SO2作为一种现如今主要的大气污染物, 它具有强烈的刺鼻气味和带有涩味的无色气体, 当SO2浓度达到30~40ppm之间时, 人体便会产生明显的呼吸困难的感觉。SO2最突出危害表现为从二氧化硫转变成的三氧化硫和硫酸, 是硫酸烟雾和酸雨形成的主要来源, 酸雨会对生态系统、人类生产生活以及人体健康产生巨大的破坏作用[1]。并将产生对生态环境和人类生产生活的问题, 造成不容忽视的经济和文化损失。因此削减和控制燃煤产生的SO2、实现经济与环境双赢是我国能源和环境保护部门面临的严峻挑战。
已有的研究结果表明, 在活性焦脱硫过程中, 烟气中的SO2、H2O和O2首先吸附在活性焦表面, 在活性焦的吸附和催化作用下, 吸附态的二氧化硫、水蒸汽和氧气反应生成硫酸。吸附有SO2的活性焦经过加热再生脱附后, SO2得以释放;再生后的活性焦恢复脱硫性能, 可以多次利用;而脱附出来的高浓度SO2可以用来加工硫、硫酸等化工产品[2]。其主要化学反应式如下[3,4,5]
目前负载金属的活性焦制备方法主要采用浸渍法和共混法。浸渍法活性组分只负载在活性焦的外表面, 制备工艺复杂、时间长。加热再生时, 负载在活性焦外表面的活性组分因活性焦表面碳与硫酸发生化学反应而失去支撑, 易于脱落流失, 导致活性焦催化活性显著降低。然而采用共混法负载金属氧化物, 负载和活化可以一次完成, 制备过程相对简单, 活性组分在整个活性焦内均匀分布, 同时具有较好的调节孔隙结构功能, 在加热再生时, 表面上碳与硫酸反应只能使活性焦表面上的催化组分脱落, 但内部的活性组分继续发挥催化作用, 并且再生时内部的金属氧化物还可造孔, 从而不会导致活性焦的催化活性显著降低[6,7,8]。
目前, 商用活性焦脱硫容量低, 活性焦用量大, 需要频繁再生, 不但装置体积大, 投资高, 而且输送和再生能耗高, 活性焦损耗量也较大, 导致运行成本高, 制约了活性焦脱硫技术的推广应用。因此选用高催化活性的添加剂, 对活性焦进行改性, 提高活性焦的脱硫性能, 是降低活性焦脱硫成本的有效途径。美国杜康拉公司和EAP对48种金属氧化物的催化氧化SO2作用进行了研究, 发现在锅炉烟气温度范围内, Mn、Cu、Fe、V、Co、Ni、Cr、Ce等过度金属氧化物能有效脱除SO2, 吸附剂再生性能很好, 吸附速率经济上可行[9]。
摘要：活性焦法烟气脱硫技术具有流程简单, 脱硫效率高, 占地面积小, 能同时脱除多种污染物, 二次污染小等优点。但目前商用活性焦脱硫容量低, 活性焦用量大, 投资和运行成本高, 限制了活性焦脱硫技术的推广应用。因此, 开发低成本高脱硫活性的活性焦是国内外研究的热点。我国的二氧化硫污染严重, 烟气脱硫污染控制势在必行。本文综述了以烟煤作为原料, 过渡金属氧化物等作为添加剂, 水蒸汽活化制备改性活性焦的制备工艺以及用于脱硫过程中, 影响其脱硫的操作条件。
关键词：改性活性焦,过渡金属氧化物,烟气脱硫
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