煙氣脫硫脫硝活性炭的研究進展（一）木質(zhì)柱狀活性炭
摘要：活性炭具較高的比表面積和孔容，因而具有較強的吸附能力，在煙氣凈化領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。本文介紹了活性炭脫硫脫硝的原理，對脫硫脫硝活性炭的制備、機械強度提高、孔結(jié)構(gòu)控制和表面改性幾方面的研究進展進行了系統(tǒng)的介紹，分析了比表面積、孔容和表面化學(xué)性質(zhì)對脫硫脫硝性能的影響規(guī)律。對活性炭孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)官能團的控制降低循環(huán)消耗量，是今后提高活性炭材料脫硫脫硝性能的重要工作方向。
活性炭廠家以活性炭在煙氣凈化過程中的應(yīng)用性能優(yōu)化為主線，重點就活性炭材料的制備和力學(xué)強度調(diào)控、孔結(jié)構(gòu)調(diào)控和表面改性這三個方面的研究進展進行了系統(tǒng)介紹和分析。
1、活性炭脫硫脫硝原理
典型的碳材料脫硫硝技術(shù)是1976年德國Bergbau一Forschung公司開發(fā)出的活性焦法脫硫脫硝技術(shù)，簡稱Mitsui-BF，使用圖1所示的活性焦移動床吸附器，按照1~3反應(yīng)式完成整個煙氣凈化過程。煙氣首先進入一級脫硫系統(tǒng)，SOx被活性焦吸附，在空氣和水分存在的條件下發(fā)生反應(yīng)(1)被催化氧化為吸附態(tài)硫酸，活性焦隨即被送至再生反應(yīng)器中，在380~420℃下按照(2)式熱解再生，同時釋放出高濃度SO2活性焦冷卻后可循環(huán)使用；脫去SO2的煙氣上升至二級脫硝塔中與氨氣混合，NOx按照(3)式被還原為N2，潔凈尾氣后排空。該法脫硫脫硝反應(yīng)溫度為100~200℃，此過程SO2的脫除率可達到97%以上，NOx的去除率高達到80%~85%。
SO2+1/2O2+H2O→H2SO4 (1)
H2SO4+1/2C→SO2+1/2CO2+H2O (2)
NO+NH3+1/4O2→N2+3/2H2O (3)
活性炭煙氣脫硫脫硝過程中，孔結(jié)構(gòu)和表面特性決定著活性炭對NOx和SO2的吸附能力及催化性能，并且孔結(jié)構(gòu)也影響著活性炭對生成的硫酸及硫酸鹽的儲存能力和活性炭的使用壽命。
本文作者：董帝豪
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