摘要：活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)是一種能夠?qū)O2、NOx、粉塵、重金屬以及其他污染物同時(shí)去除的技術(shù)，對于我國脫硫脫硝以及空氣環(huán)境污染的改善有著很為重要的意義。為此，下文將對活性炭脫硫脫硝方法及技術(shù)進(jìn)行分析，并探討該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，探析其發(fā)展趨勢，希望能起到拋磚引玉的作用。
目前的脫硫方式主要采用濕法脫硫，濕法脫硫會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，且尾氣拖尾嚴(yán)重，而活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)為干法技術(shù)，相較濕法不會(huì)產(chǎn)生廢水，且活性炭可以循環(huán)利用，具有較好的應(yīng)有前景。
1、概述
（1）活性炭脫硫脫硝機(jī)理。活性炭其表面基團(tuán)豐富、孔結(jié)構(gòu)良好、表面積較大，原位脫氧能力較強(qiáng)，并且還具有還原性與負(fù)載性，因此，不但能夠當(dāng)做載體來獲得高分散的催化體系，而且還能夠當(dāng)做還原劑來參加到化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，形成一個(gè)還原環(huán)境，將反應(yīng)溫度降低。
脫硫脫硝原理：
脫除SO2：
（1）物理吸附，見式（1）：SO2→SO2*（1）
（2）化學(xué)吸附，見式（2）、式（3）：SO2*+O*→SO3（2） SO3+nH2O→H2SO4*+(n-1)H2O*（3）
脫除NOx工藝原理，見式（4）：NOx+NH3→N2+H2O（4）
解析再生過程如下：H2SO4.H2O→SO3+2H2O（5） 2SO3+C→2SO2+CO2（6） 2H2SO4.H2O+C→2SO2+4H2O+CO2（7）
（2）活性炭脫硫脫硝工藝：
1)活性炭。
活性炭是以褐煤為主要原料研劑出的一種具有吸附劑和催化劑雙重性能的粒狀物質(zhì)，具有十分豐富的微孔結(jié)構(gòu)，能吸附大分子、長鏈有機(jī)物。是SO2的優(yōu)良吸附劑，也是NH3還原NOx的優(yōu)良催化劑。作為催化劑的物質(zhì)大都較一般物質(zhì)具有更高程度的微孔結(jié)構(gòu)，活性炭/活性焦就是其中微孔結(jié)構(gòu)較為發(fā)達(dá)的催化劑。
活性炭/活性焦中微孔對吸附量起著支配作用，中孔和大孔一般為吸附分析的進(jìn)入通道，在通道內(nèi)的擴(kuò)散過程的快慢也會(huì)影響吸附率的大小。
2)工藝流程。
煙氣進(jìn)入吸附塔經(jīng)活性炭吸附脫除SO2，噴入NH3在活性的催化作用下脫除NOx，吸附SO2飽和后的活性炭經(jīng)鏈斗機(jī)輸送至解析塔，在解析塔內(nèi)加熱至400℃以上將SO2解析出來，進(jìn)入下一工段制取產(chǎn)品。
3)活性的再生。
吸附飽和后的活性炭表面微孔會(huì)留有生成產(chǎn)物H2SO4、NH4HSO4和(NH4)2SO4，從而使得活性炭的吸附能力下降，所以要求能夠?qū)⑸鲜霎a(chǎn)物在微孔中去除，實(shí)現(xiàn)活性的再生。將活性炭溫度隔絕空氣加熱至400℃以上實(shí)現(xiàn)再生。如此一來，微孔內(nèi)的炭會(huì)和硫酸發(fā)生反應(yīng)生成SO2氣體，解析出的SO2氣體可生產(chǎn)液體SO2、硫酸、單質(zhì)硫等。
2、活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
(1)SCR聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)與干濕法比較。采取半干法或濕法來實(shí)現(xiàn)脫硫，脫硝采用SCR技術(shù)。將煙氣中的氮氧化物來采取該種方式進(jìn)行處理，其脫除率可達(dá)90%以上，可以大大減少污染。不過，在采取該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要一定的反應(yīng)溫度，目前低溫催化劑反應(yīng)溫度需大于190℃，如果煙氣溫度低于反應(yīng)溫度，應(yīng)對煙氣進(jìn)行加熱，需要耗費(fèi)大量的煤氣。
(2)活性炭干法的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)。一般情況下，活性炭干法的脫硫脫硝技術(shù)主要是由煙氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、活性炭輸送系統(tǒng)、氨站、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)以及儀表控制系統(tǒng)構(gòu)成，該項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)于脫除SO2、NOx、二噁英、重金屬等工程當(dāng)中，脫硫效率不低于90%。但由于該項(xiàng)技術(shù)對自動(dòng)化要求較高、工藝流程復(fù)雜，投資規(guī)模較大，且需要使用大量的活性炭吸附劑，因此需結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況來選擇該技術(shù)。
3、活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的優(yōu)點(diǎn)
活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：
①排煙溫度高，無拖尾現(xiàn)象。
②能夠聯(lián)合去除二氧化硫、粉塵以及氮氧化物等多種污染物，其脫硫效率不低于90%，脫硝效率不低于80%，在入口煙氣中粉塵量低于80mg/m3的前提下，出口粉塵濃度可低于10mg/m3。
③實(shí)際采用的活性炭原材料來源較廣。
④能夠有效回收污染物并將其出售，實(shí)現(xiàn)資源再次利用。
⑤其屬于一種深度處理技術(shù)，能夠有效去除二噁英、氯化物、氟化物等多種污染物。
⑥在鋼鐵行業(yè)相較于SCR聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)，其無需對煙氣加熱，減少了煤氣消耗。
4、活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的缺點(diǎn)
活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：
①當(dāng)前活性炭成本較商；揮發(fā)分較低，影響脫硝效率；強(qiáng)度小，在裝置運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較大損耗。
②吸附法脫硫具有再生頻繁、脫硫速度低、硫容小等不足。
③噴射氨使得活性炭粘附力有所提高，導(dǎo)致吸收塔中氣流的不均勻分布。而且氨還會(huì)導(dǎo)致管道腐蝕、堵塞和二次污染等情況出現(xiàn)。
④活性炭在吸附塔于解析塔之間倒運(yùn)需要使用鏈斗輸送機(jī)，目前，大部分鏈斗輸送機(jī)為日本品牌，價(jià)格較高，國產(chǎn)鏈斗機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量、運(yùn)行穩(wěn)定性急需提高。
⑤活性炭在使用過程中，會(huì)產(chǎn)生磨損，該部分占運(yùn)行費(fèi)用較大。
⑥由于近期鋼鐵行業(yè)國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布征求意見稿，鋼鐵企業(yè)中建設(shè)活性炭脫硫脫硝裝置，導(dǎo)致活性炭供應(yīng)量不足，價(jià)格上漲較大，增加了投資及運(yùn)行成本。
5、活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢
今后，活性炭工藝必將是朝著減少裝置資金投入與運(yùn)行操作成本、研發(fā)新工藝、新設(shè)備以及新材料的方向發(fā)展。具體如下：
①深入研究炭材料、研究活性炭孔結(jié)構(gòu)與表面、研究成本較低的制造活性炭技木、研究活性與優(yōu)化措施、研發(fā)新類型的炭材料及其新功能。
②對已有工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步降低活性炭的裝填量及整套裝置的阻力，降低其運(yùn)行成本。
③加大活性炭的供應(yīng)量，使其價(jià)格回歸到合理水平。
④活性炭脫硫脫硝工藝本身不產(chǎn)生廢水，但后續(xù)工藝，如：制酸或制焦亞硫酸鈉時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量廢水，優(yōu)化后續(xù)工藝，使其不產(chǎn)生廢水等，實(shí)現(xiàn)環(huán)保。
6、結(jié)束語
總而言之，活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)既具優(yōu)點(diǎn)又具缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，要能夠正確掌握該項(xiàng)技術(shù)的原理與優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，選擇是否使用活性炭技術(shù)，避免一刀切的形式。