吴胜

（浙江蓝天求是环保股份有限公司 浙江杭州 310012）

火电厂烟气脱硫脱硝中活性炭材料的应用研究

吴胜

（浙江蓝天求是环保股份有限公司 浙江杭州 310012）

火电厂运行的过程中，排放出大量的烟气，对大气环境产生一定的压力。火电厂为降低烟气对大气环境造成的污染，需要严格控制烟气中含硫量和含硝量，全面利用活性炭材料，通过吸附作用，实现烟气排放中的脱硫脱硝。因此，本文以火电厂烟气脱硫脱硝为研究背景，分析活性炭材料的应用。

火电厂；烟气；脱硫脱硝；活性炭

火电厂烟气排放造成的环境污染，主要集中在SO2和NOx两个方面，其对大气环境的危害比较大，降低环境的质量。火电厂排放烟气与安全指标存在很大的差距，不利于环境保护，所以火电厂致力于研究烟气的脱硫脱硝，其中活性炭材料在脱硫脱硝中具有很高的应用价值，能够有效防止大气污染，目前，活性炭材料已经大规模的应用在火电厂脱硫脱硝中，同时取得了可观的效果。

1 活性炭材料脱硫脱硝的原理

根据活性炭材料在火电厂烟气脱硝脱硫中的应用，分析其在应用中的原理，如下：

1.1 活性炭材料的脱硫原理

活性炭材料能够吸附火电厂烟气中的SO2，其吸附方面可以分为两种，如：(1)物理吸附，只要烟气中含有H2O和氧气，就可以做为活性炭吸附的条件，可以直接吸收SO2，避免其排到大气环境中，此类吸附方式属于比较常见的类型；(2)化学吸附，此类吸附方式较为复杂，烟气内存在明显的化学反应，公式为：SO2+O2+H2O→H2SO4。

1.2 活性炭材料的脱硝原理

活性炭材料的脱硝原理主要是降低烟气内氮元素的含量，概括为脱氮的过程。活性炭脱氮时涉及到多项化学反应，其中较为典型的是催化条件下的还原反应，利用活性炭对NOx产生的吸附作用，而且活性炭在无催化剂的环境中也能实现脱氮，活性炭与NOx反应，产物为CO2和N2，不会对环境造成污染，还可以起到热能再利用的作用。

2 活性炭对火电厂烟气脱硫脱硝的影响

分析活性炭在火电厂烟气脱硫脱硝中的影响，体现活性炭对环境保护的贡献，进而推进活性炭材料的发展应用。具体的影响分析如下：

2.1 速率影响

活性炭对脱硫脱硝的速率存在很大的影响，尤其是受到空速条件的影响，当火电厂烟气脱硫脱硝中的空速过大时，抑制活性炭的活性，导致其效率明显降低。例如：空速增加时，活性炭与SO2、NOx的接触无法达到全面、充分的状态，所以活性炭净化烟气的过程中，残余了大量的含硫、含硝的有害物质，再加上空速过快，化学反应的条件不足，更是增加脱硫脱硝的速率压力，影响活性炭材料的应用效果。

2.2 温度影响

活性炭脱硫脱硝的速率与温度存在直接的关系，呈现先增后减的变化。活性炭在烟气脱硫脱硝中，最佳的控制温度应保持在50℃～80℃之间，便于提高吸附和净化的能力[1]。例如：烟气脱硫反应，温度处于低温状态时，活性炭对SO2的吸附速率会比较大，此时化学吸附的能力要高于物理吸附，待温度逐渐升高后，物理吸附受到干预，此时化学速率受到相应干扰，但是仍旧可以满足吸附的需求，需适当调整温度，以便提高化学脱硫的效率。

2.3 含氧影响

含氧量对活性炭脱硫脱硝的影响比较大，而且具有直观的影响性。火电厂控制烟气中的含氧量，能够在很大程度上提升吸附净化的效率[2]。根据脱硫脱硝的试验研究证明，活性炭处于5%～10%的含量环境内，可以具备最高的效率，含氧过高或过低，都不利于脱硫脱硝的进行。

3 活性炭纤维在脱硫脱硝中的应用

火电厂烟气脱硫脱硝对活性炭材料的应用处于不断发展的状态，目前，活性炭纤维属于较为新型的材料，其在脱硫脱硝中的应用优势非常明显，具有高效吸附的优势。分析活性炭纤维在脱硫脱硝中应用，如下：

3.1 活性炭纤维的脱硫脱硝

活性炭纤维结构中的强度较高，可以满足火电厂烟气脱硫脱硝的多种条件，能够加工成多种形状，便于提高吸附反应的接触面积，同时达到脱硫脱硝的活性要求。活性炭纤维脱硫脱硝时的速率与传统活性炭相比，能够达到百倍的优势，既可以提高脱硫脱硝的吸附能力，又可以提升净化的标准[3]。火电厂烟气中SO2、NOx的含量较高，所以通过活性炭纤维，达到了吸附净化的指标，活性炭纤维的结构单位为纳米级别，防止烟气中有害气体的扩散，活性炭纤维在脱硫脱硝的脱附工艺中，还能再生，有助于提高活性炭纤维的利用效率。

3.2 活性炭纤维的优势

活性炭纤维属于活性炭材料的一种，但是在材料中的优势最为明显，为火电厂烟气脱硫脱硝提供高效益的服务。分析活性炭纤维的优势，如：(1)表面积大，由于活性炭纤维的结构特性，促使其与SO2、NOx的接触面积明显提升，有利于吸附固定，体现出很强的接触效果；(2)吸附效率高，活性炭纤维材料以纳米级纤维的方式存在，能够快速找准烟气中的硫硝物质，提高吸附的效率；(3)吸附性能高，活性炭纤维具有可再生、可改进的特点，由此其在烟气吸附中能够体现出较高的应用性能，确保活性炭纤维的应用性能。

4 结语

活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中占有很重要的地位，有效控制烟气排放，降低污染度。活性炭材料在脱硫脱硝中的应用，仍旧处于积极发展的状态，体现活性炭的吸附优势。火电厂结合活性炭材料的应用，致力于提高其在脱硫脱硝中的应用水平，改善吸附的途径，进而提升活性炭脱硫脱硝的研究水平。

[1]段丽.活性炭吸附法联合脱硫脱硝技术分析[J].云南电力技术, 2012,(04):45-47

[2]陈红芳.论活性炭材料在烟气脱硫脱硝技术中的应用[J].山西科技,2011,(02):14-16.

吴胜（1977—），男，汉，浙江龙游人，工程硕士，工程师，研究方向：火电厂烟气脱硫脱硝。