捕要：活性炭煙氣脫硫技術是以減少二氧化硫排放，凈化大氣環(huán)境，回收硫資源為目標而開發(fā)的活性炭吸附脫硫技術。利用活性炭的吸附催化能力將煙氣中的二氧化硫吸收并制成硫酸，在消除二氧化硫污染的同時�；厥樟藢氋F的硫資源。目前已成功的開發(fā)出了利用脫硫稀酸直接生產(chǎn)磷銨復合肥料的工藝技術及生產(chǎn)硫酸亞鐵的工藝技術。理論上講，利用脫硫稀酸還可生產(chǎn)許多硫酸鹽制品，因此該技術具有廣泛靈活的實用性。

一、概述

1.1 活性炭煙氣脫硫的工藝原理

活性炭煙氣脫硫技術是利用活性炭催化氧化制酸的機理，將煙氣中的SO₂吸附脫除制成H₂SO₄，通過與之配套的綜合利用工藝，可生產(chǎn)出磷銨復合肥料或硫酸亞鐵等綜合利用產(chǎn)品�；钚蕴繜煔饷摿蚣夹g是由煙氣脫硫和脫硫副產(chǎn)物的綜合利用二部分組合而成。其工藝原理是煙氣中的SO₂在通過活性炭時被吸附，吸附在活性炭表面的SO₂被催化氧化成SO₃，與煙氣中H₂O接觸，以硫酸的形態(tài)吸附在活性炭內(nèi)，當活性炭吸附飽和后進行洗滌再生，以稀硫酸的產(chǎn)品形式產(chǎn)出。本項技術因在活性炭的選擇和洗滌方式上具有獨特強化的工藝，可以使回收的SO₂生產(chǎn)出濃度為30%左右的稀疏酸。

活性炭脫硫制酸的反應機理可用下式表述：

SO₂催化劑/(活性炭)SO₂

O₂催化劑/(活性炭)O₂

2SO₂+O₂→2SO₃

SO₂+H₂O→H₂SO₄

在活性炭煙氣脫硫技木中，脫硫副六品的綜合利用是一項可因地制宜進行開發(fā)制取硫酸盆系列廣品的回收工藝，目前已開發(fā)出用稀硫酸生產(chǎn)（N十P₂O₅)品位≥35%的磷銨復合肥料工藝，以及生產(chǎn)純度達96%以上的硫酸亞鐵（FeSO₄7H₂O）產(chǎn)品工藝。在工業(yè)性試驗中，脫硫副產(chǎn)品是硫酸亞鐵，即利用電廠鍋爐所排的液態(tài)爐渣中富含鐵顆粒并將鐵顆粒選出與脫硫副產(chǎn)的稀硫酸按比例計量送入專用反應槽中進行加熱反應，反應生成物經(jīng)過濃縮、冷卻、結晶、分離，可獲得純度為94%以上的硫酸亞鐵（FeSO₄·7H₂O）產(chǎn)品。此外，近期采用稀硫酸和鐵為原料，已成功生產(chǎn)出附加值更高的鐵紅產(chǎn)品。

Fe+H₂SO₄+7H₂O=FeSO₄·7H₂O+H₂

在活性炭煙氣脫硫技術中脫硫副產(chǎn)品的綜合利用，是一項可因地制宜進行開發(fā)制取硫酸鹽系列產(chǎn)品的回收工藝，今后也可采取稀酸直接濃縮為成品酸，從而使活性炭脫硫技術在完成煙氣脫硫的過程中對脫除的硫，作為資源通過綜合利用途徑，取得環(huán)境效益和直接經(jīng)濟收益。

1.2 活性炭煙氣脫硫工藝技術開發(fā)過程

活性炭煙氣脫硫技術是我國自行探索開發(fā)的一項新工藝技術，到目前以完成了建設示范裝與工程應用的全部技術準備。此項技術在“七五”期間被列為國家重點科技攻關項目，完成了處理為5000Nm³/h的電廠煙氣脫硫的中間試驗，1991年通過了國家組織的鑒定和驗收，1994年該項目列為四川省重點工業(yè)性試驗項目，在四川豆壩電廠建成了處理量為10×10⁴Nm³/h的工業(yè)性試驗裝置，并于1998年7月通過了四川省科委主持的技術鑒定。國家發(fā)展計劃委員會和國家科學技術部在制定的1999年度“優(yōu)先發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)化重點領域指南”中，已將活性炭煙氣脫硫技術列入逐步實現(xiàn)成套化、大型化的目標。

二、活性炭煙氣脫硫工藝技術特點

2.1 活性炭煙氣脫硫技術的特點

活性炭煙氣脫硫技術的開發(fā)，主要是為了解決大中型燃煤鍋爐二氧化硫圬染問題�；钚蕴繜煔饷摿蚣夹g既解決SO₂污染保護大氣環(huán)境，又通過回收硫資源并加以綜合利用，使之在工程投資和運行成本、技術先進性方面優(yōu)于傳統(tǒng)的煙氣脫硫技術，其特點如下：

a、采用活性炭吸附氧化脫硫技術，不需隨時投加石灰石、石灰和氨等脫硫吸收劑、沒有脫硫劑原料的現(xiàn)場制備和運輸，沒有脫硫廢渣，無二次污染影響。運行管理甚為簡便，并可快速啟動。

b、開發(fā)的脫硫?qū)Ｓ没钚蕴�，其表面天然存在的酚型羥基和醌型羰基等活性基團能起到增加氧分子傳遞速率的作用，其吸附催化氧化過程比常規(guī)活性炭具有更大的吸附容量。該活性炭表面具有的活性基團不是依靠補充的碘、氨等添加劑來改性獲得，沒有流失問題，因而具有長效催化氧化的作用，活性炭裝置的脫硫活性炭催化劑一次性投入可使用四年以上。

c、研究開發(fā)的分步推進強化洗滌再生技術，在保證脫硫效率的前提下可提高產(chǎn)酸濃度，使得活性炭技術具有較高的脫硫率和較高的產(chǎn)酸濃度。試驗表明，活性炭技術在保證產(chǎn)酸濃度>30%的情況下，脫硫率可穩(wěn)定在≥85%。在要求產(chǎn)酸濃度不高時（<15%），脫硫率可達95%以上。

d、開發(fā)的稀硫酸綜合利用技術，使得脫硫后產(chǎn)出的硫酸可直接利用來生產(chǎn)副產(chǎn)品，在脫除SO₂的同時，有效的回收利用了硫資源。其脫硫副產(chǎn)品可使煙氣脫硫具有一定的經(jīng)濟效益。

e、吸附催化反應脫硫塔是活性炭煙氣脫硫的關鍵設備，集除塵脫硫于一體，可適用于高塵、高溫、大流量煙氣的脫硫。脫硫塔使活性炭脫硫系統(tǒng)在煙氣含塵量>400mg/m²時仍可連續(xù)可靠的工作。在保證較高脫硫效率的條件下，可獲取≥30%濃度的稀硫酸。

2.2 主要技術性能指標與國內(nèi)、國外同類技術的比較

活性炭技術是針對燃煤電廠煙氣而開發(fā)的活性炭脫硫技術，既可消除二氧化磁的污染，又可回收硫資源。以往國內(nèi)外的活性炭脫硫技術產(chǎn)生的硫酸濃度太低，一般僅有5~15%，對于這樣的稀酸只能加熱濃縮或加石灰中和生成石膏，不能直接加以利用，因此影響了該技術的發(fā)展，而活性炭煙氣脫硫技術可將脫硫酸濃度提高到30%左右，這為脫硫稀酸的直接利用提供了可能。同時活性炭脫硫技術可適應高含塵量（~400mg/m³）和大范圍的SO₂濃度（500~3500ppm）�；钚蕴棵摿蚣夹g與國外采用活性炭脫硫制酸的日本日立公司、德國魯奇公司技術的比較見表一。