火電廠應(yīng)用活性焦煙氣脫硫技術(shù)分析

　　 根據(jù)一個2×330 MW火電工程模擬設(shè)計方案和計算數(shù)據(jù)，對活性焦煙氣脫硫技術(shù)在火電廠的應(yīng)用進行了綜述和分析，并提出了幾點建議。

　　0 引言

　　火電廠SO2排放指控指標(biāo)日趨嚴(yán)格，煙氣脫硫是控制SO2排放所使用的主要手段，目前國內(nèi)外使用的工藝系統(tǒng)主要有：石灰石-石膏法、海水法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、循環(huán)流化床以及活性焦煙氣脫硫工藝。

　　石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝在國內(nèi)已普遍應(yīng)用，一般脫硫效率在95%以上，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。但耗水量相對較高?；钚越篃煔饷摿蚪晔艿綇V泛關(guān)注，脫硫效率在95%以上，尤其在資源回收和節(jié)水方面優(yōu)點突出。符合干旱地區(qū)國家節(jié)水政策，尤其對于中國主要產(chǎn)煤區(qū)缺水嚴(yán)重且運力緊張的現(xiàn)狀，火電廠煙氣脫硫的節(jié)水技術(shù)尤其重要。

　　文中以2臺330 MW機組模擬設(shè)計方案為例，對活性焦煙氣脫硫技術(shù)和工程方案進行論述。

　　1 活性焦脫硫工藝

　　1.1 活性焦的吸附反應(yīng)機理

　　當(dāng)煙氣中含有足量水汽和 O2 時，活性焦煙氣脫硫是一個化學(xué)吸附和物理吸附同時存在的過程[1]。首先發(fā)生的是物理吸附，然后焦表面的某些含氧絡(luò)合物基團是SO2吸附及催化氧化的活性中心，在有水和氧氣存在的條件下將吸附到活性炭表面的SO2最終催化氧化為 H2SO4?？赡艿姆磻?yīng)路徑為：

　　SO2+H 2O → H2SO3 ，(1)

　　O2 +H 2 SO 3 → H 2 SO 4 ，(2)

　　就吸附過程而言，工業(yè)上應(yīng)用較多的是固定床和移動床。其中研究和應(yīng)用較多的是德國和日本。固定床吸附塔(器)吸附再生工藝存在通量小、不連續(xù)、高壓降、再生切換頻繁等問題，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

　　1.2活性焦的解吸(再生)反應(yīng)機理

　　活性焦的解吸和吸附相比是一個相反的過程。硫酸存在于活性焦的微孔中,吸附了SO2的活性焦被加熱到400 ℃～500 ℃,蓄積在活性焦中的硫酸或硫酸鹽分解脫附,產(chǎn)生的主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O,其物理形態(tài)為富SO2的氣體,在合適的工藝條件下,SO2體積分率可達到20%以上?？赡艿姆磻?yīng)路徑為：

　　2H2SO4+CàCO2 +2SO2 + 2H2O，(3)

　　活性焦的解析過程相當(dāng)于再生過程，在不斷地吸附與解析循環(huán)中,活性焦受到物理和化學(xué)的再生作用,恢復(fù)活性后重復(fù)使用。

　　1.3活性焦的工藝系統(tǒng)流程

　　煙氣通過活性焦吸附脫硫裝置被凈化，吸附飽和的活性焦靠重力流至解吸再生裝置，通過加熱使活性焦再生，釋放出的高濃度SO2混合氣體采用現(xiàn)有成熟的工藝技術(shù)可用于生產(chǎn)商品濃硫酸、液態(tài)SO2、結(jié)晶硫磺、硫酸銨等含硫化工產(chǎn)品，再生后的活性焦經(jīng)篩選后由活性焦輸送系統(tǒng)送入活性焦吸附脫硫裝置循環(huán)使用，篩下的少量小顆粒活性焦可作為鍋爐等的燃料。 

 

　　1.4 技術(shù)進展和發(fā)展現(xiàn)狀

　　活性焦煙氣脫硫工藝開發(fā)于20世紀(jì)60年代，并于80年代開始工業(yè)應(yīng)用，屬于干法煙氣脫硫工藝。已有數(shù)種方法在日本、德國、美國等國家得到工業(yè)應(yīng)用，其代表方法有日立法、住友法、魯奇法、BF法及Reidluft法等。目前該工藝在國外已由火電廠擴展到石油化工、硫酸和化肥工業(yè)等領(lǐng)域。

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