活性焦和活性炭是不同的兩種炭質(zhì)吸附材料?；钚蕴康木C合強(qiáng)度（耐壓、耐磨損、耐沖擊）低，而且表面積大，若用移動(dòng)床，因吸附、再生往返使用損耗大，存在著經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，因此人們研究出比活性炭比表面積小，但強(qiáng)度高的成型活性焦炭，具有更好的脫硫、脫氮性能，用于煙氣的同時(shí)脫硫脫氮。
活性焦吸附法是西德BF（Bergbau-Forschung）公司在1967年開(kāi)發(fā)的，日本的三井礦山（株）公司根據(jù)日本的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，吸收了西德BF公司的成功經(jīng)驗(yàn)，于1981年到1983年進(jìn)行了1000/ Nm3h-1規(guī)模的試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上又于1984年10月在自家的燃煤電廠建立了處理能力3萬(wàn)/ Nm3h-1的工業(yè)試驗(yàn)裝置。經(jīng)過(guò)改進(jìn)和調(diào)整，達(dá)到長(zhǎng)期、穩(wěn)定、連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，脫硫率幾乎100%，脫氮率在80%以上，被日本通商產(chǎn)業(yè)省認(rèn)定為第一號(hào)商品化裝置。（根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果，獲得了各種資料，肯定了該技術(shù)，并定名為三井BF法。同時(shí)建立了3000/ta-1成型活性焦的商品化制造廠。
在我國(guó)1991年，由遼寧省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所承擔(dān)“同時(shí)脫硫脫氮綜合利用一體化”項(xiàng)目，并于2001年通過(guò)了遼寧省科技廳技術(shù)鑒定。該成果主要在三井BF方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，利用我國(guó)煤炭特點(diǎn)（灰分高＞10%）研制出活性焦，其比表面積低，強(qiáng)度高，脫硫率90%，脫氮率80%，并且初期脫硫率、脫氮率均高于三井BF法，取得滿(mǎn)意效果〔8〕。
活性焦吸附法脫硫脫氮的優(yōu)點(diǎn)：
?、倬哂泻芨叩拿摿蚵剩?8%）。
?、谀艹穹y以除去的SO3。
?、勰艹U氣中的HCl、HF、砷、硒、汞，是深度處理的技術(shù)。
?、茉诘蜏叵拢?00～200℃）能得到高的脫氮率（80%），因而不需要廢氣升溫裝置。
⑤具有除塵功能。
?、捱^(guò)程中不用水，無(wú)需廢水處理裝置，沒(méi)有二次污染問(wèn)題。
?、邏A、鹽類(lèi)對(duì)活性焦炭沒(méi)有影響，不存在吸附劑中毒問(wèn)題。
?、嘟ㄔO(shè)費(fèi)用低，使用動(dòng)力小則運(yùn)行費(fèi)用低。
⑨廠地面積小也可以建設(shè)。
?、饪梢曰厥崭碑a(chǎn)品，高純硫磺（99.95%）或濃硫酸（98%）或高純液態(tài)SO2，其中任選一副產(chǎn)品。
活性焦吸附法脫硫脫氮的主要問(wèn)題：
①固態(tài)的熱吸收劑循環(huán)使用，是機(jī)械的方式，操作較復(fù)雜。
②吸附劑在運(yùn)行中有磨損消耗，是成本的主要部分。
?、蹮煔馔ㄟ^(guò)吸附床有較大的壓力降由于以上特點(diǎn)，因此在美國(guó)政府調(diào)查報(bào)告中認(rèn)為，該技術(shù)是最先進(jìn)的煙氣脫硫脫氮技術(shù)〔9〕
3、經(jīng)濟(jì)分析
由于排煙循環(huán)流化床是屬于燃燒中進(jìn)行脫硫脫氮，處理方法不同于其他三種方法（燃燒后煙氣處理），所以不列入經(jīng)濟(jì)比較之內(nèi)。
根據(jù)美國(guó)能源部（DOE）報(bào)告，一個(gè)500MW的火力發(fā)電廠，用濕法脫硫（FGD）其設(shè)備費(fèi)用為175/kw，運(yùn)行費(fèi)用18mille/kwh，在其后組合進(jìn)SCR法脫氮，設(shè)備費(fèi)為125/kw，運(yùn)行費(fèi)為6.2mille/kwh（催化劑使用壽命按6年計(jì)算，若按4年壽命則為7.6mille/kwh）〔10〕，因此合計(jì)起來(lái)該組合法脫硫脫氮的設(shè)備費(fèi)用為300/kw，運(yùn)行費(fèi)為24.2mille/kwh。
活性焦吸附法按300MW規(guī)模的火電廠煙氣同時(shí)脫硫脫氮，其設(shè)備費(fèi)用為175～225/kw，運(yùn)行費(fèi)用為10.8mille/kwh。
電子束法100MW規(guī)模的電廠，煙氣同時(shí)脫硫脫氮，根據(jù)美國(guó)能源部報(bào)告的數(shù)據(jù)，設(shè)備費(fèi)用是247/kw，運(yùn)行費(fèi)是21.6mille/kwh。根據(jù)日本資料報(bào)道，電子束法用于500MW規(guī)模的電廠，設(shè)備費(fèi)是組合法的70%～80%，運(yùn)行費(fèi)是組合法的90%，由此計(jì)算，500MW規(guī)模的電廠，電子束法的設(shè)備費(fèi)是210～240/kw，運(yùn)行費(fèi)是21.7mille/kwh，這個(gè)數(shù)值與美國(guó)能源部報(bào)告的數(shù)值是一致的。
通過(guò)以上分析這三種方法的經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 三種脫硫脫氮方法的經(jīng)濟(jì)比較
?
?
項(xiàng)目 | 組合處理法 | 電子束法 | 活性焦吸附法 |
設(shè)備占的空間比例 | 100％? | 40％? | 較小 |
設(shè)備費(fèi)$／kw | 300 | 210~240 | 175~225 |
(占的比例)? | 100％ | 70％~80％ | 65%~75％ |
運(yùn)行費(fèi)用mille/kwh | 24.2 | 21.7 | 10.8 |
(占的比例) | 100％? | 90％? | 45％ |
電廠規(guī)模MW | 500? | 500 | 300 |
?
注：活性焦吸附法是按300MW計(jì)算的，若按500MW同樣規(guī)模比較，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。
根據(jù)表1經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明，活性焦吸附法的設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，需要的建設(shè)空間也小，尤其是運(yùn)行費(fèi)用是電子束法的50%，所以活性焦吸附法在經(jīng)濟(jì)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。
4、結(jié)語(yǔ)
活性焦吸附法雖然開(kāi)發(fā)歷史較短，但是進(jìn)展速度非?？?，日本在1981年開(kāi)始進(jìn)行了1000/Nm3h-1煙氣脫硫脫氮試驗(yàn)，到1989年即在西德建立了32/萬(wàn)Nm3h-1的電廠燃煤煙氣處理裝置，處理效果非常好。相比之下，電子束法盡管開(kāi)發(fā)的歷史較早（1970年），在技術(shù)上也有許多優(yōu)點(diǎn)，但是由于大容量的電子加速器功率較大，耗電高，價(jià)格昂貴，建設(shè)燃煤電廠大型的實(shí)用規(guī)模的處理裝置比較困難，因此實(shí)際進(jìn)展速度并不快。
活性焦吸附法脫硫脫氮有完整的工藝系統(tǒng)，最終可以得到高質(zhì)量的副產(chǎn)品，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求將愈來(lái)愈高，必將對(duì)二氧化硫、氮氧化物制定更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，所以一方面可以滿(mǎn)足當(dāng)前對(duì)SO2控制的要求，又要為控制NOx作技術(shù)準(zhǔn)備。因此，這種技術(shù)即屬于超前性，又具有推動(dòng)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義。
參考文獻(xiàn)
1．徐旭常 中國(guó)燃煤SO2、NOx污染防治及生態(tài)優(yōu)化。第七屆全國(guó)大氣環(huán)境學(xué)術(shù)論文集，1998.11.571～577.
2．C.David Livengood,US DOE Rep（CONF-8908146-1）1989,34.
3．荻須吉洋.化學(xué)工業(yè)，1989，（11），1972.
4．青木慎治.燃料協(xié)會(huì)志，1990，（3），165.
5．德永興公.放射線產(chǎn)業(yè)，1989，（44），16.
6．W.Depriest et al.US PB Rep,1989,（PB-89-220537）987-9107.
7．尹藤儀郎.化學(xué)裝置，1990.3.
8．王德榮等.同時(shí)脫硫脫硝綜合利用一體化研究技術(shù)報(bào) 告.2001.
9．（）Ekkehard Richter et ai.US PB Rep,（PB-89-172159）4229-4244.
10．J.E.Cichanowica 火力原子發(fā)電，1990（10）99.
