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1、固体吸附剂对烟气的治理岑永健 024442444300(华南师师范大学学 化学学与环境境学院 广东广州 51000000)摘要：由由于我国国工业能能源的主主要原料料是煤炭炭，因此此无可避避免的会会被燃煤煤烟气中中的各种种污染物物质所困困扰。本本文从几几个方面面浅析了了几种利利用固体体吸附剂剂来治理理烟气的的方法。关键词：固体吸吸附剂；烟气；痕量重重金属；脱硝；脱硫1.前言言煤炭是重重要的燃燃料和化化工原料料，即使在在石油占占据了能能源主导导地位的的年代，煤炭的的作用仍仍不能忽忽视。美美国每年年产煤110000Mt，用于发发电的就就占了约约8000Mt，煤炭在在美国电电力工业业所用的的各种燃燃料
2、中所所占的比比例也最最大。煤煤炭在我我国电力力工业和和化学工工业中也也扮演了了突出的的角色。我国119944 年发发电0. 91110122kWh，其中中火力发发电占880%，煤炭约约4000Mt；20000年发发电量达达到1.510122kWh，耗煤量量将从产产煤量的的40%增加到到70%以上11,2 。这些些都说明明煤炭在在电力工工业中所所起的重重要作用用是其他他燃料无无法替代代的。大量的排排放物灰灰尘、SSO2、Noxx所引起起的温室室效应、酸雨和和臭氧层层破坏等等环境污污染已成成为国内内外一致致关切的的、影响响人类生生存环境境的严重重问题。近年来来燃煤锅锅炉产生生的有毒毒痕量元元素对环
3、环境的危危害亦越越来越被被人们所所关注。3各种治治理大气气污染的的技术已已成为各各国环保保工作者者最紧迫迫的使命命。2.脱硝硝除硫由于煤炭炭的广泛泛应用,造成了了空气中中大量存存在着SSOx 和NOxx 气体体。SOO2排放量量中900%来源源于燃煤煤烟气;NOxx 排放放量中660%来来源于燃燃煤烟气气。硫氧氧化物(SOxx ,一一般988%99%为SO2,其余为为SO3) 和氮氮氧化物物(NOOx 一一般900 %99. 5 %为NO ,其余余为NOO2) 的排排放是形形成酸雨雨的主要要原因,它们对对人类健健康和自自然界的的生态平平衡造成成极大的的危害。4.52.1 炭质材材料吸附附法如图
4、1所所示,给出活活性炭联联合脱硫硫硝工艺艺的全过过程,它主要要由吸收收、解吸吸和硫回回收三部部分组成成6 。进进入吸收收塔的烟烟气温度度在12201600之间时时具有最最高的脱脱除效率率。如图图2所示,SSO2的脱除除率可达达到988%左右右,NOOx的脱脱除率在在80%左右7110。吸收收塔内由由上下两两段组成成。活性性炭在重重力的作作用下，从第二二段的顶顶部下降降至第一一段的底底部。烟烟气由下下而上流流过,流经吸吸收塔的的第一段段时SOO2被脱除除,流经第第二段时时,喷入氨氨除去NNOx。图1 活性炭炭工艺联联合脱除除SO2/ NNOx 装置系系统示意意图炭质吸附附材料主主要是活活性炭和和
5、活性焦焦,目前日日本最新新烟道气气脱硫脱脱硝技术术就是用用活性炭炭纤维(ACFF) 来来处理11,这种脱脱硫脱硝硝法在常常温下进进行,副产物物硫酸、硫酸盐盐及硝酸酸、硝酸酸盐可以以回收利利用。2.2氧氧化铜吸吸附法二十世纪纪70年代代由美国国PETTC(PPitttsbuurghhEneergyy Teechnnoloogy Cennterr)以CuOO/-All2O3作为吸吸附剂对对同时脱脱除烟道道气中NNOx和和SO2进行了了研究,考察了了吸附温温度、流流化床床床层温度度等各种种因素的的影响12.13。在我我国,中国科科学院山山西煤炭炭化学研研究所煤煤转化国国家重点点实验室室也对此此方法进
6、进行了研研究,但其所所采用的的载体为为活性炭炭14。CuO/-All2O3吸附- 催化脱脱除SOO2、NOxx过程的的机理如如下:CuO + SSO2 + 1/ 2O22CuuSO444NO + 44NH33 + O24NN2 + 6H22O2NO22 + 4NHH3 + O23NN2 + 6H22OCuSOO4 + 1/ 2CHH4Cuu + SO22 + 1/ 2COO2 + H2OCu + 1/ 2OO2CuuO在众多烟烟气除硫硫技术当当中，活活性炭法法是比较较成熟的的，在国国内外都都有商业业化运行行的装置置。3. 痕痕量重金金属 目前国国内外电电站广泛泛使用分分级燃烧烧这种燃燃烧方式式
7、以降低低氮氧化化物的排排放,但是分分级燃烧烧对重金金属影响响以及分分级燃烧烧时固体体吸附剂剂对重金金属元素素排放的的影响国国内外还还鲜见报报道。煤中的痕痕量元素素，在煤煤燃烧过过程中，随着温温度的升升高，痕痕量元素素如Hgg、Pb、Cr、Cd等会会挥发出出来并附附着在亚亚细微米米颗粒上上，随之之排入大大气中，对生态态环境和和人体造造成危害害。亚细细微米颗颗粒在大大气中主主要以气气溶胶形形式存在在，不易易沉降，其化合合物不易易被微生生物降解解，可以以在人体体内沉积积，并可可以转化化为毒性性很大的的有机化化合物15。国内外研研究表明明固体吸吸附剂对对烟气中中的重金金属蒸气气的清除除非常有有效. 吸
8、附过过程是一一个包含含有吸附附、凝结结、扩散散和化学学反应的的复杂过过程116119 .比较较成熟的的做法是是在煤燃燃烧中添添加固体体吸附剂剂来捕获获重金属属。美国的TT.C.Ho等等20曾在流流化床燃燃烧器中中进行了了固体吸吸附剂的的相关实实验，指指出流化化床中痕痕量元素素的吸附附效率在在一定的的条件下下可以达达到955%，而而且对CCd和Pb的吸吸附效果果石灰石石要好于于沙子和和氧化铝铝。M.V.SScottto等等21研究了了固体吸吸附剂对对Cd和Pb的吸吸附机理理，实验验表明选选用的两两种吸附附剂（高高岭土和和铝土矿矿）对PPb的吸吸附效果果很好，而对CCd而言言，铝土土矿的吸吸附效果
9、果好于高高岭土。华中科技技大学煤煤燃烧国国家重点点实验室室222的实实验选用用高岭土土、CaaCO33和Al2OO3作为吸吸附剂。（高岭岭土的主主要成份份是SiiO2、Al22O3和少量量的Fee2O33），煤煤则选用用了河南南平顶山山烟煤和和焦作无无烟煤及及贵州六六盘水贫贫煤。其其实验结结果见表表2。表2灰中中痕量元元素的含含量(g/gg)Tab. 2 Thhe cconttentt off trracee ellemeentss inn assh (g/gg)从表2可可以看出出氧化铝铝、石灰灰石和高高岭土对对Cr 有很好好的吸附附效果，在烟煤煤中尤为为明显。而对CCd 的的吸附效效果不明明
10、显，CCd大部部分随烟烟气逸散散入大气气中。高高岭土对对Pb 有很好好的吸附附作用，在烟煤煤中添加加高岭土土有900.166%的Pb 留在了了灰中，而未添添加吸附附剂时这这一比例例为211.388%。Hg最易易挥发，几乎全全部随烟烟气排出出，在飞飞灰和底底灰中几几乎没有有。4.二氧氧化碳以色列SSolmmecss有限公公司已开开发出一一种从气气流(如如粉体工工厂烟道道气)中中萃取二二氧化碳碳的新工工艺。被称为CCTSAA的工艺艺是以SSolmmecss开发出出来的合合适的固固体吸附附剂为基基础的。这种高高空隙率率化合物物在45565温度下下,通过化化学吸附附可从气气流中脱脱除COO2。在100
11、01255的温度度下可以以通过活活性中心心的再生生解吸CCO2。该工艺的的总投资资大约为为6000 美元元/(tt(COO2/ hh),而传统统胺解吸吸工艺则则需要9900美美元。与与使用胺胺类的33540美元元/t相比比较,萃取成成本大约约低于220美元元/t CO22。成本本降低的的原因主主要是设设备简单单,动力能能耗低。Sollmeccs已经经在实验验室规模模上试验验了该工工艺,并计划划于今年年建成1150mm3/h的中中试工厂厂。2235.结论论 固体吸吸附剂在在对燃煤煤烟气的的治理方方面起到到了很大大的作用用，当中中既有能能应用于于商业运运作的成成熟技术术，也有有刚刚投投产的新新型技
12、术术。中国国作为燃燃煤大国国，在这这方面有有着广阔阔的前景景和发展展空间。目前生生态环境境日益恶恶化，人人们对保保护地球球，绿色色产品与与绿色技技术的呼呼声日益益高涨，固体吸吸附剂在在环保领领域中的的应用将将会进一一步发展展。参考文献献1王汉汉臣.大气保保护与能能源利用用M.北京京:中国环环境科学学出版社社,19992.2缪应应祺.全球大大气污染染与工业业防毒技技术JJ.江江苏工学学院学报报,19992,13(44):992-996.3张振振桴,樊金串串,晋菊芳芳等.煤中砷砷,铅,铍,铬等元元素的存存在状态态.燃料化化学学报报,19992,20 (2) :22062111.4 化化工部造造纸化
13、学学信息站站.造纸化化学品.19994,(4):175刘程程.表面活活性剂应应用手册册.北京:化学工工业出版版社,119955,444346116ITOOY,FFUJIIMOTTOT.NaggaokkaO.Mittsuii2BFF siimulltanneouus SSOx anddNOxxremmovaal ssysttemA.Prooceeedinngs of thee niinthh syympoosiuum oonfllue gass deesullphuurissatiionC.Pallo AAltoo , CA , UUSA , EElecctriic PPoweerReeseaa
14、rchh Innstiitutte,119866.8.31-8.443.7 AANDOOJ.Fllue gass clleanningg teechnnoloogy of thee woorldd RR.TTokyyo ,Jappan : CCoall Miininng RReseearcch IInsttituute , 119900.8ANDDO JJ.Cooal utiilizzatiion andd ennvirronmmenttal prootecctioonreecennt ddeveeloppmennts in JappanR . TTokyyo,JJapaan:CCentter
15、 forr Cooal Utiilissatiion,19991.9ANNDO J,KKAPLLANNN.Reecennt ddeveeloppmennts in SO22 annd NNOx abaatemmentt teechnnoloogy in Jappan andd Chhinaa AA . Prroceeediingss off thhe ffirsstcoombiinedd fllue gass deesullfurrizaatioon aand dryy SOO2 coontrrol symmpossiummC . Pallo AAltoo,CAA,USSA,EElecctriic PPoweer RReseearcch IInsttituute,19889.11.955-1.1122.10AANDOO J,SEDDMANN C B. Staatuss off accid raiin aand SO22
