摘要：通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，考察了水蒸汽含量對(duì)SO2在脫硫脫硝活性炭上變溫吸附過程的影響，分析了其含量0~0.20(摩爾比或體積比，下同)條件下的吸附規(guī)律，并基于吸附模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了討論. 對(duì)Bangham吸附模型進(jìn)行改進(jìn)以包含水蒸汽的影響，并應(yīng)用該模型進(jìn)行了預(yù)測(cè)，在不同水蒸汽含量時(shí)，模型的模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好. 結(jié)果表明，在所研究的體系和條件范圍內(nèi)，煙氣中的水蒸汽增大了脫硫率、SO2吸附量、平衡吸附量和吸附速率，其含量在0.07~0.10范圍內(nèi)效果較優(yōu)，此時(shí)最大SO2平衡吸附量為73.00 mg/g.

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫   變溫吸附   水蒸汽含量   活性炭 

1 前 言

燃煤電廠、燃煤鍋爐排放的煙氣中的SOx 和NOx 造成酸雨等全球大氣公害，為減排SO2、治理酸雨危害，煙氣脫硫已在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用. 在各種煙氣脫硫技術(shù)中，移動(dòng)床炭法變溫吸附脫硫技術(shù)[1−4]既能減排 SO2，又能同時(shí)回收硫資源，具有廣闊的應(yīng)用前景.

炭法變溫吸附脫硫過程在110∼150℃的低溫下吸附SO2，350∼400℃的高溫下脫附，其中煙氣中的水蒸汽含量是影響脫硫效果的重要因素，因此文獻(xiàn)[5−9]中對(duì)水蒸汽含量的工藝條件優(yōu)化進(jìn)行了較多的研究. 但已有文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果因以下原因尚需完善，還需作進(jìn)一步研究：首先是多數(shù)研究在吸附溫度低于100℃時(shí)H2O 在炭層表面潤濕條件下進(jìn)行[8]，實(shí)驗(yàn)溫度低于移動(dòng)床炭法變溫吸附脫硫過程中110∼150℃的操作溫度范圍[2−5]和工業(yè)煙氣的溫度范圍，少數(shù)研究[5,6]中的吸附溫度高于100 ℃，但對(duì)SO2 吸附量、吸附速率和平衡吸附量等物理量的分析有待深入，對(duì)活性炭的活性隨時(shí)間變化也未定義物理量描述；同時(shí)，文獻(xiàn)[7]中用表觀吸附速率模型描述 SO2 在碳基吸附劑上的吸附過程時(shí)，未將水蒸汽含量的影響統(tǒng)一在模型中. 因此，選擇一種已有工業(yè)應(yīng)用業(yè)績或前景的脫硫脫硝活性炭，在適宜工業(yè)應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)，通過考察吸附工藝條件和各物理量的變化，發(fā)展數(shù)學(xué)模型，并聯(lián)系機(jī)理和工業(yè)應(yīng)用，深入研究煙氣中的水蒸汽含量對(duì)SO2 在此種脫硫活性炭上的吸附行為，具有重要的學(xué)術(shù)意義和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值.

本工作在固定床積分吸附反應(yīng)器中，采用山西新華 ZL50 脫硫脫硝炭作為吸附劑，考察進(jìn)氣煙氣中不同水蒸汽含量對(duì)SO2 吸附行為的影響；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，并完善了Bangham 模型，進(jìn)行模型驗(yàn)證與預(yù)測(cè)，為工藝條件優(yōu)化、設(shè)備操作和工程實(shí)踐提供理論依據(jù)與技術(shù)支持.

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