炭材料的配煤制备及低温脱硝性能

解 炜,曲思建,王 鹏,梁大明,李小亮,吴 倩

(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083;2.煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院,北京 100013;3.煤基节能环保炭材料北京市重点实验室,北京 100013)

0 引 言

随着我国工业的发展,使用了大量的化石原料应用于发电、金属冶炼及化工生产,随之排放了大量的(SO2)和氮氧化物(NOx),这是大气中最主要的污染物,不仅会导致酸雨和温室效应,而且SO2和NOx与其他有害物质结合形成的二次无机气溶胶是导致国内严重雾霾的主要原因[1-2]。

国家相关部门颁布的《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271—2014)及《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)严格限制了SO2及NOx的排放,国内燃煤锅炉、焦化烟气及烧结烟气等必须经过脱硫和脱硝处理。目前烟气脱硫通常采用湿法或半干法技术,脱硫效率最高可达98%以上[3],完全可以满足国家环保的要求。按照相关标准,焦炉和燃煤锅炉烟道气NOx排放量分别要求低于150 mg/Nm3和100 mg/Nm3。然而,经过脱硫后的烟气温度会降至120～200℃的中低温,而目前常用的V2O5/TiO2或WO3/TiO2等催化剂的脱硝窗口温度一般为300～400℃,使用常规脱硝催化剂需要将经过脱硫降低的烟气温度重新加热使用,造成了热量的损失。

炭材料产品由于炭基质的存在并具有较大的比表面积,使其作为催化剂时在中低温下仍可保持较理想的脱硝效果,除了欧洲一些企业将炭材料用于烟气净化[4]外,日本、韩国的电厂、金属冶炼企业也具有较为广泛的应用[3,5-6]。我国煤炭储量丰富,种类齐全,以煤为原料制备具有特殊吸附、催化性能的炭材料产品,可以用来脱除煤炭使用过程中产生的污染物,实际上也是煤炭清洁利用的一种重要方式[7]。……