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活性炭烟气深度净化过滤器的研究
作者:管理员    发布于:2016-11-30 08:42:33    文字:【】【】【

  活性炭对气体的吸附的机理己进行了大量研究。随着对垃圾焚烧后烟气净化要求的不断提高,对烟气中二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、二恶英/呋喃(PCDD/PCDF)、重金属颗粒等物质的含量有了更加严格的要求,现有的洗气装置很难满足新的烟气排放技术要求。因此,研究高效的垃圾焚烧烟气的深度净化装置,降低垃圾焚烧烟气中二氧化硫、氮氧化物、二恶英/呋喃、重金属颗粒的排放浓度,具有实用。用活性炭作为垃圾焚烧烟气的吸收剂,主要是要研究活性炭对烟气中SO2、NOx、HCl、PCDD/PCDF和重金属颗粒的吸收规律,并对活性炭烟气净化过滤器的运行条件进行研究,以提高洗气效率、降低运行成本;防止活性炭自燃提高烟气净化过滤器的安全性和可靠性。

  1活性炭对烟气的吸附原理褐煤活炭性对SO2的吸附不希望发生的副反应有:上述公,下标“吸附”表示该物质处于被吸附状态。

  2活性炭烟气深度净化装置系统活性炭烟气深度净化装置系统示意图如所示。经过酸洗的烟气,首先与NH3定量装置(1)供给的NH3进行混合,经过加热器(2)进行加热,以免烟气温度过低导致活性炭结块。经加热的烟气进入活性炭过滤器(3),在活性炭过滤器内层是由褐煤制成的作为吸收剂的活性炭,外层是由烟煤制成的作为催化剂的活性炭。烟气与褐煤制成的活性炭接触后,SO2、NOx、PCDD/PCDF、重金属颗粒等被不断吸收,褐煤制成的活性炭在吸收上述物质后,其吸附能力不断下降,该部分褐煤活性炭经过排料装置(4)不断由活性炭烟气深度净化装置底部排出,新的褐煤活性炭则由供料装置(5)从活性炭烟气深度净化装置上部补入,以保证活性炭烟气深度净化装置连续运行。烟煤制成的活性炭起到催化作用,以活性炭的吸附能力,失效后的烟煤制成的活性炭也由活性炭过滤器底部排出、上部补入。

  经过活性炭烟气深度净化过滤器处理的烟气,进入冷却器(6)回收热量,然后经烟囱(7)排入大气。

  3试验研究结果与分析3.1试验条件活性炭烟气深度净化过滤器中所采用的褐煤活性炭的物性如表1所示。

  作为催化剂的烟煤活性炭经过成型处理以后制成直径为4mm、长度为4~12mm的圆柱体。活性炭烟气过滤器的结构示意图如所示。其处理烟气的能力为60000Nm3/h,与德国Herte垃圾处理厂中焚烧能力为5000kg/h的垃圾焚烧转炉相配套。

  表1褐煤活性炭的物性参数参数数量参数数量粒度/mm含水率/堆积密度八邑/出3)灰份/应用基低热值Ak/kg)挥发份/比表面积/(m2/g)固定炭/空隙体积率/含硫量/试验中对NH3的加入量、烟气的流量、烟气在加热器(2)和冷却器(6)的进出口温度、活性炭烟气过015ChinaAcademicournalElectronicPublishing 3.2试验结果CO浓度在处理后的烟气的浓度随时间的变化规律如所示。

  在活性炭烟气过滤器投放运行以后,CO产生量随温度的变化规律如所示。

  SO2经过活性炭烟气过滤器后,其排放浓度随过滤器入口SO2浓度的变化规律如所示。

  NH3经定量泵加入待处理的烟气,与烟气混合以后进入活性炭过滤器,它在活性炭烟气过滤i器中的扩散规律如所示。

  NOx经过活性炭烟气过滤器后,其排放浓度随过滤器入口NOx浓度的变化规律如所示。

  理以后,其排放浓度结果如表2所示。

  表2重金属、二恶英/呋喃排放浓度参数数值参数数值3.3试验结果分析如可以看出,随着活性炭过滤器运行温度的提高,活性炭生成CO的数量逐渐加,使活性炭过滤器的自燃可能性加,不利于活性炭烟气过滤器的安全运行;当活性炭烟气过滤器的运行温度超过300C时,活性炭产生的CO有导致活性炭烟气过滤器内部着火的危险。、、的试验结果表明,当HCLSO2和NOx的浓度在活性炭过滤器入口变化以后,活性炭过滤器出口相应的HCl、S2和NOx排放浓度变化并不大。当HCl的入口浓度从0.2mg/Nm3变化到10.4mg/Nm3时,其活性炭过滤器出口排放浓度为0. 15~0.85mg/Nm3,小于排放规定值10mg/Nm3;当SO2的入口浓度从2mg/Nm3变化到570mg/Nm3时,其活性炭过滤器出口排放浓度为1. 4~1.9mg/Nm3,小于排放规定值50mg/Nm3;当NOx的入口浓度从180mg/Nm3变化到270mg/Nm3时,其活性炭过滤器出口浓度为80~ 112mg/Nm3,小于排放规定值200mg/Nm3;这说明活性炭过滤器对其入口烟气中HCl、SO2、NOx浓度的变化具有很好的负荷适应性。

  从表2中可以看出,活性炭烟气过滤器对重金属、PCDD/PCDF有较强的吸附能力,经活性炭烟气过滤器处理的烟气,试验中测得的Hg的大浓度为15.9/Nm3,小于规定值50化/Nm3;试验中测得的重金属As、Cr、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、V总浓度大为243.7,ug/Nm3,小为92.6,ug/Nm3,均小于规定值500/Nm3;重金属Cd、Tl的总浓度大为16.9Mg/Nm3小为5.7g/Nm3,均小于规定值50,ug/Nm3;试验中测得PCDD/PCDF的总浓度小于0.05ng/Nm3,低于规定值0.1ng/Nm3. 4结论研究结果表明,活性炭烟气深度过滤系统能够有效地吸附烟气中的HCl、SO2、NOx、重金属颗粒、二恶英/呋喃等有毒、有害物质,降低垃圾焚烧烟气中有毒、有害物质的排放浓度,使垃圾焚烧排放的烟气满足对环境的排放要求。在活性炭烟气过滤器运行过程中,应使其工作温度低于300C,防止活性炭的自燃,以确保系统运行的安全性。

  (上接第32页)林宗虎、徐通横。实用锅炉手册。北京:化学工业出版社,1999.北京有色冶金设计院。余热锅炉设计与运行。北京:冶金工业出版社,1982.

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