第36卷第2期 北京科技大学学报 Vol.36 No.2 2014年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2014 活性炭烟气脱硫催化反应速率实验研究 刘应书，王海鸿，张辉四，范菲，刘文海 北京科技大学机械工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:zhanghuis56@ustb.cdu.cn 摘要针对活性炭烟气脱硫过程，以吸附质浓度沿床层分布曲线实验为基础，对活性炭脱除S0,的催化反应速率的影响因 素进行了探讨.研究发现S02质量浓度和C02体积分数对活性炭催化反应速率有显著影响.S02质量浓度对活性炭催化反 应速率影响最大，随着S02质量浓度升高催化反应速率将显著增加，但高S02质量浓度下催化反应速率将不再增加：体积分 数在15%以内的C02对催化反应速率呈线性抑制，使得活性炭催化反应速率降低约30%：烟气线速度在0.14-0.3m·s·之 间变化时对催化反应速率的影响效果不大， 关键词烟气：脱硫：活性炭；催化作用：反应速率：二氧化硫 分类号X701.3:TQ424.1 Experiment study on the catalytic rate of activated carbon for flue gas desulfurization LIU Ying-shu,WANG Hai-hong,ZHANG Hui,FAN Fei,LIU Wen-hai School of Mechanical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:zhanghui56@ustb.edu.cn ABSTRACT According to flue gas desulfurization processes with activated carbon,several factors affecting the catalytic reaction rate of activated carbon for flue gas desulfurization were investigated on the basis of the experiment of adsorbate concentration curves along the bed.It is found that SO concentration and CO volume fraction have significant influences on the catalytic reaction rate,and SO concentration is the primary factor.With increasing SO,concentration,the catalytic reaction rate increases significantly,but it does not increase at high SO,concentration.While the CO,volume fraction increases from 0 to 15%,the catalytic reaction rate decreases by 30%linearly,indicating that CO plays a linear inhibition role in the catalytic reaction.The flue gas velocity between 0.14msand 0.3ms has no significant effect on the catalytic reaction rate. KEY WORDS flue gases:desulfurization:activated carbon:catalysis:reaction rate:sulfur dioxide 随着S0,排放控制日益严格，众多中小型燃煤 力.水洗再生工艺简单可靠，能耗低，综合成本低， 锅炉减排SO,也将成为重点.在众多的脱硫技术 吸附装置可随开随停，且能够适应不断变化的烟气 中，炭法脱硫技术具有脱硫效率高、工艺流程简单可 处理量和烟气含硫量，非常适合中小型锅炉应用. 靠、运行及维护费用低、无二次污染、吸附剂可再生 但是，采用水洗再生时，由于再生不彻底，活性炭内 等优点，逐渐成为中小型燃煤锅炉脱硫技术未来的 部孔隙被硫酸占据，导致其催化反应速率有所下降， 发展方向.吸附S02后的活性炭，其内外表面的活 且脱硫性能也会发生变化。有文献认为，在炭床出 性中心被硫酸覆盖，使得活性炭吸附能力下降，需要 口未穿透前，碱性活性中心和表面催化活性中心同 采用一定的手段对其再生来恢复活性炭的吸附能 时与S02发生反应，当出口浓度达到稳定后，认为碱 收稿日期：2012-1206 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(FRF-SD-12O13A) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.02.015:http://journals.ustb.edu.cn第 36 卷 第 2 期 2014 年 2 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 2 Feb． 2014 活性炭烟气脱硫催化反应速率实验研究 刘应书，王海鸿，张 辉，范 菲，刘文海 北京科技大学机械工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: zhanghui56@ ustb． edu． cn 摘 要 针对活性炭烟气脱硫过程，以吸附质浓度沿床层分布曲线实验为基础，对活性炭脱除 SO2 的催化反应速率的影响因 素进行了探讨． 研究发现 SO2 质量浓度和 CO2 体积分数对活性炭催化反应速率有显著影响． SO2 质量浓度对活性炭催化反 应速率影响最大，随着 SO2 质量浓度升高催化反应速率将显著增加，但高 SO2 质量浓度下催化反应速率将不再增加; 体积分 数在 15% 以内的 CO2 对催化反应速率呈线性抑制，使得活性炭催化反应速率降低约 30% ; 烟气线速度在 0. 14 ～ 0. 3 m·s － 1之 间变化时对催化反应速率的影响效果不大． 关键词 烟气; 脱硫; 活性炭; 催化作用; 反应速率; 二氧化硫 分类号 X 701. 3; TQ 424. 1 Experiment study on the catalytic rate of activated carbon for flue gas desulfurization LIU Ying-shu，WANG Hai-hong，ZHANG Hui ，FAN Fei，LIU Wen-hai School of Mechanical Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: zhanghui56@ ustb． edu． cn ABSTＲACT According to flue gas desulfurization processes with activated carbon，several factors affecting the catalytic reaction rate of activated carbon for flue gas desulfurization were investigated on the basis of the experiment of adsorbate concentration curves along the bed． It is found that SO2 concentration and CO2 volume fraction have significant influences on the catalytic reaction rate，and SO2 concentration is the primary factor． With increasing SO2 concentration，the catalytic reaction rate increases significantly，but it does not increase at high SO2 concentration． While the CO2 volume fraction increases from 0 to 15% ，the catalytic reaction rate decreases by 30% linearly，indicating that CO2 plays a linear inhibition role in the catalytic reaction． The flue gas velocity between 0. 14 m·s － 1 and 0. 3 m·s － 1 has no significant effect on the catalytic reaction rate． KEY WOＲDS flue gases; desulfurization; activated carbon; catalysis; reaction rate; sulfur dioxide 收稿日期: 2012--12--06 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助( FＲF--SD--12--013A) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 02． 015; http: / /journals． ustb． edu． cn 随着 SO2 排放控制日益严格，众多中小型燃煤 锅炉减排 SO2 也将成为重点． 在众多的脱硫技术 中，炭法脱硫技术具有脱硫效率高、工艺流程简单可 靠、运行及维护费用低、无二次污染、吸附剂可再生 等优点，逐渐成为中小型燃煤锅炉脱硫技术未来的 发展方向． 吸附 SO2 后的活性炭，其内外表面的活 性中心被硫酸覆盖，使得活性炭吸附能力下降，需要 采用一定的手段对其再生来恢复活性炭的吸附能 力． 水洗再生工艺简单可靠，能耗低，综合成本低， 吸附装置可随开随停，且能够适应不断变化的烟气 处理量和烟气含硫量，非常适合中小型锅炉应用． 但是，采用水洗再生时，由于再生不彻底，活性炭内 部孔隙被硫酸占据，导致其催化反应速率有所下降， 且脱硫性能也会发生变化． 有文献认为，在炭床出 口未穿透前，碱性活性中心和表面催化活性中心同 时与 SO2 发生反应，当出口浓度达到稳定后，认为碱