XPS
元素分析（表 2）。
表 2 活性焦表面活性 XPS 表面元素分析结果（％）
Tab.2
XPS parameters of activated chart（％）
注：1s 为该元素 1s 电子特征峰的强度；2p 为该元素 2p
电子特征峰的强度。
由表 2可见，活性焦表面的氧碳比较高，接近
7%
，说明表面含有较高的含氧官能团。显然，活性焦
自身的这种特性将影响其对污染物的脱除性能，特
别是有利于对极性污染物的吸附和催化反应 。
陶贺
[ 12 ]
等人通过对活性焦进行烟气脱硫脱硝
的静态实验，考察了温度、空速、SO
2
浓度、O
2
浓度、
水蒸汽浓度、NO 浓度、氨氮体积比等工艺参数对活
性焦脱硫脱硝的影响。结果表明在 120~180℃范围
内时，温度越低越有利于活性焦的脱硫性能，而温
度为 130℃时，脱硝效果较好；空速在小于 1000h
- 1
时，随着空速的增大，活性焦的吸附性能显著增加，
继续增大空速，活性焦相对质量的增加明显降低；
烟气中 SO
2
浓度小于 2L·m
- 3
时，活性焦对 SO
2
的吸
附量有明显增大的趋势，但 SO
2
浓度继续增大时，超
过了活性焦的饱和吸附量，吸附性能下降；O
2
、
水蒸
汽体积分数含量均为 6%时，大大促进了活性焦对
SO
2
的吸附性能，含量过高或过低都不能达以最佳
效果，而 O
2
浓度、NO 浓度对脱硝性能影响不大。由
此可见，活性焦比较适于做低温条件下脱硫脱硝的
催化剂。
2
金属氧化物/载体催化剂应用于烟
气脱硫脱硝
目前，炭基材料单独用于脱硫脱硝的情况一般
很少，因为在不断的实验探索过程中发现，通过将
炭基材料改性
[ 13 ]
，能够大大提高脱硫脱硝的性能。
金属氧化物用于这种催化剂助剂取得了很长足的
进展
[ 14
，15 ]
。
2.1
钒的氧化物用于脱硫脱硝
[16，
17]
通过在 V
2
O
5
/
炭基材料催化剂上负载不同的 V
含量，可以获得最佳的催化效率。如图 1 是在
200℃、
5600h
- 1
空速下 V
2
O
5
/
活性焦的脱硫转化率，
其中 V 后面的数字（0.5、2、8）代表催化剂中 V
2
O
5
的
质量分数。显然，V
2
O
5
的添加量显著提高了活性焦
的脱硫活性。且 V
2
O
5
含量越高，催化剂的脱硫活性
越好。研究表明，该催化剂具有较大的比表面积，在
负载一定量的 V 时，在较大的温度范围内均具有较
高的活性。V
2
O
5
促进脱硫脱硝主要源于其对 SO
2
的
催化氧化作用和对 NH
3
的吸附氧化，V
2
O
5
能够促进
中间产物的生成速率，从而加大了脱硫脱硝效率。
图 1 V
2
O
5
/活性焦（AC）的脱硫活性
[ 18 ]
Fig.1
Desulfidation activity of V
2
O
5
/ activated coke (AC)
2.2
铜的氧化物用于脱硫脱硝
[ 19，
21 ]
CuO
作为活性组分用于同时脱除烟气中 SO
x
和
NO
x
已得到较深入的研究。CuO 联合脱硫脱氮法，利
用负载于多孔载体 γ- Al
2
O
3
上的 CuO 与烟气中的
SO
2
和 O
2
反应生成 CuSO
4
以达到脱硫目的；在 NH
3
和 O
2
存在的条件下，CuO、CuSO
4
又可作为催化 NO
x
还原为 N
2
的催化剂；当吸收剂吸收 SO
2
达到饱和
时，可利用 CH
4
、
H
2
等将其还原再生，得到较高浓度
的 SO
2
和 Cu，SO
2
经回收可进一步加工成 H
2
SO
4
、
硫
磺和液体 SO
2
等，Cu 遇到烟气中游离的 O
2
会生成
可供重新使用的 CuO
[ 22 ]
。
总脱硫反应如下：
CuO
（s）+ SO
2
（g）+ 1/2O
2
（g）→ CuSO
4
（s）
由于 CuO 可以在 300~500 ℃范围内较好地吸
附 SO
2
生成 CuSO
4
，同时 CuO 和 CuSO
4
均可作 SCR
反应的催化剂，所以 CuO 可用于脱硫脱氮一体化技
术。研究表明
[ 23 ]
，在烟气加热到 400℃，并通入适量
NH
3
的条件下，装有负载型 CuO 的反应器可以同时
脱除 90 %以上的 SO
2
和 NO
x
。
此项技术有较高的优
越性，可以在同一流程内去除 SO
2
和 NO
x
，去除率达
到环保要求，且工艺简单，吸附剂可再生利用，不需
另加常规的催化剂，大大降低了成本；脱硫脱氮的
吸收温度、催化温度与脱硫剂再生温度一致，便于
控制操作，减少了设备对温度要求的复杂性，设备
成本和运行费用较低；此项工艺无废弃物产生，不
会造成二次污染。因此，可以说 CuO 同时去除 SO
2
/
NO
x
法体现了烟气污染的治理趋势，是一种很有前
景的技术。
2.3
铁系氧化物用于脱硫脱硝
铁系氧化物脱硫剂脱除烟气中 SO
2
是气固相催
化吸附反应过程，烟气中的 SO
2
在脱硫剂上被催化
C
（1s）
92. 40
O
（1s）
6. 43
N
（1s）
0. 88
Cl
（2p）
0. 12
S
（2p）
0. 17
O /C
0. 0696
100
95
90
85
80
0
40
80
120
160
200
时间 /min
含
量
/%
■AC
○V0.5/AC
△V2/AC
□V8/AC
56
胡 龙等：烟气脱硫脱硝的研究进展
2010
年第 7 期