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用于烧结烟气脱硫脱硝的活性炭理化性质

时间:2020-12-11 08:54来源:未知 作者:admin 点击:
        用于烧结烟气脱硫脱硝的活性炭理化性质。
        活性炭烟气净化技术是一种适合于烧结烟气治理并能使废物资源化利用的先进技术,SO2、NOx等污染物在活性炭孔道内被吸附和催化,其吸附和催化性能主要由活性炭物理结构和化学性质所决定。本研究表征并分析了椰壳、果壳和煤质活性炭的比表面积、孔隙结构、表面形貌、物相组成、组成元素以及表面官能团等理化性能。结果表明:3种活性炭的比表面积均较大,都是以微孔为主的无定型碳材料;主要元素是碳和氧,还含有少量的硫元素和氯元素;椰壳活性炭孔道排列整齐,清晰可见,果壳和煤质活性炭表面凹凸不平,难于清晰观察到微孔结构;表面含有与吸附和催化性能密切相关的含氧官能团。研究结果作为活性炭相关改性研究的基础性研究,可为优化改性技术提供参考依据。
        3种活性炭的氮气等温吸附-脱附曲线及孔径分布,相应的BET 比表面积、总孔容、微孔孔容以及平均孔径。可以看出:3种活性炭的吸附-脱附曲线都出现了回滞环,根据IUPAC的分类,都属于带H4型回滞环的IV型吸附−脱附曲线,这说明3种活性炭的孔道主要由狭窄的微孔和介孔组成。可以看出:3种活性炭的孔径分布主要集中在1-2 nm之间,而3-6 nm的中孔含量较少,几乎不存在大孔。据相关报道,活性炭的大多数官能团存在于活性炭的微孔表面,只有少数的官能团存在于外表面,微孔是活性炭脱除烧结烟气中SO2,NOx等气体污染物的主要场所,大孔和中孔主要为气体进入微孔的通道。由表2可以看出:果壳、椰壳和煤质3种活性炭的比表面积依次增大。椰壳活性炭的微孔孔容和微孔率较高,且有较多的中孔和大孔以供反应物和产物进出;果壳活性炭的微孔率最低,仅为59.57%,使得微孔吸附效果不佳;煤质活性炭微孔率达到82.76%,中孔和大孔的数量较少,在吸附和催化过程中反应物难于进入微孔,或产物难于从孔隙中释放出来从而影响反应速率。3种活性炭的比表面积和孔隙结构差异与其原材料和制备工艺有关。
         3种活性炭都是以微孔为主的无定型碳材料,主要包含碳和氧元素,还包含少量的硫和氯元素,表面都含有与活性炭吸附相关的含氧官能团,但由于理化性质的差异,用于烧结烟气治理时的吸附和催化性能也不同。
        椰壳活性炭的具有比表面积大、孔道分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点,不但微孔率高,而且还存在一定数量的大孔和中孔作为气体进出的通道,是用于烧结烟气治理的优秀碳材料。
        果壳活性炭微观表面杂乱,比表面积较小,微孔率仅为59.57%,微孔的数量较少,与吸附和催化性能密切相关的含氧官能团数量较少,用于烧结烟气的治理效果不佳。
        煤质活性炭微观表面凹凸不平,比表面积较大,但总孔容较小,微孔率却达82.76%,使得作为气体进出通道的中孔和大孔数量较少。在负载改性研究中,负载物质容易阻塞气体通道,且不利用活性炭吸附产物的解吸排放,若用于烧结烟气的治理还需要一定的扩孔手段,增加一定数量的中孔和大孔。
        更多关注:污泥感化焚烧   烟气脱硫脱硝
(责任编辑:admin)
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