过氧化氢改性活性炭动态脱硫性能研究
改性活性炭烟气脱硫脱硝的再生性能研究
W U J i n— i r n g , S H I Q i n g—a i ( 1 L i s h u i U n i v e r s i t y , Z h e j i a n g L i s h u i 3 2 3 0 0 0 ; 2 S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,D a l i a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , L i a o n i n g D a l i a n 1 1 6 0 1 2 ,C h i n a ) A b s t r a c t : I m p r e g n a t e d a c t i v a t e d c a r b o n( A C )s o r b e n t , t h e v a i r a t i o n o f i t s f u n c t i o n a l g r o u p s a n d t h e c a t a l y t i c o x i d a —
Th e i n lu f e n c i n g f a c t o r s o f t h e c a p a c i t y o f d e s ul f u r i z a t i o n a nd d e n i t r i i f c a t i o n o f mo d i ie f d AC,s u c h a s r e g e n e r a t i o n t e mp e r a - t u r e,r e g e n e r a t i o n t i me a nd r e g e n e r a t i o n f r e q ue n c y we r e r e s e a r c h e d . Th e r ma l r e g e ne r a t i o n o p t i mu m c o n d i t i o ns we r e t e n— r
活性炭脱硫系统性能测试小结 (2)
活性炭脱硫系统性能测试小结2015年6月9日~6月13日,发包方公司工程技术部、总承包方中化建及使用方冶炼厂共同对活性炭脱硫系统进行了为期五天的性能测试,对脱硫效率、床层进口压力、床层阻力降、再生稀酸质量及生产负荷(即通气量)进行了测试、估算及小结,并对相关情况进行了分析、说明。
一、测试数据:经三方参与、确认:8米脱硫塔在达60%设计负荷(即通气量约7.5×104m3/h)生产情况下,脱硫效率平均在89%以上、出口烟气SO2平均<145mg/m3、进口压力2.76KPa、床层压力降2.27KPa;9米脱硫塔在达45%设计负荷(即通气量约9.4×104m3/h)生产情况下,脱硫效率平均在45%左右、出口烟气SO2平均<1195mg/m3、进口压力2.76KPa、床层压力降 1.38KPa;吸附再生产生的副产品稀硫酸质量(第一次5#池样品浓度11.44%、含Fe=0.047%;第二次5#池样品浓度2.1%、灰分<0.02%、含Fe<0.005%、含As<0.0001%、含Pb<0.005%、含Hg<0.001%、透明度100mm、色度不低于标准)。
(注:生产负荷根据总承包方要求而定:进口压力≯3.0Pa)二、测试数据分析:对照2013年签署的《建设工程施工合同》附件三《技术协议》中相关性能指标值,经三方确认:8米脱硫塔脱硫效率平均89%以上、出口烟气SO2<145mg/m3满足脱硫塔出口SO2<200mg/m3的协议要求,床层压力降2.27KPa满足脱硫系统压力降<3.0KPa的协议要求,故在低负荷生产条件下8米脱硫塔性能基本达标;9米脱硫塔脱硫效率平均45%左右、出口烟气SO2<1195mg/m3不满足脱硫塔出口SO2<200mg/m3的协议要求,床层压力降1.38KPa满足脱硫系统压力降<3.0KPa的协议要求,故在低负荷生产条件且系统本身缺少装填活性炭80m3情况下9米脱硫塔性能不达标,如若9米脱硫塔补充增加活性炭80m3后,按活性炭脱硫率60mg/g估算效率可提高至66%、出口烟气SO2<741mg/m3,执行协议要求仍不达标;按照GB/T543-2014《工业硫酸》标准,副产品稀硫酸第一次结果浓度11.48%不满足浓度≥15%的要求、含Fe=0.047%不满足含Fe<0.005%,复检第二次结果浓度2.1%不满足浓度≥15%的要求、灰分、含Fe、As、Pb、Hg、透明度、色度等指标均满足技术协议中所述符合《工业硫酸》标准的要求,不排除存在刻意稀释的可能。
活性炭脱硫性能分析
活性炭脱硫性能分析王翠萍【摘要】介绍了活性炭脱硫剂脱硫和再生的基本原理,分析了活性炭脱除无机硫、有机硫的效果,验证了活性炭再生的最佳温度,为活性炭新技术研究做提供参考.【期刊名称】《山西煤炭》【年(卷),期】2010(030)004【总页数】3页(P78-80)【关键词】活性炭;脱硫效果;再生温度【作者】王翠萍【作者单位】山西煤炭职业技术学院,煤化工系,山西,太原,030038【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1活性炭脱硫剂是最早使用的干法脱硫剂之一,20世纪30年代西欧及北美一些国家已被广泛采用。
我国是在20世纪50年代开始使用活性炭脱硫,70年代创建了活性炭脱硫——过热蒸汽再生工艺。
早先的活性炭脱硫技术设备庞大,再生和硫回收过程复杂、操作烦锁,逐渐被湿法所取代。
近年来,由于又采用了新的脱硫剂生产技术,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硫化物。
此法具有硫容大、适应性强、操作温度低、并可再生反复使用和能回收硫磺等优点。
活性炭本身具有非极性、疏水性、较高的化学稳定性和热稳定性,可进行活化和改进,加之它的催化能力、选择性、负载性能和还原性能、以及独特的孔隙结构和表面化学特性,价格便宜、来源广泛,决定了活性炭作为一种脱硫剂具有非常好的先天条件。
我国的活性炭工业发展迅速,平均年增长率超过15%。
2003年达到22万t/a左右,居世界第一位。
近几年,我们一直进行活性炭脱硫剂的脱硫效果和再生性能的调查研究,期望能为活性炭脱硫剂的性能改善和推广使用做些工作。
采用活性炭脱除工业气体中的硫化氢及有机硫化物,称为活性炭脱硫。
室温下,气态的硫化氢与空气中的氧能生下列反应:它是一个放热反应。
在一般条件下,其反应速度很慢。
催化剂可以加速其反应。
1)活性炭既是吸附剂又是催化剂,兼有催化剂和双重作用。
硫化氢及氧在活性炭表面的反应分两步进行:第一步是活性炭表面化学吸附氧,形成作为催化中心的表面氧化物;这一步极易进行,工业气体中只要含少量氧便能满足活性炭脱硫的需要。
微波改性活性炭及其脱硫特性研究
微波改性活性炭及其脱硫特性研究本文研究了微波改性活性炭及其在脱硫中的应用。
介绍了活性炭和微波的基本概念及其在环保领域中的应用,然后着重探讨了微波改性活性炭的方法及其在脱硫过程中的性能。
本文的核心问题是研究微波改性活性炭能否提高其脱硫性能。
为此,通过实验分别制备了未改性和微波改性的活性炭,并对比了它们在脱硫过程中的性能。
为了制备未改性活性炭,将椰壳炭进行破碎和研磨,然后进行活化处理。
而微波改性活性炭则是在活化处理过程中,将活性炭置于微波场中照射一定时间。
在照射过程中,微波的能量可以促进活性炭表面的官能团发生反应,从而改善其吸附性能。
在脱硫实验中,我们发现微波改性活性炭具有更好的脱硫性能。
具体来说,当微波改性活性炭的照射时间为30分钟时,其脱硫率达到了95%,而未改性活性炭的脱硫率仅为80%。
这一结果表明,微波改性活性炭对二氧化硫的吸附能力得到了显著提升。
通过进一步分析,我们发现微波改性活性炭的脱硫性能提升主要归因于其表面官能团的增多和孔结构的改善。
这些变化提高了活性炭的吸附容量和吸附速率,从而使其在脱硫过程中表现出更好的性能。
本文的研究成果表明,通过微波改性方法可以有效地提高活性炭的脱硫性能。
这一发现为进一步研究活性炭在环保领域中的应用提供了新的思路和方法。
也为开发高效、低成本的脱硫材料提供了一种新的途径。
未来的研究方向可以包括深入研究微波改性活性炭的作用机理以及优化微波改性条件等方面。
本文旨在探讨活性炭吸附微波再生方法对典型有机污染物的去除特性和效果。
我们将概述活性炭吸附和微波再生的原理和背景,然后针对有机污染物吸附的问题进行陈述。
接着,将介绍活性炭吸附微波再生方法的研究过程,包括实验设计、活性炭选择、微波条件优化等。
我们将分享实验结果,并从效率、影响因素和环境影响等方面评估此方法的实际应用潜力。
活性炭是一种广泛使用的吸附剂,具有高的比表面积和良好的吸附性能。
微波再生方法利用微波能量对活性炭进行加热,以解除吸附的有机污染物并恢复其吸附能力。
活性炭脱硫性能分析
性能 、 以及 独特 的孑 隙结 构 和表 面化 学 特性 , 格 L 价 便 宜 、 源 广泛 , 定 了活性 炭 作 为 一种 脱 硫 剂 具 来 决 有 非常好 的先 天条件 。 我 国的活 性炭 工业 发展 迅速 , 均年增 长 率超 平
要 在 活性 炭孑 隙 的 内表面上 进 行 。由于表 面 自由能 L
活 性炭 可再 生循 环 使用 2~ 0次 。 03 再 生 活 性 炭 的方 法 主 要 是 [ ① 用加 热 的 氮 气 3 1 :
通 入 活性 炭 吸 附器 , 活 性 炭 吸 附器 再 生 出来 的硫 从
在 10 10 2 ~ 5 ℃变 为液 态硫 放 出 , 气再 循 环使 用 。 氮 ②
【圆圄圈 硼
P { { Ⅲ m m Ⅷ∞ 山 西煤 炭 S AN H XI COAL
第3 卷 第4 0 期
文章 编 号 :6 2 5 5 (0 0 0 — 0 8 0 17 — 00 2 1 )4 0 7 — 3
活性炭脱硫性能分析
工 平 王 翠 萍
( 山西煤炭职业技术学 院 煤化工系 , 山西 太原 003 ) 3 0 8
摘 要 : 绍 了 活性 炭 脱 硫 剂 脱 硫 和 再 生 的 基 本 原 理 , 析 了 活性 炭 脱 除无 机 硫 、 机 硫 的 效 果 , 证 了 活性 炭 介 分 有 验 再 生的 最 佳 温度 , 活性 炭 新技 术研 究做 提 供 参 考 。 为
关 键 词 : 性 炭 ; 硫 效 果 ; 生 温度 活 脱 再
用 过热 蒸 汽通 人 活 性 炭 吸 附器 , 再 生 出来 的硫 经 把
的存 在 , 性炭 对 工 业气 体 中的 水分 子 具 有 一定 的 活
活性炭及甲酸催化过氧化氢氧化噻吩脱硫研究
高温度下才能氧化噻吩。对于过氧化氢氧化噻吩还 没有行之有效的廉价催化剂。 过氧化氢是一种强的氧化剂 ( 标准电位在 G= 值为 ! 和 (& 时分别为 (7 +! H 和 !7 +) H) , 在处理无 机和有机污染物方面有着广泛应用。文献 [), +] 曾 报道过氧化氢产生羟基自由基将噻吩类有机硫化合 物中的硫氧化为硫酸根。活性炭与过氧化氢一起在 酸性条 件 下 能 产 生 氧 化 能 力 非 常 强 的 羟 基 自 由
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活性炭及甲酸催化过氧化氢氧化噻吩脱硫研究
余国贤, 陆善祥, 陈* 辉, 朱中南
( 华东理工大学 联合化学反应工程研究所,上海* "!!"$) )
摘* 要:以噻吩代表汽油中的有机硫化合物, 将其溶解于正辛烷配制成反应原料, 考察了活性炭对噻吩的吸附脱硫 情况, 研究了质量分数为 $!< 的过氧化氢水溶液为氧化剂, 在活性炭和甲酸的催化作用下, 反应原料中噻吩氧化脱 硫。考察了活性炭的催化性能及反应条件对其催化性能的影响。实验结果表明, $!< =" >" % =?>>= % @? ( 活性 炭) 三元体系产生的过氧甲酸和羟基自由基能将模型有机硫化合物氧化, 噻吩的氧化脱硫率可达到 +#< 以上; 活性 炭和甲酸的催化氧化性能明显优于单纯使用甲酸催化性能。甲酸浓度、 活性炭加入量、 过氧化氢初始浓度及温度 对噻吩硫的氧化脱除均有影响。 关键词:活性炭; 甲酸; 过氧化氢; 噻吩; 氧化脱硫 中图分类号:A,B"&7 &* * 文献标识码:@
211060477_活性炭的双氧水表面改性及其吸附二氧化硫性能研究
包装工程第44卷第7期·46·PACKAGING ENGINEERING2023年4月活性炭的双氧水表面改性及其吸附二氧化硫性能研究杨森,赵耀辉,徐淑权,杨欢(西南技术工程研究所,重庆400039)摘要:目的制备武器装备贮存微环境用单组分的二氧化硫吸附材料。
方法采用双氧水对椰壳活性炭进行表面改性,研究改性活性炭孔隙结构、表面化学性质的变化及其对二氧化硫吸附性能的影响。
结果活性炭存在微孔和中孔,改性后活性炭比表面积略有增加,平均孔径减小。
双氧水与活性炭反应起到刻蚀作用,在活性炭表面产生了纳米尺度的网孔结构,降低了活性炭表面碳微晶有序程度,同时双氧水与活性炭反应时起到了氧化作用,提升了活性炭表面氧元素和含氧官能团含量。
体积分数为20%的双氧水改性活性炭的吸附容量最高,达到154.15 mg/g,约为改性前的5倍。
结论双氧水对活性炭经表面改性后,产生了纳米尺度的孔隙,并提升了活性炭表面含氧官能团,在两者协同作用下显著提升活性炭对SO2吸附性能,具有良好的装备应用前景。
关键词:椰壳活性炭;双氧水;吸附;二氧化硫;表面改性中图分类号:TQ424.1 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2023)07-0046-08DOI:10.19554/ki.1001-3563.2023.07.006Surface Modification of Activated Carbon with Hydrogen Peroxide and Its AdsorptionPerformance for Sulfur DioxideYANG Sen, ZHAO Yao-hui, XU Shu-quan, YANG Huan(Southwest Institute of Technology and Engineering, Chongqing 400039, China)ABSTRACT: The work aims to prepare single component sulfur dioxide adsorbent for storage microenvironment of weapons and equipment. Hydrogen peroxide was used to modify the surface of activated carbon. The porous structure and the change of surface chemical property of modified activated carbon were investigated and the adsorption perfor-mance for sulfur dioxide was also studied. Activated carbon had micropores and mesopores. After surface modification, the specific surface area increased and the average pore diameter decreased. Hydrogen peroxide reacted with activated carbon, resulting in etching, which generated nano-scale pore structure on the surface of activated carbon and reduced the order degree of carbon microcrystalline on the surface of activated carbon. At the same time, hydrogen peroxide reacted with activated carbon to play an oxidation role, which improved the content of oxygen elements and oxy-gen-containing functional groups on the surface of activated carbon. The activated carbon modified by 20% hydrogen peroxide possessed optimal adsorption capacity (up to 154.15 mg/g), about 5 times as much as that of unmodified acti-vated carbon. The activated carbon with surface modified by hydrogen peroxide generates nano-scale pores and im-proves the oxygen-containing functional groups. Under the synergistic effect of nano-scale pores and oxygen-containing functional groups, the adsorption performance of activated carbon for SO2is significantly improved, which has good application prospects in equipment.KEY WORDS: coconut shell activated carbon; hydrogen peroxide; adsorption; sulfur dioxide; surface modification收稿日期:2022−09−08第44卷第7期杨森,等:活性炭的双氧水表面改性及其吸附二氧化硫性能研究·47·导弹、战斗部、火炸药等武器装备具有贮存周期长、使用次数少等特点,贮存状态是其平时最基本的状态[1]。
过氧化氢改性活性炭动态脱硫性能研究
收 稿 日期 :0 9 1 — 5 2 0 — 2 1
修 改 稿 日期 :0 0 1 — 2 2 1 — 0 1
基 金 项 目 : 苏 省 高 校 自然 科 学基 金 资助 项 目( 7 J 12 2 江 0 K D60 5 ) 作 者简 介 : 刘 义 (9 4) 男 , 北 邢 台人 , 学 博 士 , 师 , 要 从事 活性 炭 法 烟 气 脱 硫 技 术 的研 究 17一, 河 工 讲 主
第4 2卷
第 6期
西 建 科 技 学 报( 然 学 ) 安 筑 大 学 自 科 版
J Xi n Un v fAr h & Te h ( aua S i c dt n . i.o c . a c . N trl c neE io ) e i
Vo1 2 No. .4 6
p 值 为 7 在真 空干燥 箱 内 1 0℃下 干燥至 恒量. H , 2 改性 方法 : 本
负载 Z 改性 : n 将两 种活性 炭放 入 0 1mo/ . lL的 Z ( 。2溶 液 中 , n NO ) 煮沸 并搅拌 1h 冷却后 过 滤 , , 在 2 0℃下 干燥至 恒量 . 8 HNOs 氧化改 性 : 两 种活性 炭放 入 0 1mo/ 将 . lL的 HNO 溶 液 中 , 。 加热 至 6 0℃搅 拌 1h 冷却 后 过 ,
82 6
西
安
建
筑
科
技
大
学
学
报( 自然 科 学 版 )
第4 2卷
12 实 验 系 统 .
・
实验 在 内径 1 m 的 1 r 8 g 合金 吸 附柱 中进 行 , 撑 网 喷涂 聚 四氟 乙烯 涂 层 以防 止 材料 腐 0c C 1 NiTi 支 蚀. 实验 中各种 活性 炭 的使 用 量均 为 1 5k , . g 每次 实验前 用蒸 馏水 60 0mL对 活性炭 水涤 3mi. 0 n 根据 实 际 电厂 各项 烟气参 数配 制模 拟烟气 并选择 实 验条件 , 模拟 烟气 中 S 积分数 为 3 0 , O 体 ×1 ~ 水蒸 气 体
改性活性炭的烟气脱硫脱硝性能研究
S u y o o i e c i a e a b n f r fu a t d n m d f d a tv t d c r o o e g s i l
d s l h rz to n e irfc to e u p u ia in a d d n ti a in i
近年来 , 钢厂 烧结 机 的烟 气 脱硫 脱 硝任 务 十分
艰 巨 。我 国 目前 的脱 硫技 术主要是通 过化学 法吸收
活性炭 的化 学吸 附特性 。本 文采用 浸渍法 对 活
性炭进行表 面改性处理 , 并研究改性 前后 的活性 炭脱 硫脱硝性能 以及 再生 后 吸附性 能的变 化 。同时利用 B em滴定 法和傅里 叶变 换红外光谱仪 , oh 对改性前后
S l n -i ilQig a .YU iy a Ca- u n
( col f hm cl nier g a a nvrt o T cn l y D l n16 1 , ioigPoic ,C i ) Sh o o e ia E g e n ,D l nU i sy f eh o g , a a 0 2 Lann rvne h a C n i i e i o i 1 n
tmp rt r 3 C ,a d d ig tme 2 h,t a tv td c r o a h i g s nce s f b sc g o p e e au e 1 0 o n r n i y he cia e a b n h s t e b g e t i r a e o a i u s,wh c r ih
活性炭脱硫剂的SEM研究
活性炭脱硫剂的SE M 研究张春山,邵曼君(中国科学院过程工程研究所多相反开放实验室,北京100080) 基金项目:中国科学院开放实验室基金资助项目. 活性炭材料是由石墨微晶和无定形炭构成的一种黑色多孔固体,孔隙结构发达,具有巨大的比表面积,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。
以活性炭为脱硫剂吸附烟气中的S O 2具有良好的应用前景。
1 实验方法活性炭以河南长葛生产的T103和RS2型为原料。
并用JS M 26700F 场发射扫描电镜观察其形貌。
通过测定一定条件下,模拟烟气在活性炭床层的穿透时间,考察活性炭对S O 2的吸附能力。
2 结果与讨论由穿透曲线(图1)可以看出:T103的脱硫效果要明显好于RS2,在实验条件下,两种活性炭的吸附图1 不同活性炭吸附S O 2的吸附穿透曲线。
硫容分别为7416和4412(mgS O 2P gAC )。
图2是T103和RS2在低倍下的SE M 形貌图。
从低倍下的照片可以发现尽管它们都是由几个甚至几十个微米的颗粒组成的,颗粒之间的缝隙大约为几个微米。
这些颗粒在结构上有较大的差别:组成T103的颗粒从外观上似乎比较致密,在更大的放大倍数下,还不能看到T103更细微的结构;而组成RS2的颗粒比较疏松,在低倍数下就可以看到在RS2的颗粒上有孔隙结构。
随着放大倍数的增加,活性炭的微观结构就更加清楚,T103和RS2的微观结构差别也越趋明显。
从T103有代表性的一个颗粒200000X 的显微照片(图略)可以发现,看似致密的颗粒上仍然有许多平均孔径约为几个纳米的微孔。
正是这些微孔的存在,使得T103的BET 比表面积达到1200m 2左右;而在RS2上尽管也可以观察到个别的几个纳米的微孔,但是颗粒的大部分表面上是看不到微孔的。
在组成RS2的颗粒上,孔的大小大部分在10nm 以上。
这也就导致了RS2的BET 比表面积只有232m 2。
通过对不同活性炭的微观形貌研究,并结合活性炭对S O 2的吸附穿透曲线,可以得出:微孔丰富的孔系结构,以及由此而造成的大的比表面积是影响活性炭吸附能力的主要因素。
活性炭脱硫原理
活性炭脱硫原理
活性炭脱硫是一种常用的气体脱硫技术,其原理主要基于活性炭对气体中二氧化硫(SO2)的吸附作用。
活性炭是一种多孔的材料,具有大量的微小孔道和表面积。
当含有SO2的气体通过活性炭层时,SO2分子会进入活性炭的
孔道与表面发生物理吸附。
活性炭的孔道结构和表面活性提供了足够的接触面积,增加了SO2与活性炭之间的接触机会。
在吸附过程中,SO2分子与活性炭表面发生静电作用、范德华力和化学吸附作用。
这些相互作用使得SO2被有效地吸附并
留在活性炭孔道中。
随着时间的推移,活性炭的吸附容量会逐渐饱和。
当活性炭的孔道被硫化物填充满时,脱硫效果会下降。
此时需要对活性炭进行再生或更换,以恢复其吸附容量。
活性炭脱硫具有较高的脱硫效率和操作灵活性,广泛应用于燃煤电厂、石油化工、钢铁冶金等行业的大气污染治理中。
同时,活性炭还可用于去除其他气体污染物,如氨气、氯气和甲醛等有害物质。
改性活性炭精细脱除硫化氢的研究
图5
气氛中O 对脱硫活性的影响 z
由图4 改性活性炭脱硫剂的 可见, 硫容随脱硫温度的 升高, 开始略有上升, 然后又稍有 下降。这可能是因为刚开始温度效应在起主要作用, 随着温度的进一步提高, 脱硫剂表面上 水蒸气不易凝聚成液膜, 这不利于HS 离解, 使脱硫剂的硫容有所降低。 Z的 从而 气流中 不含氧气和含5 氧气的 %的 硫容分别为 1. % 1. %。说明氧气能够提高改 26 和 76 3 6 性活性炭脱硫剂的脱硫活性。 4 结论 负载 C0 u 改性活性炭脱硫剂能够提高脱硫活性, %C0 4 u 具有最佳脱硫活性。同时缎烧 温度50 0℃的改性活性炭脱硫剂具有最佳的 脱硫活性。 脱硫温度对脱硫剂的脱硫活性影响不 大, 氧气的存在可增加脱硫剂的硫容。
mv fm m ar g . isf roac ati e l , e c mn vc ows o l c il a Bt t uu e v a c r wi t o oai a n a r h c a s u s r l i s o h h m c e a o e w , l m p y v w l e y t r b u d n d ruai . ro , receo nd i ai cb py moat ii- s ife d r tn Tef t ea hs ai n c e o l a ipt re m e n e fi h er h s r n 勺 g v a n n rno n i s o e e t r a l p vg dsfitn Its rt ait cbnog a g c l u d a mti. o n i e lrao n a , t ad s t r o a s s ea r i fe uuzi . h p e h cve a o r ni fm ws ar arl n i p e r i no a i e w I amdi 场t ait mtdoldg , fe Ur rwrper . iu c t of ws id h cvi e o f i CO ts d u i s rad Te e e e e ao h s an u h i e uz e pe i n n s t n o u n s e e r f l oppa n ina t th lil inofe l it oai ecb s e l f at c dis h e noc c do n dun i f ad o wr vu r ro o t n e oga o t s i e ha o c t a n e a- e i n o d c ni n s n t v r e ad fe一 ercrTe lsw t ldg oai c o gay e e sf c ia b e t. ru h tt o i CO c e n t irst uu e n r id d o h e t o h h an u n a r l n a h l a s s a e t r e v b c e r r o l c oait cbn Te ml g ao t u i % ; tho at pr e v c at cve a o; otac r mu f CO w Te n叼c e e m a a i f ad p y t r h p i h e n o a r s t h e l l a 4 c m t s hy n t sf r o l c oait cb it r g xemnl ete Te u l t ca e uue v c at cve a o n a oe r eat pru ; m l h g h fr a a i f ad n h n f i t e a r h i g e m p y t r e p m esn o0 is g ao e et sf o l c oa ve cbn xtc f n a l irs h uir v c at c ad o. i e 2 y s n a s f e a a i f t a e n s c e x m py i t r
探究热处理改性的活性炭纤维的脱硫活性
探究热处理改性的活性炭纤维的脱硫活性SO2的排放会对大气环境造成严重污染,在可持续发展理念下,环保领域高度重视降低燃煤烟气中SO2的排放量。
本文主要通过实验来探讨热处理改性的活性碳纤维的脱硫活性,旨在明确表面含氧官能团种类与脱硫活性关系、CO释出量与ACF脱硫活性关系,从而促进活性碳纤维应用优势的发挥,来改善烟气脱硫成效,仅供相关人员参考。
标签:热处理改性;活性碳纤维;脱硫活性1 实验部分1.1 样品制备及改性在本次实验中,所选用的原料主要是乙烯渣油沥青炭纤维ETO,在不同的温度条件下,以水蒸气进行协调活化处理,不同温度下所开展活化的时间的有所不同,通过此种方式可制出ACF样品,实验操作的顺利进行还需要准备好粘胶基ACF样品。
以ACF样品为对象,在高纯N2保护下,保持持续升温速率加热室温,加热后室温不可低于600℃,不可高于1200℃,其中升温速率一般为10℃/h,加热后保持恒温状态,1h后令其自然冷却,从而为ACF样品的热处理改性操作创造有利条件。
热处理改性样品的获得,以HT为主要标志,比如1200℃条件下ETP-1热处理后所获得的样品可通过ETP-1(HTP1200)来表示。
样品氧化热处理改性的实现主要在空气环境下开展,在标准温度条件下进行氧化处理,受到N2保护,以标准速率持续升高至标准温度,保持1h恒溫状态,之后对所获得的氧化热处理改性样品进行准确标准,以元素、比表面积和孔结构作为主要分析元素,确定其相关参数,对ACF样品开展具体分析。
1.2 SO2连续脱除该操作的开展以固定床反应器为主要环境,固定床反应器的内径为8mm,其中ACF质量不可低于0.05g,不可超出0.25g,令装填高度自A25mm以内,但不可低于5mm,对烟气中SO2、O2及H2O的密度进行模拟,以火焰光度检测器对进出口气体中所含的SO2进行检测,实际检测过程中以30℃为最佳反应温度,气体流速控制在100ml/min。
1.3 样品表征在本次实验中,选用产自美国的ASAP2000型吸附仪来对样品进行测定,明确其比表面积与孔结构,在液氮温度下通过N2来实现有效吸附。
活性炭用于烟气脱硫技术研究
过 程 无 二 次 污 染 产 生 且 可进 一 步 回 收硫 资 源 , 过 的 活 性 炭 也 可 再 生 并 循 环 利 用。 该 技 术 的 研 究应 用 符 合 我 国 国 用 情 的 发 展 , 有 一 定 的 现 实意 义 。 阐述 了活 性 炭 用 于烟 气 脱 硫 方 面 的 机 理 及 研 究现 状 , 总 结 了 存 在 的 问 题 以及 具 并
21 0 2年 1 月 0
电 力 科
技 与 环 保
第2 8卷 第 5期
活 性 炭 用 于 烟 气 脱 硫 技 术 研 究
Aci ae a b n f rp o r s n f e g s d s l rz to e h oo y t td c r o o r g e s i u a e u f iai n t c n lg v l u
te i u t du t n srn t . c ee aigt eei n t no a k a d po u t n c p c y a t eypo t g h d sr a jsme t t g h a c lrt l ai f c w r rd ci a a i , ci l rmo i n y e n h mi o b o t v n
环 境 , 国政 府 对 S 我 0,排 放 总量 的控 制 主 要 采 取 加 大产 业 调 整 力度 , 快 淘 汰 落后 产 能 , 极 推 进 先 进 的 S 加 积 O:治 理
工 艺 。 其 中活性 炭 法 脱硫 技 术被 认 为是 极 具 开发 前景 的 烟 气 脱 硫 技 术 , 技 术 的 采 用 材 料 活 性 炭 来 源 广 泛 , 艺 该 工
最 新研 究 应 用 的 实例 。
活性炭对硫化氢、硫醇、噻吩的吸附脱除
酸性官能团、中性官能团及碱性官能团。
此外,由于活性炭中80%~90%以上是碳,导致其具有非极性和疏水特性,对非极性物质和水中有机物具有较强的吸附能力[1-2]。
由于活性炭的亲/疏水特性和表面官能团的种类、数量对吸附和催化有重大影响,而纯活性炭的表面无法提供足够的活性位,因此根据吸附质的不同对活性炭进行表面改性具有非常重要的研究意义。
表面改性主要是通过引入或去除某些表面官能团来提高活性炭的亲水性和极性或改变酸碱性,从而具有特殊的吸附或催化性能。
目前,活性炭表面改性的研究集中在含氧官能团和含氮官能团的引入。
含氧官能团,包括羧基、酚羟基、醌型羰基等,可以提高表面酸性,吸附碱性物质。
含氮官能团,如氨气、尿素及三聚氰胺等,的引入不仅可以提高表面碱性,同时可以增强表面极性,有利于吸附极性物质[1]。
2 活性炭脱除H 2S活性炭具有比表面积较高、孔隙结构较发达、独特的化学特性等特点,使其在脱除H 2S 上具有重要作用。
当体系中无氧气存在时,其脱除机理为物理/化学吸附;当体系中氧气存在时,其脱除机理为吸附/氧化。
影响活性炭对H 2S 吸附的因素主要有活性炭孔结构和表面化学性质以及水含量等。
2.1 吸附/氧化机理活性炭对H 2S 的吸附/氧化机理:吸附的水在活性炭表面形成一层水膜,在水膜的作用下,吸附的H 2S 首先解离成HS-离子,并在O 2作用下氧化为元素硫。
2.2 孔结构H 2S 吸附中,微孔是一个重要因素,研究发现,活性炭的孔径分布均匀,微孔孔容较高时,H 2S 的吸附/氧化得到加强。
由于H 2S 的分子动力学直径为0.36nm ,活性炭的孔径应大于其分子动力学直径。
2.3 表面化学性质活性炭的表面化学性质对H 2S 吸附的影响主要是通过促进/抑制H 2S 解离来实现的,表面酸性抑制H 2S 解离,而表面碱性促进H 2S 解离。
研究证明,当活性炭表面pH 低于4.5时,仅发生物理吸附。
为了提高吸附H 2S 的能力,需要浸渍活性组分以提高表面碱性。
改性活性炭脱除沼气中硫化氢的性能及其再生研究
活性炭脱除烟气中SO2的研究进展
中图分 类号 : X 7 0 I . 3
文献标识码 : B
文章编号 : 1 6 7 4—8 0 6 9 ( 2 0 1 4 ) 0 1— 0 1 2— 0 4
0 引言
中 国的能源 结构 决定 了煤 炭在 未来相 当长 的时 期 内仍 将 是主要 能 源 , 煤 炭 燃 烧 过程 中产 生 大 量 的 S O , 不仅 污 染 了环 境 , 而 且 造 成 了硫 资 源 的浪 费 。 目前 , 燃煤 电厂 普遍 采 用 石灰 石 一石 膏 湿 法 烟气 脱 硫技 术 , 产生 了大 量的脱硫 副产物难 以利用 , 造成 二
法烟 气脱 硫技术 , 在 国内外 得 到 了广 泛 的研究 , 该技 术还 可 以同 时 脱 除 N O 、 S O 、 H C 1 、 HF 、 二嗯英 、 重 金属 等 , 有着广 阔 的发展 和应用 前景 ¨ J 。 活性 炭 烟 气脱 硫 工 艺 中 , 活性 炭 不仅 作 为 吸 附 剂, 吸附 烟 气 中的 S O , , 同时 也 是催 化 剂 , 在 烟 气 中 0 和 H 0 的作 用 下 , 把S O : 催化氧化为 H S 0 , 储 存在 活性 炭微孔 内 , 然后 通 过 再 生过 程 恢 复 活 性 炭
次 污染 。而 活性 炭 ( 焦) 脱 硫 是 一 种 可 资 源化 的 干
1 活性炭孔 隙结构对脱硫性 能的影 响
活性 炭 的孔 隙结 构包 括 比表 面积 、 孔容积 、 孔 径
及其 分 布 。L u a [ m 、 R u b i o 【 1 3 1 、 M a r i n [ 1 4 ] 研 究 发 现
t h e a n a l y s i s o f t h e e x p er i me n t al r e s u l t s a t h o me a n d a b r o a d, we r e v i e we d t h e e f e c t s o f p o r e t e x t u r e a n d s u f r a c e
FeCl_(3)改性活性炭脱硫性能研究
FeCl_(3)改性活性炭脱硫性能研究
胡谦;刘然;赵俊;吕庆
【期刊名称】《矿产综合利用》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】这是一篇环境工程领域的论文。
实验采用浸渍法,以FeCl_(3)作为改性剂
对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。
实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温
度对改性活性炭脱硫性能的影响。
研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面
附着的Fe_(2)O_(3)随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe2O3数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl_(3)/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。
当FeCl_(3)改性溶液浓度为
0.15mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。
【总页数】7页(P167-173)
【作者】胡谦;刘然;赵俊;吕庆
【作者单位】华北理工大学冶金与能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD989
【相关文献】
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4.活性炭改性及其脱硫脱硝性能研究与展望
5.FeCl_(3)改性活性炭的制备、表征与吸附性能研究
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改性活性炭用于汽油吸附脱硫工艺的研究
[ 6 ]江力平 由 品密度差及管理 [ J ] . 石油商报 , 2 0 0 5 ( 2 ) : 6 1 — 6 5 . [ 7 ]陈晓东 , 程博琛. 实现石油产品体积修正系数 自 动计算的方法[ J ] .
应用 U n s c r a m b l e r 软 件 分 析 数 据 计 算 出 的
[ 4 ]刘林. 石油计量表( 原油部分) 中视密度与标 准密度的换算 [ J j . 中
国计量 , 2 0 0 5 ( 7 ) : 5 9 — 6 2 .
[ 5 ]杜东平 , 宋民建 , 陈星. 重视密度对成 品油计量 的影响[ J ] . 工业计
量, 2 0 0 9 ( 6 ) : 5 1 — 5 2 .
摘要: 以浓硫 酸、 浓硝酸 、 高锰酸钾溶液和双氧水为氧化剂, 分别在不同的温度下对盐酸脱灰后的
活性炭进行氧化处理, 考察活性炭对直馏汽油的脱硫性能。结果表明, 氧化处理可以明显改善活性 炭的吸附脱硫性能 , 4 种氧化剂对活性炭改性后 的脱硫性能各不相同。 关键词 : 活性炭; 改性 ; 汽油 ; 吸附脱硫
同时 , 采 用该 技 术 进行 油 品 的深 度脱 硫 , 会 使 大量 烯烃饱和 、 链烷烃裂化 , 导致汽油收率下降和辛烷 值 降 低 。 因此 , 吸附脱 硫 n 、 氧 化脱 硫 、 离 子 液体
脱硫 等成本较低 的非加氢脱硫技术备受关注。
口单位编制 的G B / T 1 8 8 5 — 1 9 9 8  ̄ 石油计量表 ( 产 品 部分 ) 》 、 《 石油产品计量速算表》 等, 易出现计算错 误 。而 应 用 U n s c r a mb l e r 软件 , 对 产 品标 准 密度 表 中常用数据进行分析 , 得到 2 0℃标准密度的函数 关系式 , 有精度高 、 误差小 、 便于计算 的优点 , 在常 用 温度 、 常用 密 度范 围 内 , 可 以替代查 表 法 。
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- C= C- + H 2 O
( 2)
因而 - OH 和 - COOH 减少, 而- C= 0 有所增加. 这使 as 和微孔容积有所增大, 为 H 2 O2 分子的#43; e 而 H 2 O 2 的氧化作用将 SO S
+ 6 23
-
23
H 2 O 2 + 2OH + H 2 O2
- 3
, 水蒸气体
图1
Fig. 1
实验系统示意图
Schemat ic diag ram of experim ent syst em
1. 3
测量设备 配气系统采用转 子空气流 量计、 水
表1
Tab. 1
不同改性方法下 1 . 5 kg 活性炭的 SO 2 吸附容量
蒸气流量计和 D07 7A/ ZM 型质量流量 控制器对 SO 2 体积分 数进 行调 节和测 量. 吸附柱进 口采用 QGS 08 型 红外线 根据进出口 SO2 体积分数和穿透时间计 算每种活性炭对 SO 2 的吸附量 .
864 Zn
2+
西
安
建
筑
科
技
大
学
学
报 ( 自然科学版 )
第 42 卷
改性活性炭的吸附容量随着循环次数持续下降, 这是由于 SO2 可能不能及时到达存在 C- O 络合
2+
物的活性点, ( 5) 式中的强氧化剂 H 2 O 2 将会提前与 Zn- C 发生反应, 生成少量游离态 Z n2+ , 而 Zn 2+ 在 吸附过程的酸性环境中可生成易溶盐类 , 在脱附环节中锌盐溶于水而被脱附水带走, 导致 Z n
Fig. 3
图2
Fig. 2
700
下活化 MH Y30 型活性炭 动态吸附容量
Dynamic adsorpt ion capaci ty of M H Y 30 act ivated carbon react ivat ed on 700
图 3 900 下活化 MH Y40 型活性炭 动态吸附容量
Dynamic ad sorpt ion capacit y of M H Y40 act ivat ed carbon react ivat ed on 900
种极性分子, 因此能更有效的进入活性炭吸附位, 亦会对其物理吸附性能起到促进作用. 2. 2 不同改性方法下活性炭动态脱硫性能的衰减 在水涤脱附的条件下 , 改性活性炭必须在湿 态下进行工作 , 由于水和水蒸气的存在, 随着循环 次数的增加, 材料表面结构可能发生改变, 从而导 致其吸附性能的变化 . 因而单次实验结果并不能反 映实际工业应用中的吸附效果 , 有必要对工艺流程 中材料的可持续性能加以研究 [ 3 4] . 本文对三种改性方法下的两种活性炭进行研 究, 并与未改性的情况进行比较 . 实验条件同上节, 吸附过程结束后进行水涤脱附 , 脱附蒸馏水用量为 6 000 mL , 脱附时 间为 3 min. 脱 附后立即进行下 一轮吸附, 并将此过程循环 10 次, 根据进出口 SO2 体积分数和 穿透时间计算每 次循环中 活性炭对 SO2 的吸附量 . 实验结果见图 2 和图 3. 由图 2 和图 3 可以看出以下三点: ( 1) 随着循环次数的增加 , 对于两种活性炭 , 未改性时的吸附性能基本不变 . 在水涤脱附条件 下, 无法实现加热脱附时的深度活化, 由于吸附滞 后效应和水膜效应, 吸附与脱附存在一个平衡状 态点 , 由于本实验已对材料进行水涤预处理, 因而 实验中的吸附容量能够基本保持恒定. ( 2) 负载 Zn2 + 改性和 H NO 3 氧化改性的活性 炭的吸附 性能 随循 环次 数的 增加 均有 所 下降 .
* 收稿日期 : 2009 12 15
2 2 2 2
/ m in 分别升温至 700
和 900
的活化
下搅拌 1 h, 用去离子水反复冲洗至
修改稿日期 : 2010 10 12
基金项目 : 江苏省高校自然科学基金资助项目 ( 07K JD610252) 作者简介 : 刘 义 ( 1974 ) , 男 , 河北邢台人 , 工学博士 , 讲师 , 主要从事活性炭法烟气脱硫技术的研究 .
24
( 4) + H2 O ( 5)
+ 4
氧化为 SO
24
: SO
SO
采用 H 2 O 2 改性处理的活性炭 , 由于吸附位存在 H 2 O 2 分子 , 使 ( 5) 式平衡点右移 , 促进了 S SO2 氧化的速率, 从而提高吸附性能.
向
氧化转化 . 在以上变化过程中 , H 2 O 2 分子充当着类似催化剂的作用 , 其总量保持不变, 但却能加快 另一方面, 改性后活性炭中增加的 - C= 0 是一种对极性分子亲和力很强的官能团 , SO 2 分子是一
2+
高, 因此已接近 700
改性分别提高 25. 5% 和 25. 3% , H NO 3 氧化改性分别提高 17. 6% 和 16. 7% , H 2 O 2 改性分别提高 活性炭表面经 H 2 O 2 处理后, 含氧官能团数量会发生变化 , - COOH 和- OH 发生类似酯化的反
54. 4% 和 53. 0% . 应, 脱去一个水分子
刘 义1 , 陈 星2
( 1. 扬州大学能源与动力工程 学院 , 江苏 扬州 225127; 2. 扬州大学建筑科学 与工程学院 , 江苏 扬州 225127) 摘 要 : 对 M H Y 30 型和 M H Y40 型柱状活性炭进行 水蒸气 活化和 H 2 O 2 改 性 , 并对 H 2 O2 改性活 性炭催 化
862 1. 2 实验系统
西
安
建
筑
科
技
大
学
学
报 ( 自然科学版 )
第 42 卷
实验在内径 10 cm 的 1Cr18Ni9T i 合金吸附柱中进行 , 支撑网喷涂聚四氟乙烯涂层以防止材料腐 蚀. 实验中各种活性炭的使用量均为 1. 5 kg, 每次实验前用蒸馏水 6 000 m L 对活性炭水涤 3 m in. 根据 实际电厂各项烟气参数配制模拟烟气并选择实验条件 , 模拟烟气中 SO2 体积分数为 3 积分数为 10% , 温度 80 , 模拟烟气流速为 1. 1 m / s. 实验系统如图 1 所示 . 10
[ 1]
: - COOH + H O- CO= C- O- C- + H 2 O ( 1)
第6期
刘
义等 : 过 氧化氢改性活性炭动态脱硫性能研究
863
或者 , - OH 与相邻碳原子上的氢原子发生消去反应 : - COOH + H O- C吸附提供了恰当的场所. 对于水涤脱附条件下的脱硫过程, 根据吸附反应空间理论, 有水存在时, 活性炭表面的吡喃酮官能 团和离域 电子均会与 H 2 O 分子反应生成 H 2 O2
SO2 adsorpt ion capacity of 1. 5 kg ACs under dif ferent modified methods/ g
M H Y30( reactiv atio n M HY 40( r eact ivation temperature 700 ) t emperat ur e 900 ) U nmodificatio n H N O3 o xidizing modificatio n H 2 O 2 modification 6. 60 8. 28 7. 76 10. 19 6. 25 7. 83 7. 29 9. 56
行 SO2 吸附量的测定 , 实验结果如表 1. 从表 1 可以看出以下两点 : ( 1) 具有不同孔隙结构的两种活性炭, 经过不同温度下的水蒸气活化后 , 吸附性能已经比较接近. 水蒸气活化前 , MH Y30 中孔型活性炭的 as 虽然略小于 MH Y40 微孔型活性炭, 但 d 0 却更大 . 根据 吸附反应空间理论, MH Y40 微孔型活性炭大多数孔径尺寸小于反应分子构型系统的临界尺寸, 但经过 900 水蒸气的深度活化之后 , 大量孔径小于 1. 0 nm 的微孔被扩大, d 0 明显增大, 使其吸附性能迅速升 活化的 MH Y30 中孔型活性炭. ( 2) 经过不同方法改性后 , M H Y30 型和 M H Y40 型两种活性炭的单次吸附性能均有所提高 , 负载 Zn
2+
改性和 H NO 3 氧化改性两种方法进行对比.
1
1. 1
实验部分
材料制备 活性炭改性主要有三种方法: 负载金属离子 ; 引入碱性官能团和引入促进 SO 2 分子氧化的催化性
物质 . 这三种改性方法均已被用于活性炭脱除有机物, 但将其用于脱硫过程却尚未普及 , 本文选取对于 烟气脱硫技术具有较强针对性的三种介质, 对活性炭进行改性. 实验选取 M H Y30 中孔型和 M H Y40 微孔型柱状活性炭 , 采用 F sorb3400 型比表面积与孔径测定 仪测得 , 两种活性炭比表面积( a s ) 分别为 750 m / g 和 870 m / g, 平均孔径( d 0 ) 分别为 4. 08 nm 和 2. 13 nm . 为获取最佳吸附性能 , 将两种活性炭在 N 2 保护下, 以 6 温度 , 然后通入水蒸气 2 h, 再在 N 2 保护下冷却至室温 . 水蒸气活化后两种活性炭 as 分别为 853 m / g 和 1 513 m / g, d 0 分别为 4. 53 nm 和 4. 42 nm. 将两种活性炭分别放入 0. 1 mol/ L 的 H 2 O 2 水溶液中 , 在 60 pH 值为 7, 在真空干燥箱内 120 下干燥至恒量. 为进行吸附性能的对比, 本文另采用以下两种改性方法 : 负载 Zn 2+ 改性: 将两种活性炭放入 0. 1 mo l/ L 的 Zn( NO 3 ) 2 溶液中, 煮沸并搅拌 1 h, 冷却后过滤, 在 280 下干燥至恒量. 搅拌 1 h, 冷却后过 下干燥至恒量. H NO3 氧化改性: 将两种活性炭放入 0. 1 mo l/ L 的 H N O3 溶液中 , 加热至 60 滤, 水冲洗至 pH 为 7, 在 280