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)量指標達不到要求，將會影響環(huán)境質(zhì)量，不利于環(huán)境保護，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行脫硫脫硝處理，對煙氣中含硫量和含確量進行嚴格控制。在各種脫硫脫硝的處理方法中，其中活性炭材料的應(yīng)用價值很高，通過其吸附作用，可以在煙氣排放中實現(xiàn)脫硫脫硝，能有效防止大氣污染，因此應(yīng)促進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)境保護的貢獻，進而推動活性炭材料的發(fā)展及系統(tǒng)應(yīng)用，盡快實現(xiàn)活性炭材料的大規(guī)模應(yīng)用，還人們一個碧海藍天。
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
活性炭材料在進行脫硝時，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)用活性炭進行脫氮時，會涉及到多項的化學(xué)反應(yīng)，其中比較典型的一項化學(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
只有清楚認識到活性炭材料對火電廠煙氣進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)境保護的貢獻。
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，對其產(chǎn)生的影響更大。當火電廠煙氣在脫硫脫硝過程中，其空速過大時，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，活性炭與NOx、SO2無法實現(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，對煙氣進行脫硫反應(yīng)，并且其處于低溫狀態(tài)時，活性炭材料對SO2具有比較大的吸附速率，這個時候，其物理吸附的能力要低于化學(xué)吸附的能力；當逐漸升高溫度后，除了物理吸附受到干擾，此時化學(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)合脫硫脫硝的試驗及研究證明，當活性炭材料處于5%~10%的含氧量環(huán)境內(nèi)時，其脫硫脫硝的吸附凈化能力可以達到很高的效率。因此，含氧過低或過高，都不利于進行脫硫脫硝。
3 加強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，在對火電廠煙氣進行脫硫脫硝時，應(yīng)加強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、可再生的特點，因此在煙氣吸附中其能夠體現(xiàn)出較高較強的應(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，也能同時達到進行脫硫脫硝時的活性要求。與傳統(tǒng)活性炭相比，活性炭纖維在進行脫硫脫硝時，其速率就能夠達到百倍的優(yōu)勢，所以加強對其的應(yīng)用，既可以提升凈化的標準，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，既可以達到吸附凈化的指標要求，也可以防止煙氣中有害氣體的排放或擴散。同時，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，進而提升活性炭在脫硫脫硝中的研究水平。