当烟气中含有足量水汽和 O2 时,活性焦烟气脱硫是一个化学吸附和物理吸附同时存在的过程[1]。X先发生的是物理吸附,然后焦表面的某些含氧络合物基团是SO2吸附及催化氧化的活性中心。
O2 +H 2 SO 3 → H 2 SO 4 ,(2) 就吸附过程而言,工业上应用较多的是固定床和移动床。其中研究和应用较多的是德国和日本。固定床吸附塔(器)吸附再生工艺存在通量小、不连续、高压降、再生切换频繁等问题,限制了其大规模应用。
活性焦的解吸和吸附相比是一个相反的过程。酸存在于活性焦的微孔中,吸附了SO2的活性焦被加热到400 ℃~500 ℃,蓄积在活性焦中的酸或酸盐分解脱附,产生的主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O,其物理形态为富SO2的气体,在合适的工艺条件下,SO2体积分率可达到20%以上。可能的反应路径为:
2H2SO4+CàCO2 +2SO2 + 2H2O,(3)
活性焦的解析过程相当于再生过程,在不断地吸附与解析循环中,活性焦受到物理和化学的再生作用,恢复活性后重复使用。
烟气通过活性焦吸附脱硫装置被净化,吸附饱和的活性焦靠重力流至解吸再生装置,通过加热使活性焦再生,释放出的高浓度SO2混合气体采用现有成熟的工艺技术可用于生产商品浓硫酸、液态SO2、结晶磺、硫酸铵等含硫化工产品,再生后的活性焦经筛选后由活性焦输送系统送入活性焦吸附脱硫装置循环使用,筛下的少量小颗粒活性焦可作为锅炉等的燃料[2]。