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摘要：活性炭联合脱硫脱硝技术是一种能够将SO2、NOx、粉尘、重金属以及其他污染物同时去除的技术，对于我国脱硫脱硝以及空气环境污染的改善有着极为重要的意义。
关键词：活性炭；脱硫脱硝技术；联合
目前的脱硫方式主要采用湿法脱硫，湿法脱硫会产生大量的废弃物，且尾气拖尾严重，而活性炭联合脱硫脱硝技术为干法技术，相较湿法不会产生废水，且活性炭可以循环利用，具有较好的应有前景。
1 概述
脱硫脱硝活性炭是煤质活性炭的一种，是钢铁厂烧结尾气、火电厂尾气、大型锅炉尾气等多种类型尾气处理的专用产品，在使用的过程中不仅能够同步进化处理二氧化碳和一氧化硫，还能够在一定程度上降低粉尘污染。
脱硫脱硝炭的生产工艺流程为将一定比例的焦煤、焦粉混合磨粉，之后配合一定比例的焦油和水，进入到捏合机进行混合搅拌处理，在搅拌均匀之后进入到平模碾压造粒机进行压条操作，合格的炭条进入外热式炭化炉炭化，炭化料再由斯列普炉活化，活化料进入包装车间筛分包装后入库。在正式被投人生产之前需要在实验室内进行实验操作，合理配比原煤配比、捏合温度、压条压力、炭活化时间、炭活化温度。
1.1活性炭脱硫脱硝机理。活性炭其表面基团丰富、孔结构良好、表面积较大，原位脱氧能力较强，并且还具有还原性与负载性，因此不但能够当做载体来获得高分散的催化体系，而且还能够当做还原剂来参加到化学反应当中，形成一个还原环境，将反应温度降低。
1.2活性炭脱硫脱硝工艺。含有硫氧化合物、氮氧化合物的烟气，在经过尘和水间接换热冷却之后，由风机送人到吸附塔中，气体在进入吸附塔之前会和氨水出现氨气混合效应。在吸收塔的内部二氧化碳会被活性炭完全吸附，发生一系列的化学变化。被吸附之后的气体会作为达标气体从烟囱中排放出来，相应的吸附塔内的活性炭移动床也会出现不断下移的现象，吸附效果和下移的速度呈现出反比关系。1）活性炭。活性炭是以褐煤为主要原料研制出的一种具有吸附剂和催化剂双重性能的粒状物质，具有十分丰富的微孔结构，能吸附大分子、长链有机物。是SO2的优良吸附剂，也是NH3还原NOx的优良催化剂。作为催化剂的物质大都较一般物质具有更高程度的微孔结构，活性炭/活性焦就是其中微孔结构最为发达的催化剂。活性炭/活性焦中微孔对吸附量起着支配作用，中孔和大孔一般为吸附分析的进入通道，在通道内的扩散过程的快慢也会影响吸附率的大小。2）工艺流程。烟气进入吸附塔经活性炭吸附脱除SO2，喷入NH3在活性炭的催化作用下脱除NOx，吸附SO2饱和后的活性炭经链斗机输送至解析塔，在解析塔内加热至400℃以上将SO2解析出来，进入下一工段制取产品。3）活性炭的再生。吸附饱和后的活性炭表面微孔会留有生成产物 H2SO4、NH4HSO4和（NH4）2SO4，从而使得活性炭的吸附能力下降，所以要求能够将上述产物在微孔中去除，实现活性炭的再生。将活性炭溫度隔绝空气加热至400℃以上实现再生。微孔内的炭会和硫酸发生反应生成SO2气体，解析出的SO2气体可生产液体SO2、硫酸、单质硫等。
2 活性炭干法的联合脱硫脱硝技术
一般情况下，活性炭干法的脱硫脱硝技术主要是由烟气系统、吸附系统、解析系统、活性炭输送系统、氨站、副产物处理系统以及仪表控制系统构成，该项技术可应于脱除SO2、NOx、二噁英、重金属等工程当中，脱硫效率不低于90%。但由于该项技术对自动化要求较高、工艺流程复杂，投资规模较大，且需要使用大量的活性炭吸附剂，因此需结合企业的实际情况来选择该技术。
3 活性炭联合脱硫脱硝工艺的优点
活性炭联合脱硫脱硝工艺的优点主要体现在以下几方面：第一，排烟温度高，无拖尾现象。第二，能够联合去除二氧化硫、粉尘以及氮氧化物等多种污染物，其脱硫效率不低于90%，脱硝效率不低于80%，在入口烟气中粉尘含量低于80mg/m3的前提下，出口粉尘浓度可低于10mg/m3。第三，实际采用的活性炭原材料来源较广。第四，能够有效回收污染物并将其出售，实现资源再次利用。第四，其属于一种深度处理技术，能够有效去除二噁英、氯化物、氟化物等多种污染物。第五，在钢铁行业相较于SCR 联合脱硫脱硝技术，其无需对烟气加热，减少了煤气消耗。
4 活性炭联合脱硫脱硝工艺的缺点
活性炭联合脱硫脱硝工艺的缺点主要体现在以下几方面：第一，当前活性炭成本较高；挥发分较低，影响脱硝效率；强度小，在装置运行中会产生较大损耗。第二，吸附法脱硫具有再生频繁、脱硫速度低、硫容小等不足。第三，喷射氨使得活性炭粘附力有所提高，导致吸收塔中气流的不均匀分布。而且氨还会导致管道腐蚀、堵塞和二次污染等情况出现。第四，活性炭在吸附塔于解析塔之间倒运需要使用链斗输送机，目前，大部分链斗输送机为日本品牌，价格较高，国产链斗机产品质量、运行稳定性急需提高。第五，活性炭在使用过程中，会产生磨损，该部分占运行费用较大。第六，由于近期钢铁行业国家超低排放标准已发布征求意见稿，钢铁企业集中建设活性炭脱硫脱硝装置，导致活性炭供应量不足，价格上涨较大，增加了投资及运行成本。
5 脱硫脱硝活性炭的工程应用
目前，钢铁烟气脱硫的技术种类较多，按脱硫过程是否使用工艺水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、干法两大类脱硫工艺。结合国家发展需要，干法脱硫技术是脱硫脱硝活性炭技术的未来主导方向。受脱硫脱硝活性炭操作占地面积小，在脱除二氧化硫的同时又可同时脱硝、脱汞、脱除二恶英及降低粉尘污染等五位一体的功能，将会受到很多大型钢铁厂、电厂的青睐，如太钢、湛江钢铁、日照钢铁、河北前进钢铁等。活性焦脱硫脱硝技术在多个国家的使用都得到了认可。2000年以后，钢铁厂的烧结烟气多采用活性焦干法脱硫技术，如住友金属鹿岛厂的2号、3号烧结机；新日铁名古屋厂1号、2号、3号烧结机，韩国浦项制铁3号、4号烧结机等。从应用实际情况来看，干法脱硫脱硝技术的优势在于脱除烟气中SO2，的同时还可利用活性焦的吸附特性脱除烟气中的NOx、二恶英和汞等污染物，是一种多功能、一体化的先进烟气净化技术，也是未来烟气脱硫脱硝的重要发展方向。
6 活性炭联合脱硫脱硝技术的发展趋势
今后，活性炭工艺必将是朝着减少装置资金投入与运行操作成本、研发新工艺、新设备以及新材料的方向发展。具体如下：第一，深入研究炭材料、研究活性炭孔结构与表面、研究成本较低的制造活性炭技术、研究活化与优化措施、研发新类型的炭材料及其新功能。第二，对已有工艺流程进行优化，进一步降低活性炭的装填量及整套装置的阻力，降低其运行成本。第三，加大活性炭的供应量，使其价格回归到合理水平。第四，活性炭脱硫脱硝工艺本身不产生废水，但后续工艺，如制酸或制焦亚硫酸钠时会产生少量废水，优化后续工艺，使其不产生废水等，实现真正环保。
7 结束语
总而言之，活性炭联合脱硫脱硝技术既具优点又具缺点，在实际应用过程中要能够正确掌握该项技术的原理与优缺点，结合企业的实际情况，选择是否使用活性炭技术，避免一刀切的形式。
参考文献：
[1]贾艳萍，宗庆，张明爽等.烟气脱硫活性炭再生技术研究进展[J]. 硅酸盐通报，2016，35（03）：815-818.
[2]黄济民，李怀珠，温维丽.脱硫脱硝活性炭的制备及工程应用分析[J].烧结球团，2017（6）：16-18.