火电厂应用活性焦烟气脱硫技术分析

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时间：2016-06-15 19:51:20

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火电厂应用活性焦烟气脱硫技术分析　　根据一个2×330 MW火电工程模拟设计方案和计算数据，对活性焦烟气脱硫技术在火电厂的应用进行了综述和分析，并提出了几点建议。　

　　根据一个2×330 MW火电工程模拟设计方案和计算数据，对活性焦烟气脱硫技术在火电厂的应用进行了综述和分析，并提出了几点建议。

　　0 引言

　　火电厂SO2排放指控指标日趋严格，烟气脱硫是控制SO2排放所使用的主要手段，目前国内外使用的工艺系统主要有：石灰石-石膏法、海水法、旋转喷雾干燥法、循环流化床以及活性焦烟气脱硫工艺。

　　石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺在国内已普遍应用，一般脱硫效率在95%以上，系统运行稳定。但耗水量相对较高。活性焦烟气脱硫近年受到广泛关注，脱硫效率在95%以上，尤其在资源回收和节水方面优点突出。符合干旱地区国家节水政策，尤其对于中国主要产煤区缺水严重且运力紧张的现状，火电厂烟气脱硫的节水技术尤其重要。

　　文中以2台330 MW机组模拟设计方案为例，对活性焦烟气脱硫技术和工程方案进行论述。

　　1 活性焦脱硫工艺

　　1.1 活性焦的吸附反应机理

　　当烟气中含有足量水汽和 O2 时，活性焦烟气脱硫是一个化学吸附和物理吸附同时存在的过程[1]。首先发生的是物理吸附，然后焦表面的某些含氧络合物基团是SO2吸附及催化氧化的活性中心，在有水和氧气存在的条件下将吸附到活性炭表面的SO2最终催化氧化为 H2SO4。可能的反应路径为：

　　SO2+H 2O → H2SO3 ，(1)

　　O2 +H 2 SO 3 → H 2 SO 4 ，(2)

　　就吸附过程而言，工业上应用较多的是固定床和移动床。其中研究和应用较多的是德国和日本。固定床吸附塔(器)吸附再生工艺存在通量小、不连续、高压降、再生切换频繁等问题，限制了其大规模应用。

　　1.2活性焦的解吸(再生)反应机理

　　活性焦的解吸和吸附相比是一个相反的过程。硫酸存在于活性焦的微孔中,吸附了SO2的活性焦被加热到400 ℃～500 ℃,蓄积在活性焦中的硫酸或硫酸盐分解脱附,产生的主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O,其物理形态为富SO2的气体,在合适的工艺条件下,SO2体积分率可达到20%以上。可能的反应路径为：

　　2H2SO4+CàCO2 +2SO2 + 2H2O，(3)

　　活性焦的解析过程相当于再生过程，在不断地吸附与解析循环中,活性焦受到物理和化学的再生作用,恢复活性后重复使用。

　　1.3活性焦的工艺系统流程

　　烟气通过活性焦吸附脱硫装置被净化，吸附饱和的活性焦靠重力流至解吸再生装置，通过加热使活性焦再生，释放出的高浓度SO2混合气体采用现有成熟的工艺技术可用于生产商品浓硫酸、液态SO2、结晶硫磺、硫酸铵等含硫化工产品，再生后的活性焦经筛选后由活性焦输送系统送入活性焦吸附脱硫装置循环使用，筛下的少量小颗粒活性焦可作为锅炉等的燃料。

　　1.4 技术进展和发展现状

　　活性焦烟气脱硫工艺开发于20世纪60年代，并于80年代开始工业应用，属于干法烟气脱硫工艺。已有数种方法在日本、德国、美国等国家得到工业应用，其代表方法有日立法、住友法、鲁奇法、BF法及Reidluft法等。目前该工艺在国外已由火电厂扩展到石油化工、硫酸和化肥工业等领域。