电化学脱硫（共4篇）
电化学脱硫 篇1
随着世界范围内石油、天然气资源日渐枯竭,煤炭资源在世界能源结构中的地位日趋突出。高硫煤在燃烧中产生大量的SO2对环境造成了巨大的压力,这促进了煤炭脱硫技术的发展[1]。煤的电化学脱硫是一种温和的燃前脱硫方法,该法既克服了物理法只能脱除无机硫、不能脱除有机硫,同时又克服了化学法需在高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件下进行的缺点[2]。电化学脱硫借助电解槽阳极产生的活性氧等氧化剂或高价离子发生的氧化、还原反应,将煤中的黄铁矿中的硫和煤基质中的有机硫转化为水溶性的硫化物,以达到同步脱除有机硫和无机硫的目的。
1 试验研究
1.1 试验样品和试剂
试验所用煤样来自山西石坷节高硫煤矿,主要煤质分析数据见表1。煤样经研磨、筛分制得-200目粒级的煤粉备用。试验所用试剂均为分析纯,试验用水为蒸馏水。
1.2 主要试验设备
主要仪器有高精度RXN-3003A直流稳压电源、鄂式破碎机、振动磨样机、循环水式多用真空泵、ZA2000元素分析仪、马弗炉等。电解槽由底座和外罩两部分组成,以石墨作阳极,不锈钢作阴极,无隔膜。
(注:St So Sp Ss分别代表全硫、有机硫、硫酸盐硫、硫铁矿硫;Mod、Ad、Vdaf分别代表水分,灰分和挥发分)。
1.3 试验方法
(1)电解:
准确称取煤样置于电解池中,加入电解质溶液,用恒速充气装置搅拌均匀成水煤浆,接通电源。在一定条件下电解完毕后,以去离子水反复冲洗电极至中性,过滤、洗涤、烘干、称重。
(2)煤的脱硫指标的计算
脱硫率%=[(Sa-Sb)/Sa)]×100%
式中:Sa、Sb分别为电解前后煤样的含硫量。
质量回收率%=M2/M1×100%
式中:M2代表过滤后煤样的质量,M1代表原煤样的质量。
2 结果与讨论
2.1 电解体系的选择
不同电解质体系脱硫试验结果见表2。
表2表明:NaBr介质中脱硫效果最好,质量回收率也较高,NaI次之,但是质量回收率相对较低,Fe(NO3)3溶液中脱硫效果最差。因此后续试验都是在NaBr水溶液体系中进行。
2.2 电解条件对脱硫率的影响
煤的电解过程受诸多因素的影响,其中包括电解电流、电解质浓度、电解时间、煤浆浓度、煤粉粒度、电解温度等。温度对脱硫效果的影响不大。因此,在室温条件下试验考察了上述因素的影响。
2.2.1 电解电流强度对脱硫率的影响
电解电流对脱硫率的影响结果见图1。
图1中煤的脱硫率先随电流的升高而增大,当电流达到1.0A时脱硫率达到最大,之后下降并趋于平稳,因为在电极表面积一定时,电流强度决定电极反应速率。在NaBr电解体系中,电解电流较小时,电极表面电化学反应缓慢。当电流达到1A时,电极反应速率达到最大,脱硫率达到最大。电解电流大于1A时,电极反应不再起决定作用,脱硫率不再随电流的增大而增大而是趋于平稳。本研究选择最佳电解电流强度为1.0A[5]。
2.2.2 电解时间对脱硫效果的影响
电解时间决定了煤在电极表面的反应程度。电解时间越长,体系中所通过的电量越大,在电极表面发生反应物质的量越多,故增加电解时间有利于提高脱硫率。电解时间对脱硫率的影响见图2。
图2表明随时间的增长,体系的电荷转移量逐渐增加,脱硫率呈上升趋势。当电解时间增加到3h后,脱硫率变得较为平稳。其原因是在电解反应初期,煤粒的表面含硫官能团浓度较高,氧化反应较快,脱硫反应主要在表面进行比较容易,脱硫速度较快[4,5],所以脱硫率随着电解时间的增长而上升。随着电解反应的进一步进行,表面硫逐渐被脱除,脱硫过程逐步进入深度脱硫阶段,反应物电活性基团的不断消耗,逐渐向煤粒内部进行,传质反应速度较缓慢,并主要依靠化学脱硫和溶液中的间接氧化脱除。综合考虑4h的电解时间比较适宜。
2.2.3 电解质浓度对脱硫率的影响
电解质的浓度对电化学脱硫起着至关重要的作用。电解质的作用就是保证电解液良好的导电性能,电解质浓度太低势必影响电极表面的电子得失过程进而影响反应速度。不同电解质浓度对脱硫率的影响见图3。
图3表明,随着电解质浓度的增加脱硫率也随之增加,但电解质达到一定浓度后脱硫率趋于平缓。这是由于NaBr电解质浓度增大,电解液导电能力增强,电流密度增大,阳极反应速度快有利于生成溴气及其他活性自由基等高活性基团,NaBr直接参与了电极反应生成Br2,Br2遇水生成的BrO-,Br2和BrO-氧化了煤中的硫,完成了脱硫的过程。NaBr浓度增加,生成的BrO-也增加,故使脱硫率增加,但NaBr浓度增加到一定值时沉积于电极表面的物质使传质速率降低,生成的活性基团BrO-也达到了极限,反而不利于煤中硫的分离,脱硫率基本保持不变[5]。选择电解质浓度0.4mol/L为宜。
2.2.4 煤浆浓度对脱硫率的影响
保持其他电解条件不变,改变煤浆浓度将得到不同的脱硫率,其结果见图4。
图4可以看出,随着煤浆浓度的增大脱硫率先上升后降低。在煤浆质量浓度较低时,脱硫过程由电化学及化学过程控制,脱硫率与煤浆浓度成正比,故脱硫率较小;在煤浆质量浓度较适宜时,电解电流增加,用于脱硫反应的电流效率也在增加,使煤样的脱硫率不断增大。但过高的煤浆浓度会破坏体系的均匀性,增加传质阻力和极化电位,使其黏度变大,受体系的供质子能力的限制使脱硫反应达到极限。所以在一定搅拌速度条件下,煤浆浓度增大,煤颗粒的扩散速度增大,黏度变大,搅拌效率降低,不利于提高脱硫率。因此最适宜的煤浆浓度0.03g/ml。
2.2.5 煤粉粒度对脱硫率的影响
煤粉粒度大小决定了煤与电解液和电极表面的接触面积,颗粒越细,其比表面积越大,越有利于反应的进行,进而影响脱硫效果。煤粉粒度对脱硫效果的影响见图5。
由图5可知,煤颗粒越细,脱硫效果越好。主要原因是:煤的电化学脱硫主要是以表面脱硫为主,煤颗粒越细,有利于分散和传质,使单位时间内到达电极表面的煤粒量大,增加了氧化剂离子与煤颗粒表面作用的机会,提高反应速度,有利于提高脱硫率[6]。但粒度越细,磨矿成本越高,并且粒度过细不利于后期对煤样的处理。因此最适宜煤粉粒度是-200目。
2.3 脱除煤中硫条件的优化
为了更好的优化煤的电化学脱硫工艺,尝试使用催化剂进行进一步优化,以达到最大限度的改善煤电化学氧化的钝化现象,达到提高脱硫率的目的。研究表明,在酸性体系中加入催化剂(如FeCI3、KI、MnSO4)在常温常压下可大大加速电化学脱硫的速率。原因在于所加入的催化剂是氧化剂或经过电极反应产生活性氧化物,这些催化剂能在电解条件下发生氧化还原反应,在阳极被氧化成氧化态离子,氧化了在溶液中含硫化合物,同时氧化态离子在阴极又被还原为还原态离子,电解液和煤中硫之间形成一个氧化还原循环,从而得到反复利用,起到电催化的作用。不同系列催化剂对脱硫率的影响见图6。
从图6可以看出,在电解过程中加入不同的催化剂对煤的脱硫率以及整个电化学处理过程都产生显著的催化作用,MnSO4脱硫效果最好,KI脱硫效果最差,故本研究选用MnSO4做催化剂。
3 结 论
1.电化学脱硫法基本上不破坏煤的原有结构,不仅可以脱除无机硫,还可以同时脱除有机硫。
2.试验得出NaBr电解体系中较佳工艺条件为:电流1.0A,煤浆浓度0.03g/mL,电解质浓度为0.4mol/L,煤粉粒度-200目以下,电解时间3h。在催化剂条件下可获得无机硫脱除率为90%,有机硫脱除率为37.5%,全硫脱除率为80%的较好效果。
3.电化学脱硫方法还处于实验室阶段,存在成本高、处理量小等缺点。如要在工业上应用还有待进一步深入研究。
摘要：以山西石坷节煤样为原料,着重考察了酸性无隔膜体系中煤的电化学脱硫规律。讨论了电解电流,电解时间,电解质浓度,煤浆浓度,煤粉粒度以及催化剂种类等主要因素对煤脱硫率的影响,最终确定了电化学脱硫的较佳工艺条件。通过电化学催化氧化脱硫方法,有效缩短了电解反应时间,提高了脱硫效率,达到了有机硫和无机硫同步脱除的目的。试验结果表明煤中无机硫和有机硫都可获得理想的脱除效果,在有催化剂条件下获得无机硫脱除率为90%,有机硫脱除率为37.5%。硫的总脱除率达80%。
关键词：高硫煤,脱硫率,电化学,催化氧化
参考文献
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[6]王知彩,崔平,王忠义.煤的电化学脱硫研究(Ⅱ)-酸性有隔膜电解体系[J].矿业安全与环保,2002(10):1-3.
电化学脱硫 篇2
氨法脱硫反应特性的化学动力学分析
对采用氨法脱除烟气中SO2过程的反应特性进行了热力学和动力学分析.结果显示,氨法脱硫反应活化能较低,只要温度控制适当,氨法脱硫具有很高的平衡常数(或转化率)和良好的动力学特性.同时,根据实验结果拟合整理出了实验温度范围内氨法脱硫反应的.Arrhenius方程,分析了温度对氨法脱硫反应速率的具体影响.
作 者：陈梅倩 何伯述 陈广华 范莉娟 刘淑敏 CHEN Meiqian HE Boshu CHEN Guanghua FAN Lijiuan Liu Shumin 作者单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京,100044刊 名：环境科学学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE年，卷(期)：25(7)分类号：X701.3关键词：SO2 NH3 反应速率 平衡常数 脱硫率
生物化学脱硫在沼气发电中的应用 篇3
广州珠江啤酒股份有限公司啤酒生产污水经IC反应器厌氧处理后, 日产生沼气约1万~1.2万m3, 由于沼气中的主要成分是甲烷, 具有较高的热值, 公司将该部分沼气进行回收发电。由于污水中含有一定量的硫酸根离子, 经IC反应器厌氧处理后还原产生硫化氢, 其与沼气一同排出被送往沼气发电机组, 硫化氢是剧毒且有强腐蚀性的气体, 其燃烧后会产生二氧化硫, 对燃气内燃发电机组的发动机具有腐蚀作用。因此, 在沼气进入燃气内燃发电机组发电前必须先进行脱硫, 将有害气体硫化氢去除, 使硫化氢含量降低至200×10-6, 以达到机组允许浓度。
本文详细介绍了一种气体生物化学脱硫的技术, 以及在运行中需要严格控制的重要工艺参数, 在沼气气体脱硫净化处理技术方面具有很高的参考价值。
1 生物-化学脱硫的原理
含H2S的沼气进入湿式洗涤塔, 在塔内与Na OH反应脱除H2S, 脱除H2S的气体于塔顶处排出洗涤塔。吸收液流至塔低富集, 进入硫化物生化反应器。在反应器底部有空气布气系统, 通过布气系统提供氧气, 以保证反应器中的微生物将溶解的硫化物转化成单质硫, 同时碱得到再生。单质硫在硫分离器中分离, 可以选择将单质硫通过泵打入提纯装置, 如用离心分离器脱水分离以进一步加以利用, 或可直接出售。脱硫的滤液可直接返回入生化反应器中, 从生化反应器出来的溶液可再次循环回洗涤塔对沼气进行喷淋洗涤, 脱除沼气中所含的H2S。
2 工艺介绍
从沼气中脱除H2S的工艺包括3个单元, 即:洗涤塔、硫化物生化反应器和单质硫分离器。生物化学脱硫工艺流程图如图1所示。
2.1 洗涤塔
洗涤塔为吸收塔, 顶部的洗涤液来自于生化反应器的出水, 从顶部喷淋, 沼气气体直接从底部送入洗涤塔。由于碱洗涤液的p H为8~9, 气体中的H2S被吸收时发生如下反应:
从反应方程中可以看出, 这里主要消耗了碱。在塔底部, 吸收液直接流入生化反应器。
2.2 生化反应器
为了保证反应器内溶液混合充分, 反应器底部设有微孔曝气装置, 同时控制其供气量。在反应器内, 微生物在有氧的条件下, 将吸收的硫化物转化成单质硫, 同时碱得到再生。反应方程如下:
反应器中的硫细菌反应速度极快, 对工艺过程条件的变化有很强的抗冲击能力。反应器中极少有废气产生, 并可直接排放。
空气的供气量是受到控制的, 以减少以下反应的可能性:
这一副反应的结果是为了保证适宜的p H值, 需要碱来中和所产生的硫酸。在此有少量的废液排出, 目的是防止盐类的积累。该废液无毒且可以直接排放。
在生化反应器中, 硫化物转化为单质硫的过程, 需要一些营养盐来维持反应器内微生物的生存。营养盐的添加是根据负荷和实际运行条件来进行控制。
2.3 硫分离器
单质硫通过硫分离器从液相分离出来。沉淀的部分硫污泥又重新回到硫反应器以维持反应器内固形物的量, 大部分在硫分离器底部沉淀, 因此生化反应器内的部分反应混合物通过硫分离器得到了回收, 通过干燥处理, 单质硫的纯度可达到95%~98%, 可以进行外排和外卖处理。
3 工艺控制
3.1 p H缓冲能力
这是决定H2S去除率的关键性参数之一。p H直接影响洗涤塔中液体对H2S的溶解能力。原则上讲, 使H2S从气态快速进入液相决定于几个诸如液相中硫化物浓度, p H高于8等工艺参数。p H越高, H2S从气相到液相的吸收的驱动力越大。微生物的活性也受到p H的影响。在p H为7.5~9.2范围内, 硫杆菌能将硫化物转化为元素硫。
由于H2S的吸收, 氢氧根离子被消耗, 但这种碱度可由生物硫生产过程重新获得。系统需要缓冲能力 (主要以HCO3-形式存在) 来稳定p H值。当二氧化碳被吸收后碳酸盐进入系统。在液相中二氧化碳会被不断地吸收直至达到最大的溶解度, 从而形成持续稳定的高HCO3-水平。HCO3-通过排液和生物反应器内CO2的吹脱而离开系统。
p H部分地决定了缓冲能力:高p H下, 好氧反应器地吹脱CO2作用低, 因此碳酸盐保持在液相中。吸收和吹脱二氧化碳表示为:
由于事实上部分反应器内的物质会排出, 会损失缓冲能力, 而上述不希望发生的过氧化反应也消耗一些碱度, 自动添加碱使得碱度得以恢复。
3.2 氧化还原电位
氧化还原电位体现了洗涤塔液体中氧和硫化物的比例。在正常运行条件下, 氧化还原电位的设定值在-400m V左右。此外除硫化物/氧的比例以外, 即氧化还原电位也受到诸如p H值生物反应器内的混合作用等其他参数的影响, 其值需优化到使硫化氢全部转化为单质硫, 同时硫酸根产生量最小。
3.3 电导率 (软化水) 和液位 (排液) 控制
硫酸盐、硫代硫酸盐的形成及投加的苛性钠增加了工艺液体中盐的浓度。电导率的测定是为了评估可溶性盐类的总量。电导率的增加对微生物的性能有负面影响。为防止细菌受到抑制, 采用软化水稀释洗涤塔中的液体以维持电导率处于可接受的低范围内。
由于采用了软化水稀释, 系统中液体体积会增加, 为调整这种增加, 部分液体会被排掉。当反应器液位达到高液位设定时通过打开排液阀排放。当反应器液位降到控制液位设定点, 排液阀关闭。由于这种排放, 损失了部分缓冲能力, 导致了碱度下降, 这种损失则通过投加苛性钠而得到补充。
3.4 温度
当温度下降时, H2S溶解于液体的能力会上升。微生物工作的最佳温度为35℃左右。在25~40℃的范围内, 溶解度和微生物的活性都能满足。
3.5 固形物
产出的硫浆其纯度为90%~95%。如前所述, 一些硫保留在洗涤液中作为微生物的载体发挥作用。必须保持洗涤液中至少2g/L的固形物浓度。正常情况下为保证稳定的运行, 该浓度最好维持在5~15g/L。
3.6 营养源
微生物需要维持其生命活动和生长的营养。微生物利用CO2进行新陈代谢, 不需要额外的碳源, 这种营养剂为专用营养液。营养液连续地通过脉冲方式向系统投加。营养液根据硫负荷的量来投加。通常处理1kg硫需要投加30m L标准的Thiopaq Nutrimix34/32溶液。硫负荷在工艺调节较为稳定时由沼气的平均流量和H2S的浓度所决定。
3.7 洗涤塔液体流速
在H2S的吸收率的影响因素中, 洗涤塔中液体和气体的比例 (L/G) 最主要。因此液体硫需要能满足最大的气体流, 也就是说要保证洗涤塔反应器中气体的通流面积, 保证不堵塞洗涤塔。生物脱硫控制参数如表1所示。
4 环境保护
从系统中排出3种物质, 包括沼气、废液和硫污泥。经过脱硫的沼气送至沼气发电系统进行发电。排出的废液量直接送污水处理厂好氧段处理。生成的固体生物硫可以在脱水后作为化肥直接出售。因此该工艺不存在二次污染问题。
5 结语
广州珠江啤酒股份有限公司沼气综合回收利用生物化学脱硫系统, 运行成本低, 碱的消耗较少, 基本是通过系统自身运行达到碱的再生目的。对沼气中硫化氢的去除处理效果较好, 气体中硫化氢含量低于200×10-6, 达到了保护燃气内燃发电机组发动机设备的目的, 也无任何副产物产生, 对环境没有任何负面影响, 为沼气发电机组的长周期安全稳定运行打下了坚实的基础。
参考文献
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[2]罗国民, 何奉儒, 徐仕利.脱硫再生塔及重沸器腐蚀原因分析与对策[J].化肥设计, 2006, (4) :40-42.
电化学脱硫 篇4
在化学性能方面,ACF表面拥有对SO2具备高效吸附催化活性的含氮、含氧官能团,使SO2在快速吸附到表面微孔中的同时又能快速地进行催化氧化反应[2]。根据制备ACF所用前驱体材料(各向同性和各向异性的沥青、聚丙烯腈、粘胶丝、酚醛树脂)的不同,可制得相应的沥青基ACF、聚丙烯腈基ACF、粘胶基ACF、酚醛树脂基ACF。研究表明,在这些常见的ACF中聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)是一种具备最高脱硫性能的ACF[3,4]。对其表面含氮、含氧官能团的脱硫性能进行深入探讨,有利于进一步开展ACF活化改性方面的研究。
1 ACF对SO2吸附及催化氧化的机理
一般的研究认为,ACF脱硫机理由以下组成[5,6]:①SO2+*→SO*2 (吸附);②O2+*→O*2(吸附);③H2O+*→H*2O (吸附);④2SO2*+O*2 +2H2O*→2H2SO4*(氧化过程);⑤2H2SO4→2H2SO4*(脱附)。式中,*表示吸附态,吸附过程是由于ACF表面发达的微孔结构而使气体中的SO2快速吸附在ACF表面上;④为放热反应,但在没有催化剂下很难进行[7]。催化氧化过程是由于ACF表面呈碱性的化学官能团使SO2转变为SO3,因此ACF表面物理结构和化学官能团共同对脱硫性能有着重大影响。
2 ACF化学结构对脱硫性能的影响
2.1 含氧官能团对脱硫性能的影响
一般研究均认为,含氧官能团对脱硫不利,因为它会阻碍SO2在ACF上的吸附。ACF表面含氧官能团有多种形式,如C-O、C=O、O-C-O以及有机基团。Mochida[4]的研究认为,表面上几乎不含任何氧原子的ACF具有最高的脱硫活性。Lizzio[5]等将酚醛基ACF在HNO3氧化后再在不同的温度下进行热处理,通过TPD关联ACF含氧官能团在热分解后以CO、CO2形式逸出,探讨了留下的活性部位与SO2吸附性能之间的关系,表明SO2吸附量和含氧官能团以CO2形式释放出的数量之比为1∶1,而以CO形式释放的官能团数量与SO2吸附量之比却相差很大。Mochida[6]也认为,在热处理过程中释放出最大量CO的ACF具有最高的脱硫活性。许绿丝[9]研究认为,ACF表面上的C-O与C=O官能团区别很明显,其中C-O基团对SO2有很强的催化吸附作用。它一方面将表面吸附的SO2直接氧化为SO3,但另一方面C-O基团也会阻碍对SO2的吸附。而C=O基团却具有较强的氧化性,可作为氧化吸附的活性中心。
关于ACF的碱性特征,目前学术界还没有一致的定义。有的研究者认为,ACF的碱性特征可归咎于炭微晶表面的一些含氧官能团;另外一些研究者则认为,ACF的碱性主要是由于其无氧的Lewis碱界面,即ACF的碱性主要是由于酸性的含氧集团的缺失[10]。我们结合相应的研究认为,ACF表面含氧官能团主要分为酸性和碱性两种,碱性官能团对酸性SO2气体有很好的亲和力,从而使表面含有这些碱性官能团的ACF表现出很高的脱硫能力。关于含氧碱性官能团的具体结构,目前已被众多学者接受的主要为如苯并吡喃或吡喃酮型结构[11],而在吡喃酮结构中对脱硫起主要作用的是C-O结构。即如果ACF中吡喃酮的相对含量较多,那么它化学吸附硫的性能就较高,而对含氧的酸性官能团则不能表现出较好的脱硫活性。
2.2 含氮官能团对脱硫性能的影响
目前较统一的看法认为,含氮官能团对ACF脱硫活性是有利的。含氮官能团与碳原子的结合方式有多种,这些含氮官能团之间的增减演变往往可作为ACF改性程度的一个标志,因此对含氮官能团的考察已引起了人们的广泛兴趣。ACF表面的含氮官能团主要通过两种方式引入[12]:①ACF与含氮试剂反应,如与氨反应; ②用含氮的原料制备,如用含氮的PAN基纤维制备富含氮官能团的PAN-ACF。ACF表面可能存在的几种含氮官能团为:氨基、酰亚胺基、苯胺基、吡咯类官能团、吡啶类官能团。
有研究认为,ACF表面含氮官能团中主要包括吡啶和吡咯类官能团,而吡啶类官能团对化学吸附SO2的作用是主要的[13]。李开喜等人[14]用不同的氨水直接活化乙烯渣油沥青基碳纤维制得了不同比表面积和氮含量的活性炭纤维,然后与同种原料用水蒸气活化所得的活性炭纤维(元素分析表明不含氮原子)进行脱硫比较发现,氨水活化过的活性炭纤维要远远高于没有被氨水活化过的活性炭纤维的脱硫能力。他们的分析还表明,活化过的ACF表面为类吡咯氮、铵盐及少量的类吡啶氮,其中类吡咯氮和类吡啶氮主要是增强活性炭纤维将SO2催化氧化为SO3的活性。吴明铂[15]研究认为,由于类吡啶环上的N含有孤对电子,具有较强的碱性,故对酸性SO2气体具有较强的吸附亲和能力;SO2与O2反应氧化生成SO3,SO3与吡啶作用生成络合物。该络合物对吡咯的磺化反应有促进作用,促使其生成吡咯磺酸,而吡咯磺酸在酸性环境中又容易水解而使磺酸脱落,这是含N官能团对SO2的脱除具有特殊功效的原因。岑泽文[16]也认为,含N官能团主要包含吡啶和吡咯类两种官能团,吡啶环上的氮原子有一对未共用电子处于sp2杂环轨道上,因为它不参与共轭而能与H+结合,所以具有弱碱性(pkb=8.8)。因此,吡啶类官能团对SO2等酸性气体有很好的亲和力。同时,ACF表面的物理结构与化学结构也有密切的联系。随着比表面积的增大,ACF表面石墨结晶层面尺寸变小,表面原子较活泼,很容易与杂原子相联,2个C原子与1个O原子连接形成醚基类官能团,同时降低了样品的类石墨有序结构。
3 结论
综上所述,我们认为ACF的碱性特征是对脱硫活性影响最大的因素,ACF表面的碱性活性位对脱硫活性的影响是主要的。在炭纤维活化的过程中,将原前驱体材料表面含氧或含氮官能团转变为SO2酸性气体,具有吸附催化活性的碱性官能团才是提高ACF脱硫性能的主要原因。ACF表面官能团对吸附特性产生决定性影响,因此研究ACF的表面特性(酸碱性、亲水性等)对SO2吸附催化性能的影响,并根据吸附质的不同对ACF进行相应的改性有着重要意义。
摘要：活性炭纤维(ACF)作为第三代活性炭,是一种新型的高效吸附剂和催化剂。它具有独特的物理性能和化学性能,对烟气中的SO2具有很强的吸附和催化氧化作用,因此作为烟气脱硫方面极具前景的催化剂而受到人们的普遍关注。以聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)为代表,主要深入探讨了ACF表面化学官能团对脱硫性能的影响。