微波改性活性炭及其脫硫特性研究.pdf

1、活性炭煙氣脫硫是一種高效資源化的煙氣脫硫工藝,它不但可以消除煙氣SO<,2>的污染,而且還可以回收硫資源,是當(dāng)前研究開發(fā)的重要脫硫方法.活性炭吸附催化氧化SO<,2>的性有及再生技術(shù)是該工藝的關(guān)鍵,一直是國內(nèi)外科技人員研究的重要課題.該文主要對(duì)微波新技術(shù)在脫硫活性炭改性和再生中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究,以期找到一種經(jīng)濟(jì)有效的脫硫活性炭的改性方法和再生技術(shù).通過微波在不同微波功率、作用時(shí)間對(duì)不同粒徑活性炭進(jìn)行改性,對(duì)改性前后活性炭孔隙結(jié)構(gòu)、表

2、面基團(tuán)、元素組成、微晶結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了測(cè)試,表明微波處理使活性炭比表面積變化不大,孔容稍有縮小,主要變化發(fā)生在中孔范圍,孔徑分布變化不大,只是向小孔方向發(fā)生稍微的移動(dòng),活性炭基本微晶增大,石墨化程度提高.微波加熱使活性炭表面含氧官能團(tuán)以CO<,x>形式分解,微波強(qiáng)度越大,氧含量越少,炭中以吡咯氮形式存在的氮元素含量增加.通過比較微波改性活性炭前后的吸附脫硫能力,結(jié)合它們的表面物理和化學(xué)性質(zhì)的變化分析,確認(rèn)微波改性活性炭的脫硫性能有顯著提

3、高,其作用機(jī)理在于微波處理后,活性炭表面微觀形貌發(fā)生了較大的變化,化學(xué)基團(tuán)發(fā)生分解,堿性特征增強(qiáng),表面含氧量減少,以CO形式釋出的含氧官能團(tuán)分解后產(chǎn)生的活性部位和吡喀氧官能團(tuán)數(shù)量增加,吸附SO<,2>的表觀活化能降低.應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)研究了微波功率、輻照時(shí)間、活性炭粒徑對(duì)微波改性活性炭脫硫效果的影響,顯示微波功率是決定改性活性炭SO<,2>吸附容量的關(guān)鍵因素,微波功率的增加可以加強(qiáng)改性活性炭的SO<,2>吸附能力,輻照時(shí)間對(duì)活性炭改性的影響

4、在4~5min內(nèi)突出,活性炭粒徑越小,改性效果越好,對(duì)SO<,2>吸附容量也越大.建立了微波改性活性炭固定床吸附過程的一維數(shù)學(xué)模型,測(cè)定了N<,2>-O<,2>-SO<,2>體系中SO<,2>在微波改性活性炭上等溫吸附的總傳質(zhì)系數(shù),由K<,0>和q/q∞的關(guān)系曲線可知,吸附過程屬于多步驟聯(lián)合控制.利用模型模擬了微波改性活性炭床層上SO<,2>穿透曲線,模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)定基本一致.表明提出的模型具有一定的準(zhǔn)確性,可供裝置設(shè)計(jì)或工藝計(jì)算時(shí)參