載硫活性炭微波再生特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、活性炭法煙氣脫硫工藝不僅能夠高效脫除煙氣中的污染物,還可以回收煙氣中的硫資源,是一種具有發(fā)展前景的可資源化的脫硫工藝,其中活性炭再生是關(guān)鍵步驟。近年來(lái)由于微波加熱具有整體性、選擇性、高效性等優(yōu)點(diǎn),已成為活性炭再生研究的熱點(diǎn)。目前載硫活性炭的微波再生研究多集中在物理吸附SO2活性炭的再生方面,但在典型脫硫工藝條件下,SO2的脫除為化學(xué)吸附,最終以H2SO4形態(tài)存在于活性炭孔隙中,對(duì)于化學(xué)吸附SO2活性炭的微波再生研究尚未開(kāi)展,本文借助微波

2、輻照再生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和固定床吸附實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以化學(xué)吸附SO2后的活性炭為研究對(duì)象,探索其在微波場(chǎng)中的再生過(guò)程及機(jī)理,獲得適于SO2再生的操作條件,為微波再生技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論參考。
　　 本文首先研究了活性炭的微波加熱特性,結(jié)果表明,活性炭在微波場(chǎng)中升溫迅速,微波功率越高,活性炭所到達(dá)的最終溫度也越高;微波加熱活性炭氣體產(chǎn)物主要有CO和CO2;微波輻照可以使活性炭比表面積增加,孔容積和微孔平均孔徑增大,O含量降低,酸性官

3、能團(tuán)數(shù)量減少,堿性官能團(tuán)數(shù)量增多;100W和200W微波輻照后,活性炭的脫硫性能變化不大,300W和400W輻照后的脫硫性能提高,比表面積對(duì)活性炭脫硫性能貢獻(xiàn)不大,活性炭表面堿性官能團(tuán)和以CO形式釋放的含氧官能團(tuán)分解產(chǎn)生的活性位對(duì)活性炭脫硫性能產(chǎn)生較大影響。
　　 其次,對(duì)活性炭的微波輻照再生進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,載硫活性炭的微波再生產(chǎn)物有SO2、CO2和CO,300W和400W功率下,SO2濃度達(dá)到峰值的時(shí)間不到2min,6m

4、in內(nèi)大部分SO2已經(jīng)脫附;與常規(guī)熱再生相比,微波再生迅速,有利于獲得高濃度的氣體產(chǎn)品,節(jié)約惰性氣體的消耗。
　　 最后,研究了微波再生對(duì)活性炭循環(huán)吸附SO2的影響,考察吸附/再生循環(huán)對(duì)活性炭吸附性能、表面性質(zhì)、質(zhì)量損耗的影響。結(jié)果表明,微波再生是載硫活性炭再生的有效手段,第一次再生后,除100W功率外,活性炭的吸附容量均大于原始活性炭,且活性炭的吸附量隨著微波功率的升高而增大。100W功率再生后活性炭孔隙中沒(méi)有完全分解的H2S

5、O4阻礙了活性炭對(duì)SO2的吸附;200、300、400W功率下,活性炭的表面酸性官能團(tuán)在高溫下基本完全分解,堿性官能團(tuán)含量上升,因此活性炭的SO2吸附容量明顯提高;在合適的再生功率下,經(jīng)過(guò)多次循環(huán)吸附/再生后,活性炭仍然保持較高的吸附容量,17次后仍然高于原始活性炭。再生反應(yīng)起到了活化的作用,使活性炭的孔結(jié)構(gòu)變狹長(zhǎng),微孔比表面積和微孔容積呈上升趨勢(shì),同時(shí)酸性和堿性官能團(tuán)基本保持穩(wěn)定,因此活性炭的SO2吸附容量逐漸增加。同時(shí)由于再生過(guò)程中