氨水活化的活性炭纤维的脱硫作用
活性炭脱硫剂
活性炭脱硫剂简介活性炭脱硫剂是一种常用于工业废气处理的吸附剂，主要用于去除废气中的二氧化硫（SO2）和一氧化碳（CO）等有害气体。
活性炭脱硫剂具有高吸附性能、良好的稳定性和可再生性，被广泛应用于煤电厂、钢铁厂、化工厂等行业。
原理活性炭脱硫剂不同于常规的脱硫方法，如石灰石脱硫和湿法脱硫，其脱硫机理主要是通过物理吸附来降低废气中的有害气体浓度。
活性炭脱硫剂具有大量的微孔和介孔结构，具有极大的比表面积，可提供大量的吸附位点。
废气经过活性炭脱硫剂层时，有害气体分子会被吸附在活性炭表面上，从而实现脱硫效果。
优点1.高吸附性能：活性炭脱硫剂具有较高的比表面积和孔隙率，使其具有更大的接触面积，从而提高了吸附性能。
2.良好的稳定性：活性炭脱硫剂具有较高的化学稳定性，可在不同温度和湿度条件下工作，并不易失活。
3.可再生性：活性炭脱硫剂通过热解或水洗等方法可进行再生，延长使用寿命并降低成本。
应用领域活性炭脱硫剂广泛应用于以下行业：•煤电厂：煤电厂烟气中的二氧化硫是一种主要的大气污染物，通过使用活性炭脱硫剂，可有效减少二氧化硫的排放量，保护环境。
•钢铁厂：钢铁厂废气中含有大量的一氧化碳，通过活性炭脱硫剂吸附CO，可降低废气浓度，保护工人健康。
•化工厂：化工厂废气中常含有各种有害气体，如硫化物和酚类化合物等。
使用活性炭脱硫剂可以将这些有害气体吸附并净化废气。
使用方法1.选择适当的活性炭脱硫剂型号：根据待处理废气的特性，选择合适的活性炭脱硫剂型号，包括吸附剂种类、孔径分布等。
2.设计脱硫设备：根据废气处理需求，设计相应的脱硫设备，包括活性炭吸附层和废气流动控制装置等。
3.安装和调试：根据设计方案，进行脱硫设备的安装和调试工作，确保设备能够正常运行。
4.运行和维护：根据实际情况，定期检查和更换活性炭脱硫剂，保证脱硫设备的稳定运行和长期效果。
存在问题和发展趋势目前，活性炭脱硫剂在工业废气处理中得到了广泛应用，但仍面临一些挑战和问题。
活性炭纤维脱除有色冶炼烟气中SO2的性能
活性炭纤维脱除有 色冶炼烟气中 Ｓ ０ ２ 的性 能
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活性炭 纤维脱 除有 色冶炼烟 气 中 Ｓ Ｏ ２ 的性 能 ＊
范武波 刘勇军 ・ 。 王维竹 郭家秀 ・ 李建军 ・ 。 尹华强 ・ （ １ ． 四川大学建筑与环境 学院， 四川成都 ， ６ １ ０ ０ ６ ５ ； ２ ． 国家烟 气脱硫 工程 技 术研 究 中心 ， 四川成都 ， ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
优 于活性炭 ］ 。
灰石一 石膏法等烟气脱硫技术脱除二氧化硫污染［ 。 ］ 。
但对于 Ｓ Ｏ ２ 浓度范围在 ０ 。 １ ９ ， ６ ～３ ％的烟气 目前还 没有特别有效的处理技术 。此外 ， 我国的硫资源相 对 比较贫乏 ， 治理 Ｓ ０ ２ 的 同时对硫资源进行 回收利 用已成为一种必然的趋势［ ４ ］ 。
我国 Ｓ ｏ ２ 污染严重 ， 每年向大气中排放 ２ ０ ０ ０ 万 吨以上 Ｓ ｏ ２ ＿ １ ］ 。有色金属冶炼工业是 Ｓ Ｏ ２ 排放的主 要来源之一 。由于有色金属矿源 、 金属和杂质含量 、
大、 副产物石膏产量大、 利用价值不高等问题［ ６ ］ 。
炭法烟气脱硫技术采用柱 状活性 炭 （ Ｇ Ａ Ｃ ） 或
活性炭纤维为江苏南通生产 的粘胶基活性炭纤 维毡 。
１ ． ２ 实验 方法 １ ． ２ ． １ 孔 隙结构袁征
达缓冲瓶 ， 在增湿瓶加入饱和水蒸气 （ 其含量通过增 湿温度控制） ， 然后通过 Ａ Ｃ Ｆ的反床层 ， 床层温度 由 管式电炉控制。反应器出口气体经过冷凝瓶后通入
冶炼烟气特性各异 ， 烟气中 Ｓ ｏ ２ 浓度分布范围较广
（ Ｏ ． Ｏ ５ －２ ６ ． Ｏ ） ［ 引 。对于 Ｓ Ｏ ２ 浓度大于 ３ 的有 色冶炼烟气可以采用二转 二吸等工艺生产硫酸 ， 对 于Ｓ ｏ ２ 浓度小于 ０ ． １ 的有色冶炼烟气 可以采用石
活性炭纤维联合脱硫脱硝的机理分析
活性炭纤维联合脱硫脱硝的机理分析发表时间：2020-11-27T06:56:03.410Z 来源：《防护工程》2020年23期作者：程丽英王龙[导读] 纤维状活性炭在N2中，吸附SO2和NO是因为纤维状活性炭表面的有氧成分，使官能团发生氧化。
陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城 715405摘要：活性炭纤维(ACF)作为一种新型炭质吸附催化材料，具有较大的比表面积，较快的吸附速率和优越的脱附再生性能。
由于ACF具有脱硫脱氮联合的特点，且在脱氮过程中不产生二次污染，大大降低了生产成本，因此在脱硫脱氮联合应用中受到了广泛关注。
关键词：活性炭纤维(ACF)；脱硫脱硝；傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)；程序升温脱附试验(TPD)；纤维状活性炭是一种高效活性吸附材料和环保工程材料，其性能远优于活性炭。
为研究纤维状活性炭的机理，对粘胶基活性炭纤维表面吸附空气中的SO2和NO进行了实验研究，并与傅里叶变换红外光谱分析相联系，采用程序升温脱附实验进行观察，研究了纤维状活性炭表面决定其性质的官能团的变化和吸附能力。
研究发现，亚硝基基团向SO2提供了吸附位置；纤维状活性炭在N2中，吸附SO2和NO是因为纤维状活性炭表面的有氧成分，使官能团发生氧化。
一、NOx的来源及危害氮氧化物是我国大气污染中最主要的物质。
其主要来源于燃煤电站排放烟气，汽车尾气及冶金工业中燃烧排放烟气。
氮氧化物（简称为NOx）对生态环境具有很大的破坏作用。
其能够引起酸雨并引发水体的富营养化；NOx在阳光照射条件下可以产生光化学烟雾；同时NOx对人体呼吸道会产生刺激作用，引起呼吸系统疾病。
空气中的氮氧化物最主要的来源是燃煤电厂排放的烟气。
我国燃煤电站氮氧化物的排放总量逐年增加，且增长速率不断加大。
燃煤电站燃烧产生的烟气中氮氧化物约95%左右为NO，余下的为NO2，可见NO2在烟气中的比重较少，燃煤电站氮氧化物的排放控制主要集中在NO的脱除。
二、活性炭纤维与活性炭的特点与区别1.物理孔结构区别。
脱硫活性炭的作用详细说明介绍
脱硫活性炭的作用详细说明介绍郑州永坤环保科技有限公司脱硫活性炭的作用详细说明介绍，活性炭脱硫剂是一种高比表面积的微孔活性炭，具有发达的孔隙结构，无浸渍意味着在对H2S的催化、氧化过程中活性炭脱硫剂的所有孔径和表面积可供储存大量的硫元素。
活性炭脱硫剂不同于当今市场所供的其他臭气吸附活性炭，是一种由特殊生产工艺、选用活性原料及科学配方生产的活性炭产品，活性炭脱硫剂有特别高的H2S去除能力。
这种臭气控制活性炭是不浸渍的，在运输、使用过程中和废料处理上都不会遇到象其它碱性浸渍炭那样所带来的严重的安全问题，活性炭脱硫剂的着火点大于450℃。
活性炭脱硫剂的发展历史介绍：活性炭脱硫剂是最早使用的干法脱硫剂之一,至今已有70多年的使用历史.早先的活性炭脱硫技术设备庞大,再生和硫回收过程较复杂,操作烦锁。
在20世纪50年代逐渐被湿法所取代。
近年来由于再生方法得以改进和简化,又开发了精脱硫用的活性炭脱硫剂和常温精脱硫技术,有不少中、小型合成氨厂、尿素厂、联醇生产厂利用活性炭脱硫剂干法脱除原料气中的部分有机硫。
此法具有硫容大,适应性强,操作温度低,并可再生反复使用且能回收硫磺等优点,而且活性炭脱硫剂的价格比较便宜。
但活性炭脱硫剂仅限于有氧的情况,无氧时吸硫能力很低.就耐水性而言,活性炭脱硫剂优于氧化铁脱硫剂。
活性炭脱硫原理：活性炭脱硫机理是利用活性炭表面活性基团的催化作用加速气体中的H2S和O2发生下述反应: 2H2S+ O2 →2H2O+2S ΔH= -434.3kJ/mol ,H2S与O2在活性炭表面的反应实际上分两步进行,首先是活性炭表面吸附氧,形成活性中心的表面氧化物,然后气体中的H2S分子与化学吸附的氧发生反应,生成的硫磺沉积在活性炭发灰的微孔中。
为了加速反应的进行,提高脱硫效果,实际O2/H2S之比需大于理论值0.5,其比值以大于3为好。
活性炭脱硫剂可能过浸渍法引入活性金属如铜、碱金属划碱土金属等,以改性提高其催化活性。
火电厂烟气脱硫脱硝中活性炭材料的应用研究
吴 胜 （ 浙 江 蓝 天 求 是 环 保 股 份 有 限公 司
浙江杭州
３ １ ０ ０ １ ２ ）
时化学 吸附的能力要 高于物理 吸附 ， 待温度逐渐 升高后 ， 物理 吸 附受到干 预 ， 此 时化学速率 受到相应 干扰 ， 但 是仍 旧可以满 足吸 附的需求 ， 需适 当调整温度 ， 以便提高化学脱硫的效率 。 ２ ． ３含 氧 影 响 含氧量对活性炭脱硫脱硝 的影响 比较大 ，而且具有直观的影 响性。火电厂控制烟气中的含氧量 ， 能够在很大程度上提升吸附净 化的效率回 。 根据脱硫脱硝 的试验研究证明， 活性炭处于 ５ ％～ １ ０ ％的 含量环境 内， 可以具备最高 的效率 ， 含氧过高或过低 ， 都不利 于脱 火 电 厂 烟 气排 放造 成 的 环境 污染 ， 主 要 集 中在 Ｓ Ｏ 和Ｎ Ｏ ｘ 两 硫 脱硝 的进 行 。
个方 面 ， 其对大气环境 的危害 比较大 ， 降低环境 的质量 。 火 电厂排 ３活 性炭 纤维 在脱 硫脱 硝 中的应 用 放烟气与安 全指标存在 很大 的差距 ， 不利于环 境保护 ， 所 以火 电
火 电厂烟气脱 硫脱硝对 活性炭材料 的应用处 于不 断发展 的 厂致 力于研究烟气 的脱硫脱 硝 ， 其 中活性炭材料 在脱 硫脱硝 中具 目前 ， 活性炭纤维 属于较为新型的材料 ， 其在脱硫脱硝 中的 有很 高 的 应 用 价 值 ， 能够有效防止大气污染 ， 目前 ， 活 性 炭 材 料 已 状态 ， 应用优势非常 明显 ， 具有高效吸 附的优势 。分析活性炭纤维在脱 经大规模 的应 用在火电厂脱硫脱硝 中 ， 同时取得了可观的效果 。 硫脱硝中应用 ， 如下 ： １活性 炭材 料 脱硫 脱硝 的原 理 ３ ． １活 性 炭 纤 维 的 脱 硫 脱 硝 根据活性炭材料在火 电厂烟气脱硝脱硫 中的应用 ， 分析其在 活性炭纤维结构 中的强度较 高 ， 可 以满足火 电厂烟气脱硫脱 应 用 中 的 原理 ， 如下 ： 硝 的多种 条件 ， 能够加工成 多种形状 ， 便 于提高吸 附反 应的接触 １ ． １活 性 炭 材 料 的 脱 性炭纤维脱硫脱硝 时的 活性 炭材料能够吸附火 电厂 烟气 中的 Ｓ Ｏ ，其吸附方面可 以 速率与传 统活性炭相 比 ， 能够达到百倍 的优势 ， 既可 以提高脱硫 分为两种 ， 如： （ １ ） 物 理吸附 ， 只要烟气 中含有 Ｈ ０和氧气 ， 就 可 以 脱硝 的吸附能力 ， 又可 以提升净化 的标 准日 。火电厂烟气 中 Ｓ Ｏ 、 做为活性 炭吸附的条件 ， 可 以直接吸收 Ｓ Ｏ ， 避免其排 到大气环境 Ｎ Ｏ ｘ的含量较高 ， 所以通过活性炭纤维 ， 达到了吸附净化的指标 ， 中， 此类 吸附方式 属于比较常见的类型 ； （ ２ ） 化学吸附 ， 此类 吸附方 活性炭纤维 的结构单 位为纳米 级别 ，防止 烟气 中有 害气体 的扩 式较 为复杂 ， 烟 气 内 存 在 明显 的化 学 反 应 ， 公式为 ： Ｓ Ｏ ： ＋ ０ ＋ Ｈ２ ０ 一 散 ， 活性 炭 纤 维 在 脱 硫 脱 硝 的脱 附 工 艺 中 ， 还能再生 ， 有 助 于提 高 Ｈ２ ＳＯ４ 。 活性炭纤维的利用效率 。 １ ． ２活 ・ Ｉ 生炭 材 料 的 脱 硝 原 理 ３ ． ２活性炭纤维的优势 活性炭材料 的脱硝原理 主要 是降低烟气 内氮元素 的含量 ， 概 活性炭纤维属于活性 炭材料的一种 ，但是在材料中的优势最 括 为脱 氮的过程 。活性炭脱 氮时涉及 到多项化学反应 ， 其 中较为 为明显 ， 为火 电厂烟气脱硫脱硝提供高效益的服务。分析活性炭纤 典 型 的是 催 化 条件 下 的还 原 反 应 ， 利 用 活 性炭 对 Ｎ Ｏ ｘ产 生 的 吸 附 维的优势 ， 如： （ １ ） 表面积大 ， 由于活性炭纤维 的结构特性 ， 促使其与 作用， 而且活性炭在 无催化剂 的环境 中也能实 现脱氮 ， 活性炭 与 Ｓ Ｏ ２ 、 Ｎ Ｏ ｘ的接触面积明显 提升 ， 有利于吸附固定 ， 体现出很强 的接 Ｎ Ｏ ｘ反应 ， 产物为 Ｃ Ｏ 和Ｎ ， 不会对环境造成污染 ， 还 可以起到热 触效果 ； （ ２ ）吸附效率高 ，活性炭纤维材料 以纳米级纤维 的方式存 能再利用 的作用 。 在， 能够 快速找准烟气 中的硫硝物质 ， 提高吸附的效率 ； （ ３ ） 吸附性 能高 ， 活性 炭 纤 维 具 有 可 再 生 、 可 改 进 的特 点 ， 由此 其 在 烟 气 吸附 ２活性 炭对 火 电厂 烟气 脱硫 脱硝 的影 响 中 能够 体 现 出较 高 的应 用 性 能 ， 确保 活 性 炭纤 维 的应 用 性 能 。 分析 活性 炭在火 电厂烟气脱硫脱 硝中的影响 ， 体现 活性炭 对 ４结 语 环境保护 的贡献 ， 进而推进活性炭材料 的发展应用 。具体 的影 响 分析如下 ： 活性炭材料在火 电厂烟气脱硫脱硝 中占有很重要 的地位 ， 有 ２ ． １速 率 影 响 效控制 烟气排放 ， 降低 污染度 。活性炭材料在脱硫脱硝中的应用 ， 活性 炭对 脱硫脱硝 的速率存在很 大的影响 ， 尤其是受 到空速 仍 旧处于积极发展 的状态 ， 体现活性炭的吸附优势 。火 电厂结合 条件 的影响 ， 当火 电厂烟气脱硫 脱硝 中的空速过 大时 ， 抑 制 活 性 活性炭材料的应用 ，致力于提高其在脱硫脱硝 中的应用水平 ， 改 炭 的活性 ， 导致其 效率 明显 降低 。例 如 ： 空 速增加 时 ， 活 性炭 与 善吸附的途径 ， 进而提升活性炭脱硫脱硝 的研究水平。 Ｓ Ｏ 、 Ｎ Ｏ ｘ的接触无 法达 到全面 、 充分 的状态 ， 所 以活性 炭净化 烟 参 考 文 献 气 的过程 中 ， 残余 了大量 的含硫 、 含硝 的有 害物 质 ， 再加上空速 过 ［ １ 】 段 丽． 活性 炭吸附法联 合脱硫脱 硝技术分 析 云 南电力技术 ， 快， 化学反应 的条件不 足 ， 更是增加脱硫脱 硝的速率压力 ， 影 响活 ２ ０ １ ２ ， （ ０ ４ ） ： ４ ５ — ４ ７ 性 炭 材 料 的应 用 效 果 。 ［ ２ ］ 陈红芳． 论活性炭材料在烟气脱硫脱硝技术 中的应用 『 Ｊ １ ． 山西科 ２ ． ２温 度 影 响 技， ２ ０ １ １ ， （ ０ ２ ） ： １ ４ — １ ６ ． 活性炭脱硫脱 硝的速率与温度存在直接 的关 系 ， 呈现先增后 作 者 简 介 减的变化 。活性炭 在烟气脱硫脱硝 中 ， 最佳的控制温度应保持在 吴胜（ １ ９ ７ ７ 一） ， 男， 汉， 浙江龙游人 ， 工 程硕士 ， 工程师 ， 研 究 ５ Ｏ ℃～ ８ ０ ℃之间 ， 便 于提高吸 附和净化 的能力ｆ ｌ 】 。 例如 ： 烟气脱硫反 方 向 ： 火 电 厂 烟气 脱 硫 脱 硝 。 应， 温度处于低温状态 时 ， 活性炭对 Ｓ Ｏ 的吸附速率会 比较大 ， 此
石油化工中的脱硫脱硝技术
石油化工中的脱硫脱硝技术石油化工行业是世界上最重要的工业部门之一，然而，其生产过程会产生大量的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx），这些气体对环境和人类健康造成严重威胁。
因此，在石油化工过程中，脱硫脱硝技术的应用变得非常重要。
本文将讨论石油化工中常见的脱硫脱硝技术及其应用。
一、脱硫技术1. 燃烧方式脱硫燃烧方式脱硫是一种常见的脱硫技术，在石油化工中广泛应用。
该技术通过在燃烧过程中添加脱硫剂，如石灰石、石膏等，来降低燃料中的硫含量。
在燃烧过程中，硫与脱硫剂发生化学反应，生成无害的硫酸钙（CaSO4）沉淀物。
这种方法既可以减少SO2的排放，又可以回收硫。
2. 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是一种高效脱硫技术，其原理是通过将烟气与含有碱金属离子的吸收剂接触，将SO2吸收到吸收剂中。
常用的吸收剂包括氢氧化钙（Ca(OH)2）和氨水（NH3）。
其中，氨水法是目前最常用的湿法脱硫技术，具有高效、灵活性强等优点。
3. 干法烟气脱硫干法烟气脱硫是一种将石灰石作为脱硫剂进行固定床吸收的技术。
通过将烟气与石灰石直接接触，SO2会与石灰石中的氧化钙（CaO）发生化学反应，生成无害的硫酸钙。
该技术可以同时去除烟气中的SO2和微粒物质。
二、脱硝技术1. 选择性催化还原（SCR）选择性催化还原（SCR）是一种常用的脱硝技术，通过在合适的温度下将氨（NH3）或尿素（CO(NH2)2）注入烟气中，通过催化剂的作用将NOx转化为无害的氮气（N2）和水（H2O）。
SCR技术具有高效、能耗低、适应性强等优点，已广泛应用于石油化工中。
2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种将烟气中的NOx吸附到活性炭表面的方法。
这种技术通过在活性炭上形成一层氮氧化物吸附剂，使NOx在表面被吸附并转化为无害物质。
活性炭吸附法具有操作简单、投资成本低和损耗小等优点。
3. SDNR技术SDNR（Selective Direct Noncatalytic Reduction）技术是一种新型的非催化还原技术，其原理是通过在烟气中注入适量的还原剂（如氨或尿素）来直接还原NOx为N2和H2O。
活性炭联合脱硫脱硝技术探讨
活性炭联合脱硫脱硝技术探讨活性炭联合脱硫脱硝技术是一种利用活性炭对废气中的硫氧化物和氮氧化物进行吸附还原处理的技术。
本文将对活性炭联合脱硫脱硝技术进行探讨。
活性炭联合脱硫脱硝技术通过将活性炭作为吸附剂，吸附废气中的硫氧化物和氮氧化物，再经过还原反应，将其转化为无害的氮气和二氧化硫。
该技术具有处理效果好、投资成本低、运行成本低等优点，因此受到了广泛的关注和应用。
活性炭联合脱硫脱硝技术主要包括吸附和还原两个阶段。
在吸附阶段，活性炭用于吸附废气中的硫氧化物和氮氧化物。
活性炭具有大比表面积和孔径分布，可以有效地吸附废气中的有害气体。
在还原阶段，通过加热或加入还原剂，将活性炭吸附的气体进行还原反应，将其转化为无害气体。
活性炭联合脱硫脱硝技术的具体操作参数有吸附剂种类、床层高度、空气速度、反应温度等。
吸附剂的选择对于技术的效果具有重要影响。
一般来说，活性炭具有较好的吸附性能，可以选择合适的活性炭作为吸附剂。
床层高度和空气速度影响吸附物质在床层中的停留时间，需要根据实际情况进行调整。
反应温度会影响吸附剂的吸附和还原性能，需要控制在适宜的范围内。
活性炭联合脱硫脱硝技术的应用领域主要包括石油化工、电力、冶金等工业领域。
石油化工行业废气中的硫氧化物和氮氧化物含量较高，采用活性炭联合脱硫脱硝技术可以有效地减少废气对环境的污染。
电力行业燃煤发电过程中会产生大量的硫氧化物，采用该技术可以降低二氧化硫的排放量。
冶金行业烧结烟气中也含有大量的氮氧化物，采用活性炭联合脱硫脱硝技术可以降低废气对大气的污染。
活性炭联合脱硫脱硝技术是一种有效处理废气中硫氧化物和氮氧化物的技术。
该技术具有处理效果好、投资成本低、运行成本低等优点，适用于石油化工、电力、冶金等工业领域。
在实际应用中，需要合理选择吸附剂、调整操作参数，以达到最佳的处理效果。
氨水作为脱硫剂在煤炭燃烧中的应用研究
氨水作为脱硫剂在煤炭燃烧中的应用研究随着全球能源需求的不断增长，煤炭作为最主要的能源来源之一，在能源结构中占据重要地位。
然而，煤炭的燃烧会产生大量的二氧化硫等有害气体，对环境和人类健康造成严重的危害。
因此，探索有效的脱硫技术成为当今煤炭燃烧领域的一个重要课题。
本文将重点探讨氨水作为脱硫剂在煤炭燃烧中的应用研究。
煤炭中的硫分通常以有机硫和无机硫的形式存在。
其中，无机硫占据主要部分，包括硫化物和硫酸盐等形式。
煤炭的燃烧过程会将这些硫元素释放为二氧化硫，因而需要进行脱硫处理。
氨水作为常见的脱硫剂之一，具有高效、低成本、易操作等特点，在煤炭燃烧领域得到了广泛应用。
首先，氨水作为脱硫剂，在煤炭燃烧中的应用研究主要集中在其气相脱硫和液相脱硫两个方面。
氨水气相脱硫是指将氨水直接喷入煤炉烟气中，通过化学反应将二氧化硫转化为硫酸铵，并随着烟气一起排放出去。
这种方法在脱硫效率方面具有优势，并且在低负荷和低温条件下也能取得较好的效果。
而液相脱硫则是通过将烟气与氨水溶液充分接触，使硫酸铵以液滴的形式吸附在溶液中。
这种方法适用于高负荷和高温条件下，能够有效地降低产生二次污染物的概率。
其次，氨水作为脱硫剂在煤炭燃烧中的应用还受到了操作参数的影响。
操作参数如氨水喷射速率、氨水浓度、温度等对脱硫效果具有重要影响。
例如，较高的氨水喷射速率可以增加气相反应的机会，提高脱硫效率；提高氨水浓度能够增加反应物质的有效接触面积，进一步提高脱硫效率。
此外，适当增加煤炭燃烧温度也有助于提高脱硫效果。
因此，在实际应用中，需要对这些操作参数进行优化，以实现最佳的脱硫效果。
此外，氨水作为脱硫剂在煤炭燃烧中的应用还面临着一些挑战。
首先，氨水的使用涉及到氨基、铵离子的排放问题，这可能会对水体和大气环境造成一定的污染。
其次，氨水作为脱硫剂具有一定的腐蚀性，需要合理的材料选择和防腐措施。
此外，将氨水脱硫技术与其他煤炭污染物的减排技术相结合，如氮氧化物的脱除等，也是未来的研究方向。
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环
境
科
学
学
报
21 卷
SO2 + O2 后以 H 2 SO4 形式存在的含硫量. 2 结果与讨论 2. 1 ACF 表面含氮官能团的引入 表 1 中 , 沥青基炭纤维采用纯粹的氨气 处理后出现失 重现象 ( 样 品 N 1) , 说明氨能 刻蚀炭纤维. 在活化温度和活化时间相同的 条件下, 用不同浓度的氨水活化所得的 ACF 的比表面积和收率不同 ( 表 1 中 N 2 N 5) . 活化剂中氨含量越高, 所得纤维比表面积越 小, 收率越高, 说明氨的活化速率比水蒸气的 活化速率慢得多, 尽管两者的分子直径很接 近 ( NH 3 为 2. 6 ∀ 10
Desulfurization of active carbon fibers activated with ammonia water
LI Kaixi, LING L icheng, LIU Lang, ZHANG Bijiang, LIU Zhenyu
( State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Ch emistry, Chinese Academy of Sciences, P. O. B. 165, Taiyuan 030001) Abstract: Carbon fibers from ethylene tar pitch w ere converted to nitrogen containing active carbon fibers ( ACFs) by ammonia w ater activation instead of steam activation. T he introduction of nitrogen containing functional groups in ACFs was indentified by elemental analysis and XPS. T he activity of ACFs from ammonia w ater activation for SO 2 removal in the presence of O2 and H 2 O is markedly high er than that of ACFs from steam activation, and is also h igher than that of PAN ACF . The type and function of nitrogen con taining groups during desulfurization were discussed in detail. Keywords: active carbon fibers; model flue gas; SO 2 removal; nitrogen containing groups
[ 1]
收稿日期 : 1999 11 01; 修订日期 : 2000 04 15 基金项目 : 国家自然科学基金重点项目 ( 批准号 : 29633030) ; 教育 部回国人员科研 启动基金项 目; 山西省自 然科学基 金 ( 批准号 : 20001029) 作者简介 : 李开喜 ( 1964 ) , 男 , 副研究员 ( 博士 ) E mail: likx99@ yahoo. com
图1 Fig. 1 ACFs 的 N 2 吸附等温线
- 8
m , H 2 O 为 2. 65 ∀
10
- 8
Nit rogen adsorpt ion isotherms f or ACFs
m) . 图 1 示出了 水蒸气 和氨水 活化的 ACF
[ 8]
的 N2 吸附等温线. 可看出, 它们都展示了 # 型等温线 , 表明使用氨水作活化剂同样可制得与 水蒸气作活化剂相类似的微孔型 ACF. 表 1 中, 不 同浓度氨 水活化所 得的 ACF ( N 2 N 5) 与用水蒸汽 活化所得的 ACF ( H 3) 相比 , 其氮含量明显高得多 , 表 明活化剂中 加入的氨确实参与了反应. 在高温下 , 氨分解 成 NH 2 !及 NH !等自由基, 与水蒸气和炭反应 产生的活性点结合形成含氮官能团 [ 8] . 对样品 H 3 和 N 4 进行 XPS 检测 , 结果 表明 , 在前者表面上未发现 N1s 信号, 后者则 出现了明显的 N1s 信号. 图 2a 即为其 N1s 信 号, 说明氨和水蒸气共同活化确实可将氮引入 到活性炭纤维上 . 从 XPS 测得的 N 4 的 N/ C 比为 1. 09% , 元素分析的结果为 1 18% , 表明 N 4 上的含氮官能团主要分布在表面 . 2. 2 ACF 的脱硫活性 图 3 为氨水活化的 ACFs 和水蒸汽活化 的 ACF 的脱硫活性 . 可看出, 在比表面积相近 的情况下, 氨水活化的 ACF s( N 系列 ) 的脱硫 活性明显高于水蒸汽活化的 ACF ( H 系列 ) 的 脱硫活性, 也高于文献[ 3] 报道的含氮的聚丙烯 腈 ACF s( FE 系列) 的脱硫活性 ( 比表面积分别 与 N 2 和 N 3 类 似 的 FE 200 和 F E 300 的 SO2 脱除率分别为 15% 和 20% ) .
* by dif ference
1. 2
SO 2 的连续脱除 SO2 的脱除实验在固定床反应器中进行. 将 0. 25 g 的 ACF 填装在内径为 8 mm 的玻璃管
中. 模拟烟气( 1000 ppm 的 SO 2 、 5 % 的 O 2 ( 体积分数 ) 及 10 % 的 H 2 O( 体积分数 ) , 其余为 N 2 ) . 在 30 下以 100 m L/ m in 的速度穿过 20 mm 高的 ACF 床层 . 进口和出口气体中的 SO2 浓度 ( C 0 和 C ) 分别用火焰光度检测器检测. 1. 3 样品测试和表征 比表面积和孔结构使用美国麦克公司生产的 ASAP2000 吸附仪进行测定 . 采用 N 2 为吸 附质, 在液氮温度下进行吸附. 应用 BET 方程和 H K 法分别确定比表面积及孔体积 , 应用 D R 法确定孔径 . X 射线表面光电子能谱 ( XP S) 分析在英国生产的 VG Scient ific ZSCALAB 220I XL 仪上 进行. 测试条件为 Al K 靶, 样品室真空度为 1. 25 ∀ 10 - 3 Pa, X 射线功率为 15 kV ∀ 15 mA, 固 定分析器能量为 100 eV. SO2 、 SO 2 + O2 及 H 2 O 在 ACF 上的吸附量是由 ACF 在吸附气体前后的重量差计算得到 . 吸附温度为 30 , 气体流速为 100 mL / min, 载气为 N2 . 测定 SO2 和 SO 2 + O2 的吸附量时, SO 2 气体的浓度为 2000 ppm, O 2 为 5% , 吸附时间均为 1 h; 测定水蒸汽的吸附量时 , 水蒸汽的浓度 为 4% , 吸附时间为 4 h. 对 ACF 吸附 SO 2 + O 2 后用 H 2O 浸泡所得的以 H 2 SO 3 和 H 2 SO4 形式存在的硫进行测定 , 目的是通过测定以 H 2 SO 3 和 H 2 SO 4 形式存在的含硫量来表征 ACF 在吸附 SO 2 + O2 后催化氧 化 SO2 的能力. 吸附了 SO 2 + O 2 的 ACF 用高 纯 N 2 作载气, 通 过程序升温方 法从室温升到 450 , 释出的气体通过 H 2 O2 溶液( 5% ) 氧化后 , 用标准 NaOH 溶液滴定生成的 H 2 SO 4 , 经换 算可得到 ACF 吸附 SO2 + O2 后的总硫量, 并以 S 表示. 另取同样重量的新鲜 ACF , 在吸附 SO2 + O 2 后用 5 m L 60 的水浸泡 2 次, 每次 10 min, 合并全部浸泡液 . 取 1 份溶液用碘量法滴定生成的 H 2 SO 3 量, 通过计算得到 ACF 吸附 SO2 + O 2 后以 H 2 SO3 形式存在的含硫量 ; 再取一份溶液 , 先用 5 % H 2 O2 将 H 2 SO 3 氧化为 H 2 SO 4 后, 再用 NaOH 滴定, 所得的 总酸量减去 H 2 SO 3 量即 为 H 2 SO4 量 , 通过计算 得到 ACF 吸附
氨水活化的活性炭纤维的脱硫作用
李开喜, 凌立成, 刘朗, 张碧江, 刘振宇
验室 , 太原 030001) ( 中国科学院山西煤炭化学研究 所 , 煤转化国家重 点实
摘要 : 通过使用氨水作活化剂对沥青基炭纤维进行活化, 制 得了表面 富含氮元 素的活性 炭纤维 . 元 素分析和 X PS 均证实 此 种活化方法可在活性炭纤维上引入含氮官能团 . 所得活性炭纤维在 H 2 O 和 O 2 存在下脱除模 拟烟气中 SO 2 的活性显著 高于 用常规方法活化 ( 如水蒸汽 ) 制得的活性炭纤维 , 也高于含氮的聚丙烯腈基活性炭纤维 . 对引入到 A CF 表面的含氮官能 团的 种类及其在脱硫过程中所起的作用进行了分析 . 关键词 : 活性炭纤维 ; 含氮官能团 ; SO 2脱除 ; 模拟烟气
1期
李开喜等 : 氨水活化的活性炭纤维的脱硫作用
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乙烯渣油沥青基炭纤维经水蒸汽或氨与水蒸汽的混合物活化后 , 分别制得 H 系列和 N 系 列的 ACF. 详尽制备条件及元素分析结果和孔结构参数见表 1.
表1 Table 1 样 品 H 1 H 2 H 3 N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 活化温 度, 800 890 890 915 915 915 915 915 活化时 间, h 5 1. 5 1 1 1 1 1 1 制备条件 活化剂 steam steam steam NH 3 10. 5 mol/ L NH 3!H 2 O 7 mol/ L NH 3!H 2 O 3. 5 mol/ L NH 3!H 2 O 2. 3 mol/ L NH 3!H 2 O 收率 , % 70 31 39 95 73 63 41 39 元素分析 ( W / W ) , % C 92. 13 95. 79 95. 82 96. 26 94. 24 94. 62 94. 72 H 1. 03 0. 77 0. 73 0. 70 0. 71 0. 70 0. 63 S 0. 32 0. 45 0. 43 0. 35 0. 35 0. 31 0. 44 O* 6. 51 2. 99 3. 01 2. 24 3. 73 3. 25 3. 83 N 0. 01 0 0. 01 0. 45 0. 97 1. 12 0. 38 样品的制备条件及其性质 Conditions of preparation and properties of samples 性 质 比表面积 , m2/ g 717 1748 1469 671 918 1480 1592 孔体积 , mL/ g 0. 34 0. 83 0. 59 0. 30 0. 37 0. 61 孔径 , 10- 8 m 5. 4 6. 1 5. 8 5. 1 5. 4 5. 9 -