4 　活性焦煙氣聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)的化學(xué)過程

在吸附塔的第Ⅰ段, 在100～200 ℃和有氧和水蒸氣的條件下, SO2 和SO3 被活性焦吸附生成硫酸, 反應(yīng)過程如下:

式中, 3 代表吸附態(tài)。前3 個(gè)反應(yīng)是物理吸附, 后3 個(gè)反應(yīng)是化學(xué)吸附。在活性焦表面生成的硫酸濃度取決于煙氣的溫度和煙氣中水分的含量。化學(xué)吸附的總反應(yīng)可以表示為:

在吸附塔的第Ⅱ段噴入氨, 在活性焦的催化作用下與煙氣中的NOx 反應(yīng)生成氮?dú)? 其反應(yīng)過程如下:

凈化后的煙氣由煙囪排出, 吸附飽和后的活性焦進(jìn)入再生階段。在再生階段, 飽和活性焦被送往解吸塔加熱到400 ℃, 解吸出濃縮的SO2 氣體。再生后的活性焦又進(jìn)入吸附塔循環(huán)使用。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:

加熱再生過程存在活性焦的流失, 如果有硫酸銨生成, 則可以降低活性焦的損耗, 反應(yīng)式為:

解吸出的高濃度SO2 氣體可以直接用于制酸或進(jìn)一步生成硫銨, 也可以加工成單質(zhì)硫或液態(tài) SO2 。

在該工藝過程中, SO2 的脫除反應(yīng)優(yōu)先于NOx 的脫除反應(yīng)。在含有高濃度的SO2 煙氣中, 進(jìn)行的是SO2 脫除反應(yīng); 在SO2 濃度較低的煙氣中, NOx 脫除反應(yīng)占主導(dǎo)地位。吸收塔入口SO2 濃度與脫硝效率存在一定的聯(lián)系, 如圖3 所示, 脫硝效率隨著SO2 濃度的增大而降低。同時(shí), SO2 濃度越高, 氨的消耗就越大, 即為大多數(shù)活性焦工藝使用二級(jí)吸收塔的原因。實(shí)踐證明, 在長(zhǎng)期連續(xù)和穩(wěn)定運(yùn)行條件下, 能達(dá)到很高的脫硫效率和脫硝效率, 如圖4 所示。

溫度對(duì)SO2 與NOx 的脫除率也有影響, 如圖4 所示。隨著溫度的升高, 脫硫效率降低, 脫硝效率增大。