烧结烟气活性炭净化工艺的应用研究

陈萃嫔潘中华

中冶宝钢技术服务有限公司上海200940

摘要：活性炭是一种新型的净化燃结烟气的方法，活性炭净化燃接烟气的效率比较高，环境形势越来越紧张，在这种情况下，净化燃结烟气成为了不可回避的一个重要议题。课题主要对活性炭净化燃结烟气的原理进行了分析，探讨了活性炭处理燃结烟气的优势，并以宝钢为例，对宝钢活性炭净化的工作原理进行分析，希望通过课题的研究可以使企业更好的认识活性炭净化，在企业生产过程中采用活性炭对燃结烟气进行处理，减少燃结烟气对环境的污染。

关键词：燃结烟气；活性炭；净化

引言

近些年来，国家的环境在不断的恶化，雾霾天气的数量在不断的增加，这样不仅影响着国家经济的发展，对于居民的生活及身体健康也产生了一定的危害。造成环境恶化的原因是多方面的，既有人为因素也有自然因素。人为因素主要是指生产生活中向大气中排放了大量的有毒气体，从而造成了环境质量恶化。钢铁行业是污染物排放的重灾区，钢铁行业在生产中会产生大量的有害气体，比如SO2以及NO等，燃结烟气是硫化物以及氮化物的主要集中场所，所以需要对燃结烟气进行处理。活性炭可以有效的对燃结烟气中的有害气体进行处理，从而可以有效的保护环境。

一、活性炭净化燃结烟气的原理及工艺流程

（一）活性炭净化燃结烟气的原理

SO2是一种常见的有害气体，大气中的SO2如果含量过多的话，会与空气中的雨水融合，从而导致酸雨的出现，酸雨会对建筑物以及动植物的生存产生一定的危害，活性炭可以有效的对SO2进行处理，活性炭的工作原理可以分为物理和化学两个方面，物理原理是净化的过程中并没有发生化学反应，活性炭具有很高的吸附能力，利用活性炭的这种特性，可以对燃结烟气中的SO2进行处理，活性炭处理S02的化学原理比较复杂，化学原理涉及到一系列的化学反应，首先燃结烟气中的SO2与O2以及水蒸气进行反应，生成H2SO4，反应方程式如下，2SO2+2H20+O2=2H2SO4，该反应为化学反应的总方程式，这个反应是有时间顺序的，首先是SO2与空气中的02在高温高压的条件下反应生成SO3，活性炭对空气中的SO3进行化学吸附，并将SO3吸附在内部的空洞中，此后S03与H2O反应生成H2SO4，这样就减少了燃结烟气中SO2的含量。虽然说物理原理和化学原理都可以对硫化物进行处理，但是物理吸附的效果不明显，总体而言，活性炭净化燃结烟气主要是通过化学反应，化学吸附的能力更强，效果更明显。

（二）活性炭净化燃结烟气的工艺流程

活性炭净化燃结烟气的工艺流程与活性炭净化燃结烟气的流程具有紧密的联系，工艺流程分为三个部分，首先是吸附过程，活性炭对燃结烟气中的硫化物以及氮化物进行吸附，通过化学反应将化物吸附在内部，减少燃结烟气中氮、硫化物的含量；其次是解析过程，解析主要是将活性炭吸附的气体释放出来，恢复活性炭的吸附能力；最后是回收过程，回收过程主要是对解析过程中的释放的气体进行回收，三个流程之间具有紧密的联系，任何一个流程出现问题，活性炭净化的工艺流程都不能顺利的完成。

二、活性炭处理燃结烟气的优势

（一）经济易行

处理燃结烟气中的有害气体的方法有很多，但是活性炭相对于其他方法来说经济花费更小，操作更简单。经济成本是燃结烟气处理不可回避的一个重要议题，如果花费过大的话，则会导致燃结烟气的处理得不偿失，活性炭在吸附SO2后，在受热的情况下会进行分解，也就是前面方程式的逆向反应，此时活性炭在经过冷却后又具有吸附能力，既活性炭可以循环反复的使用，活性炭的这种特性就决定了活性炭处理燃结烟气的经济成本比较低。

（二）受众企业广泛

相比于其他的净化技术，活性炭净化燃结烟气的受众企业更加广泛，活性炭净化花费少，并且不需要过高的技术，这样就使得很多中小钢铁厂也能利用活性炭来对燃结烟气进行处理。其他净化燃结烟气的方式包括脱硫技术以及NID法，这些方法对于企业的实力具有一定的要求，企业采用这些方式时需要花费大量的资金，导致很多中小企业对这些技术望而却步，活性炭净化燃结烟气适应能力更强，企业无论规模大小、技术能力高低，都可以利用活性炭对燃结烟气进行处理，这样就可以有效的降低燃结烟气中的有害气体，保证钢铁企业的生产活动的正常进行。

三、活性炭在宝钢燃结烟气中的运用分析

宝钢是我国著名的钢铁企业，每年都会生产大量的钢铁，与之而来是大量的污染气体，宝钢在发展的过程中开始利用活性炭对燃结烟气进行处理。宝钢在利用活性炭净化净化燃结烟气时，结合自身的实际情况，研发出一套适合的系统。在利用活性炭进行燃结烟气处理时，宝钢主要利用氨气，但是使用过程中发现氨气的消耗量比较大，经济成本比较高，因此宝钢对系统进行了调整，取消原有的一级吸附塔的喷氨，只使用二级吸附塔进行喷氨，这样提升了氨气的利用效率，调整后的净化系统有效性更高，可操作性更强，经济成本更小，因此这种调整受到了宝钢集团以及设计院的认可。下面对宝钢的净化过程进行具体的分析：在一级吸附塔内部，活性炭具有较强的吸附能力，此时可以将燃结烟气中的SO2进行吸附，但是随着氨气的释放，SO2会在高温的条件下与氨气发生反应，生成的产物为NH4HSO4，这种物质会附着在活性炭的表面，从而降低活性炭的吸附能力，这样就使得氨气无法与燃结烟气中的氮氧化物进行反应，这样就降低了脱硝的效率，增加了活性炭的使用量。因此将一级吸附塔取消后，活性炭的利用效率得到提升。解析系统和制酸系统是宝钢净化系统中的重要组成部分，解析系统将解析出来的硫含量丰富的气体传输到制酸系统中，产生的大量的硫酸，可以用作钢铁生产的原料。当制酸系统出现故障时，解析系统会将硫含量丰富的气体传输到二级吸附塔，由二级吸附塔中的活性炭对其进行吸附，这样降低了硫含量，为制酸系统的维修赢得了时间。通过对宝钢活性炭净化燃结烟气的分析得出以下结论：在净化燃结烟气时，需要不断的进行调整，这样才能提升净化的效果，降低燃结烟气中的硫含量。其次活性炭净化燃结烟气的效果比较明显，受到了大型企业的青睐，因此这项技术可以广泛的进行推广。

总结

燃结烟气中存在大量的有害气体，会对环境以及人体健康产生严重的影响，面对这种情况，需要采用合理的方式对燃结烟气进行处理。活性炭净化燃结烟气主要是利用吸附的原理，净化流程的开展可以分为三个过程，过程之间具有很强的联系性，每个流程都为下个流程的开展提供了条件。利用活性炭对燃结烟气进行处理经济成本比较低，并且对技术没有过高的要求，很多中小企业也可以利用活性炭对燃结烟气进行处理，企业的受众范围比较广泛。在分析时，以宝钢为例，对宝钢的活性炭净化系统的工作原理进行了论述，宝钢在利用活性炭进行燃结烟气处理时不断的对系统进行调整，提升了净化的效果。环境污染日益严重，环境保护刻不容缓，因此需要研发出更多的净化燃结烟气的技术，这样才能更好的开展生产生活活动。

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