活性焦的制備及其煙氣脫硫的實驗研究.pdf

1、活性焦(AC)煙氣脫硫是一種可資源化煙氣脫硫工藝,該工藝不但可以脫除煙氣中的SO2,還可實現(xiàn)硫資源回收,是當前研究的重要脫硫方法。本文以粘結(jié)性煤為原料,通過簡化生產(chǎn)工藝(原煤破碎、預氧化、炭化和活化)制備活性焦,將此活性焦分別作為吸附劑和催化劑載體用于煙氣脫硫和再生實驗并進行了相關(guān)研究,最后進行了活性焦煙氣脫硫中試研究。
　　 將粘結(jié)性煤破碎后在空氣中氧化,通過炭化、活化制備活性焦。結(jié)果表明,粘結(jié)性煤經(jīng)過氧化后,可降低煤的粘結(jié)性

2、,增加煤的孔隙率:氧化溫度越高、氧化時間越長,煤的粘結(jié)性越低,孔隙率越高。與煤未氧化得到的炭化料和活性焦相比,煤氧化后得到的炭化料和活性焦的比表面積、微孔容積和總孔容積有明顯的提高。煤在270℃氧化1h后制備活性焦的最佳工藝條件為:炭化溫度600℃、炭化時間1h、活化溫度900℃、活化時間1.5h、水蒸氣流量406mL·min-1。在此條件下制得的活性焦的機械強度為95.2％,硫容為65.8mg·g-1。
　　 利用固定床反應器

3、,將活性焦作為吸附劑進行煙氣脫硫?qū)嶒?考察空速、床層溫度、SO2濃度、O2濃度、水蒸氣濃度和活性焦的表面性質(zhì)對活性焦脫硫性能的影響。結(jié)果表明,空速越小、SO2濃度越低、O2濃度和水蒸氣濃度越高,活性焦的脫硫效率越高,煙氣脫硫床層溫度80℃-100℃較適宜?；钚越沟谋缺砻娣e、微孔容積和總孔容積越大,活性焦的硫容越大,活性焦表面堿性基團濃度越高,活性焦的硫容越大。在實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立了煙氣脫硫動力學方程和數(shù)學模型,用其參數(shù)設計并建立了煙氣

4、量為1000Nm3·h-1的移動床活性焦脫硫中試裝置,設計值與實驗結(jié)果基本吻合。
　　 將活性焦作為催化劑載體制備CuO/AC,在工業(yè)鍋爐排煙溫度下直接脫硫,考察空速、床層溫度、SO2濃度、O2濃度、水蒸氣濃度和載銅量對CuO/AC脫硫性能的影響。結(jié)果表明,空速越小、床層溫度越高、SO2濃度越低,CuO/AC的脫硫效率的越高,O2濃度對CuO/AC脫硫性能無影響,而水蒸氣不參與脫硫反應。CuO/AC的硫容隨載銅量的增加先增加后減

5、小,綜合考慮CuO/AC的硫容和活性組分CuO的利用率,負載5%～10%的銅較適宜。硝酸處理活性焦載體后制得的CuO/AC,其硫容明顯提高。在實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立CuO/AC煙氣脫硫動力學模型方程,利用模型方程模擬Cu/S摩爾比隨時間變化,模擬結(jié)果與實驗測定基本一致。
　　 分別將飽和的活性焦和失活的CuO/AC在惰性氣氛下加熱再生,在400℃下,SO2再生較完全,再生后的活性焦和CuO/AC用于煙氣脫硫,其脫硫性能幾乎沒有變化