针对太西活性焦脱硝性能的改性试验研究下载

weixin_39821746 2020-10-02 04:00:57

以太西煤为主要原料,通过添加NH4HCO3、H2NCONH2两种添加剂制备活性焦,利用模拟烟气考察活性焦的脱氮效果,通过氮气吸附、傅立叶红外和扫描电镜等分析表征活性焦的结构和形貌。研究结果表明,少量添加剂不会明显改变微孔为主的孔貌特征,但会促进中孔的生成;含氮的活性组分在高温炭化、活化后,活性焦表面含氮官能团增加,可促进脱硝效率的提高。
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以太西煤为主要原料,通过添加NH4HCO3、H2NCONH2两种添加剂制备活性焦,利用模拟烟气考察活性焦的脱氮效果,通过氮气吸附、傅立叶红外和扫描电镜等分析表征活性焦的结构和形貌。研究结果表明,少量添加剂不会明显改变微孔为主的孔貌特征,但会促进中孔的生成;含氮的活性组分在高温炭化、活化后,活性焦表面含氮官能团增加,可促进脱硝效率的提高。

采用浸渍法制备改性活性焦脱并除烟气中的NOx,研究了煅烧气氛、不同改性剂、改性剂浓度、模拟烟气温度对改性活性焦脱硝率的影响。结果表明:经FeSO4,CuSO4,K2CO3,KMnO4四种改性剂改性的活性焦中以FeSO4改性活性焦脱硝效果最佳;纯氮气气氛下煅烧制得的改性活性焦脱硝效果要好于在氮气加水蒸气气氛中获得的改性活性焦;四种不同质量分数(2%,5%,10%,20%)FeSO4改性活性焦的脱硝对比实验结果表明:5%的FeSO4改性制得的活性焦脱硝效果最好;在较低温度(80℃～180℃)范围内时,最佳的脱硝烟气温度为80℃,并且NO脱除率可稳定在40%。

为了解活性焦脱硝性能,在固定床吸附反应器上,利用正交设计,考察了温度、水含量、氧含量3个参数对活性焦脱硝性能的影响。结果表明:选用极差分析方法得到脱硝率影响主次顺序为:水含量>氧含量>>温度。在考察参数范围内,随着温度的升高,脱硝率呈下降趋势,但到一定温度后下降趋势减缓;脱硝率与水含量呈线性反比例关系,水含量越高,脱硝率越差;脱硝率与氧含量呈线性正比例关系,氧含量越低,脱硝性能越差。较优工艺参数φ(H2O)=2%,φ(O2)=10%,T=60℃条件下脱硝率大于80%。通过对活性焦脱硝因素实验研究可为活性焦烟气脱硝工程设计提供基础数据。

为了改善活性焦及配套移动床装置的脱硝性能,利用固定床反应器设计试验程序,模拟活性焦移动床烟气脱硝过程,通过优化NH3负载工艺提高整个系统的脱硝效率。分别在150、190、230、270、310、350℃条件下负载NH3,利用积分计算单位活性焦NH3处理量;然后在150℃,NO体积分数500×10-6模拟烟气条件下开展脱硝试验。选取典型的NH3负载活性焦和原样品,利用X光电子能谱仪（XPS）对其表面N元素进行高分辨率扫描。结果表明:低于230℃的NH3负载以物理吸附为主,高于230℃NH3与活性焦以化学态结合。高温NH3负载形成的含氮官能团中吡啶和吡咯等碱性含氮官能团含量有所提高;活性焦脱硝效率与其NH3负载容量存在较好的线性相关性,无论是物理或是化学吸附NH3都能提升脱硝性能。

为了开发活性焦联合脱硫脱硝工艺,选取一种商用活性焦在微型反应器上进行NH3对NO、SO2脱除影响及NO和SO2脱除交互影响试验,提出了活性焦联合脱硫脱硝工艺路线,并在实验室搭建的模拟装置上进行了工艺路线的模拟试验验证。结果表明,活性焦脱硝是低温SCR反应,NH3的存在使SO2吸附量提高约18%,说明NH3与SO2发生化学反应,有利于SO2脱除,但生成的硫铵会降低工业装置的稳定性;当活性焦无吸附NH3时,NO对SO2脱除无影响,当活性焦吸附NH3时,通入NO前后,SO2出口体积分数由0.15%降至0.13%左右,说明NO对SO2脱除有促进作用;通入SO2气体后,NO出口体积分数由0.045%迅速增至0.065%,说明SO2与NO争抢NH3,不利于脱硝。通过工艺路线模拟试验发现,当联合脱硫脱硝空速为400 h-1时,脱硫效率≥95%,脱硝效率≥70%,验证了活性焦联合脱硫脱硝工艺的可行性。

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