摘要：火電廠在生產(chǎn)過程中，會排放出大量的煙氣。對大氣環(huán)境造成一定的污染，其中對大氣環(huán)境危害很大的主要是來自煙氣中的SO2，和NOx兩方面。如果火電廠排放煙氣的質(zhì)量指標(biāo)達(dá)不到要求，將會影響環(huán)境質(zhì)量，不利于環(huán)境保護(hù)，因此為了降低煙氣對大氣環(huán)境的污染程度，火電廠應(yīng)致力研究如何對煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理，對煙氣中含硫量和含確量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在各種脫硫脫硝的處理方法中，其中活性炭材料的應(yīng)用價(jià)值很高，通過其吸附作用，可以在煙氣排放中實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝，能有效防止大氣污染，因此應(yīng)促進(jìn)活性炭材料在火電廠脫硫脫硝中的大規(guī)模的應(yīng)用。
本文通過簡述應(yīng)用活性炭材料進(jìn)行脫硫脫確的工作原理，分析了活性炭材料對煙氣脫硫脫硝的主要影響因素，提出了加大活性炭纖雛在脫硫脫硝中的推廣及應(yīng)用力度，體現(xiàn)了活性炭材料對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)，進(jìn)而推動活性炭材料的發(fā)展及系統(tǒng)應(yīng)用，盡快實(shí)現(xiàn)活性炭材料的大規(guī)模應(yīng)用，還人們一個(gè)碧海藍(lán)天。
1 活性炭材料在脫硫脫硝過程中的工作原理
1.1 活性炭材料在脫硫過程中的工作原理
活性炭材料具有能夠吸附火電廠煙氣中的SO2的功能，它有兩種吸附方式，一種是物理吸附，另外一種是化學(xué)吸附。
1.1.1 物理吸附
這種吸附方式是比較常見的一種類型。活性炭吸附的條件是只要煙氣中含有氧氣和H2O，就可以直接吸收SO2，減少甚至杜絕其排放到大氣環(huán)境中，對環(huán)境造成污染；
1.1.2 化學(xué)吸附
這種吸附方式比較復(fù)雜，其在煙氣內(nèi)明顯發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的氧氣和H2O與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在化學(xué)吸附作用下轉(zhuǎn)變成另外一種產(chǎn)物H2SO4，該產(chǎn)物不會污染環(huán)境，其化學(xué)反應(yīng)公式為：SO2+O2+H2O→H2SO4，從根本上杜絕了SO2在大氣中的排放。
1.2 活性炭材料在脫硝過程中的工作原理
活性炭材料在進(jìn)行脫硝時(shí)，其工作原理主要是減少煙氣中氫元素的含量，也就是我們常說的脫氨過程。應(yīng)用活性炭進(jìn)行脫氮時(shí)，會涉及到多項(xiàng)的化學(xué)反應(yīng)，其中比較典型的一項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)是在催化條件下的還原反應(yīng)，通過利用活性炭的吸附作用。實(shí)現(xiàn)對NOx的吸附，而且在無催化劑的環(huán)境中活性炭也能實(shí)現(xiàn)脫氮，活性炭與NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)物為N2和CO2，它們不會造成環(huán)境污染，還可以實(shí)現(xiàn)熱能的再利用。
2 活性炭材料對煙氣脫硫脫硝的主要影響因素
只有清楚認(rèn)識到活性炭材料對火電廠煙氣進(jìn)行脫硫脫硝中的主要影響因素，才能通過分析這些影響因素采取合理的措施積極推進(jìn)活性炭材料的發(fā)展及應(yīng)用，體現(xiàn)出活性炭材料對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)。
2.1 速率的影響因素
活性炭材料對脫硫脫硝的速率影響很大，尤其是受到空速條件的影響時(shí)，對其產(chǎn)生的影響更大。當(dāng)火電廠煙氣在脫硫脫硝過程中，其空速過大時(shí)，將會對活性炭的活性起到抵制作用，導(dǎo)致其速率明顯降低。例如：增加空速時(shí)，活性炭與NOx、SO2無法實(shí)現(xiàn)充分的接觸，所以煙氣在活性炭凈化過程中，殘留了大量的含硝、含硫的有害物質(zhì)，還有由于空速過快及化學(xué)反應(yīng)的條件不夠充足，脫硫脫硝的速率壓力不斷增加，進(jìn)而影響到活性炭材料的應(yīng)用效果。
2.2 溫度的影響因素
活性炭脫硫脫硝的速率與溫度有著直接關(guān)系，逐步呈現(xiàn)出先增后減的變化。活性炭材料在煙氣脫硫脫硝過程中，為了提高其凈化和吸附能力，溫度應(yīng)控制在50℃~80℃之間為佳。例如，對煙氣進(jìn)行脫硫反應(yīng)，并且其處于低溫狀態(tài)時(shí)，活性炭材料對SO2具有比較大的吸附速率，這個(gè)時(shí)候，其物理吸附的能力要低于化學(xué)吸附的能力；當(dāng)逐漸升高溫度后，除了物理吸附受到干擾，此時(shí)化學(xué)速率也會相應(yīng)受到干預(yù)，但是確保仍舊可以滿足吸附需求，所以應(yīng)適當(dāng)調(diào)整溫度，以便提高化學(xué)脫硫的效率和應(yīng)用。
2.3 含氧量的影響因素
對活性炭脫硫脫硝的影響比較大而且具有直接的影響作用的另一個(gè)因素是含氧量。火電廠通過控制煙氣中的含氧量，在很大程度上能夠提升吸附凈化的效率。結(jié)合脫硫脫硝的試驗(yàn)及研究證明，當(dāng)活性炭材料處于5%~10%的含氧量環(huán)境內(nèi)時(shí)，其脫硫脫硝的吸附凈化能力可以達(dá)到很高的效率。因此，含氧過低或過高，都不利于進(jìn)行脫硫脫硝。
3 加強(qiáng)活性炭纖維在脫硫脫硝中的推廣及應(yīng)用
目前，在眾多的活性炭材料中，活性炭纖維作為一種較為新型的材料，在脫硫脫硝的應(yīng)用中，它具有非常明顯的優(yōu)勢：具有高的吸附力。因此，在對火電廠煙氣進(jìn)行脫硫脫硝時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)活性炭纖維的推廣及應(yīng)用使其得到不斷發(fā)展。
3.1 推廣活性炭纖維的明顯優(yōu)勢
作為活性炭材料的一種，活性炭纖維在材料應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢，使其功能得到很大限度的發(fā)揮，為火電廠煙氣的脫硫脫硝工作提供高的效率及高的效益服務(wù)。活性炭纖維具有如下明顯的優(yōu)勢，值得推廣和應(yīng)用：
3.1.1 表面積大
活性炭纖維的結(jié)構(gòu)特性明顯提升了其與NOx、SO2的接觸面積，體現(xiàn)出很強(qiáng)的接觸效果，有利于吸附的固定；
3.1.2 吸附效率高
由于活性炭纖維材料是以納米級纖維的結(jié)構(gòu)方式存在的，所以其可以快速準(zhǔn)確地找到煙氣中的硫硝物質(zhì)，使吸附的效率得到明顯提高；
3.1.3 吸附性能高
由于活性炭纖維具有可改進(jìn)、可再生的特點(diǎn)，因此在煙氣吸附中其能夠體現(xiàn)出較高較強(qiáng)的應(yīng)用性能，確保活性炭纖維具備一定的吸附應(yīng)用性能。
3.2 活性炭纖維在脫硫脫硝的應(yīng)用
由于活性炭纖維具有強(qiáng)度較高的結(jié)構(gòu)，所以為了提高其吸附反應(yīng)的接觸面積，其既可以滿足火電廠在煙氣脫硫脫硝過程中的多種條件，能夠生產(chǎn)加工成多種形狀，也能同時(shí)達(dá)到進(jìn)行脫硫脫硝時(shí)的活性要求。與傳統(tǒng)活性炭相比，活性炭纖維在進(jìn)行脫硫脫硝時(shí)，其速率就能夠達(dá)到百倍的優(yōu)勢，所以加強(qiáng)對其的應(yīng)用，既可以提升凈化的標(biāo)準(zhǔn)，又可以提高脫硫脫硝的吸附能力。由于火電廠煙氣中NOx、SO2的含量較高，所以應(yīng)推廣和應(yīng)用活性炭纖維，它的結(jié)構(gòu)單位為納米級別，既可以達(dá)到吸附凈化的指標(biāo)要求，也可以防止煙氣中有害氣體的排放或擴(kuò)散。同時(shí)，在脫硫脫硝的脫附工藝中，活性炭纖維還有再生功能，能夠提高活性炭纖維的利用效率。
4 結(jié)語
目前，活性炭材料已經(jīng)大規(guī)模地推廣及應(yīng)用在火電廠的煙氣脫硫脫硝中，并已逐漸取得了可觀的效果，由于其具備活性炭本身的吸附優(yōu)勢。活性炭材料的推廣及應(yīng)用仍然在不斷積極發(fā)展中。在火電廠煙氣脫硫脫硝中，活性炭材料的應(yīng)用占據(jù)著很重要的地位，它能通過有效地控制煙氣的排放，很大限度地降低對大氣環(huán)境的污染度。結(jié)合活性炭材料在脫硫脫硝中的推廣及應(yīng)用，火電廠應(yīng)致力于提高其推廣及應(yīng)用水平，改善并拓展其吸附的途徑及方式，進(jìn)而提升活性炭在脫硫脫硝中的研究水平。