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SO2污染的问题已经引起各国政府的重视,烧结生产中产生大量的SO2烟气,因此必须对烟气中的SO2进行有效的治理。作为SO2的治理技术之一,炭法烟气脱硫技术具有将污染防治与资源回收利用相结合的特点,应用前景广阔,但是成本较高。我国陕西榆林地区拥有大量的废弃半焦资源,如果能直接用这些半焦来制备烟气脱硫剂,既可降低脱硫剂的生产成本,又可解决半焦堆积所带来的污染问题。
为了研究一种脱硫性能好、机械强度高、生产成本低的活性焦,在实验室用正交试验法制备了活性焦,并对各因素进行了方差分析和效应考察,得到了用榆林废弃的半焦制备耐压强度高、脱硫效果好的成型活性焦的工艺条件。使用微机控制电子万能试验机进行耐压强度的测量,利用氮气等温吸附方法测量了原料及成品活性焦的孔结构,并用扫描电镜观察活性焦表面形貌。同时模拟烧结烟气,对影响活性焦脱硫性能的因素进行了研究。现得出结论如下:
(1)烧结烟气脱硫用活性焦的最优制备条件:炭化温度600℃;炭化时间60min;活化温度850℃;活化时间90min; CO2流量100mL/min。此条件下制备的活性焦耐压强度和脱硫率都较高。
(2)脱硫工艺试验发现:随着床层温度的升高,活性焦的脱硫率逐渐增加,但温度大于100℃后,其脱硫率反而降低;床层高度越高,烟气流速越小,脱硫率越高,但是要综合考虑实际的生产要求;烟气中水蒸气含量在10~14%之间时,脱硫效率较高;活性焦粒径对脱硫效率有一定的影响;随着再生次数的增加,脱硫率明显下降。建议实际生产中活性焦重复使用不超过三次。
(3)表面微观结构显示:活性焦表面孔结构很发达,脱硫后的活性焦,表面吸附了颗粒状的物质,能谱分析显示这种物质含硫量高,可能是H2SO4或硫酸盐。