活性焦干法脱硫脱硝烟气净化技术,不仅可以脱除烟气中的SO2、NOx,还具有除尘、脱二噁英和脱除重金属Hg的作用。
脱硝原理
由于活性焦具有丰富表面官能团,因此使活性焦具有特殊的催化性能。在无NH3通入的情况下,NOx中的NO会吸附在活性焦的孔隙中,且部分NO会与烟气中的氧气在活性焦表面发生氧化反应,生成NO2,从而以NO2形态被吸附在活性焦孔隙中。由于脱硝过程需要通入NH3,因此会与烟气中的SO2发生反应生成硫铵,在活性焦再生时会生成-NHn基化合物残存于活性焦微孔之中。这种-NHn基物质被称为碱性化合物或还原性物质,会与烟气中的NO,直接发生反应还原成为N2。这种反应是活性焦特有的脱硝反应,称为Non-SCR反应。
通入NH3的情况下,NOx主要发生选择性催化氧化还原反应(SCR),此时NH3作为还原剂,将NO还原成N2和H2O。在通入NH3的情况下,活性焦吸附了大量的NH3,吸附NH3参与了反应,因此,其NH3的吸附量对NOx在活性焦上的反应活性影响较大。有研究者认为NH3的吸附点是活性焦表面的酸性官能团,因此增加活性焦表面的酸性官能团会增加活性焦的脱硝性能。由于被氧化成NO2的NOx也会被NH3还原,如此来看,NO的氧化部位也参与了脱硝,但是由于反应温度的上升,NO的吸附和氧化也会减少,此时NH3的吸附起到支配作用。有关脱硝的化学反应式如下:
脱硝反应 |
4NO+4NH3+O2→4N2+6H20 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H20 |
SCR反应 |
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