯(lián)箱中。脫硫廢水直接打入中和箱。除此之外，在中和箱之中，需要做好廢水PH 數(shù)值的調(diào)整，其中可以添加石灰乳，在整個(gè)過程中，重金屬往往會逐漸從廢水中得以沉淀。對于沉降箱而言，需要針對性的添加有機(jī)硫藥液，這樣一來便可以促使重金屬與硫化物形成化合物，并得以沉淀[3]。其中在廢水處理過程中，各類重金屬物逐漸沉淀，并分散在各個(gè)體系之中，難于沉降，為了提高沉降效果，需向絮凝箱中按比例加入絮凝劑聚鐵（FeCLSO4）。為進(jìn)一步促使絮凝之后的礬花形成大顆粒，那么則需要將PAM 及時(shí)的添加到絮凝箱的出口管路上，這樣一來，在經(jīng)過相關(guān)化學(xué)作用之后逐漸流入澄清濃縮池之中，實(shí)現(xiàn)固體與液體的分離。換而言之，等到澄清濃縮池滿溢之后，要及時(shí)添加HCL，然后做好PH 數(shù)值的調(diào)整工作，使其處于標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，經(jīng)清水泵輸送至渣水一體化初沉池回用。澄清濃縮池底部污泥通過污泥輸送泵送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，脫水減容后泥餅外運(yùn)處理，澄清濃縮池設(shè)置液位計(jì)。

4 脫硫脫硝活性炭的應(yīng)用發(fā)展

脫硫脫硝活性炭對有色金屬的冶煉尾氣、燒結(jié)尾氣、燃煤電廠煙氣、城市垃圾焚燒煙氣以及水泥、陶瓷、玻璃、化工、石油等行業(yè)中燃煤煙氣、燃油煙氣和工業(yè)尾氣中SO2、NOX 的脫除效果好。

5 結(jié)語

活性炭吸附工藝具有脫硫、脫硝、除塵等一體化功能，在鋼鐵燒結(jié)煙氣凈化方面有好的工程實(shí)例，該論文針對脫硫脫硝用活性炭的原材料、生產(chǎn)過程、吸附理論等進(jìn)行了論述，分析了脫硫脫硝活性炭在工程中的應(yīng)用機(jī)理。并結(jié)合活性炭生產(chǎn)、運(yùn)輸和工程應(yīng)用中存在的問題，提出了其相應(yīng)的注意事項(xiàng)，以供同行參考。