工業(yè)半焦吸附脫除煙氣中SO-,2-和NO-,x-的研究.pdf

1、活化工業(yè)半焦可以脫除煙氣中的SO2、NOx，脫除過(guò)程基本不產(chǎn)生廢棄物，符合節(jié)約型社會(huì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。半焦脫硫脫氮可用于中小型鍋爐、工業(yè)爐窯和其他工業(yè)設(shè)備的污染治理，具有廣闊的應(yīng)用前景。 收集了12種焦化樣品或煤氣化樣品，進(jìn)行了成分分析和孔隙結(jié)構(gòu)分析；設(shè)計(jì)、搭建了半焦水蒸氣活化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獲得了適合于煙煤半焦的最佳水蒸氣活化參數(shù)，制備出吸附性能良好的半焦活化樣品；首次運(yùn)用分形理論觀點(diǎn)分析了工業(yè)半焦水蒸氣活化前后的分形特征；揭示了工

2、業(yè)半焦活化前后孔隙結(jié)構(gòu)和分形特征的變遷規(guī)律；發(fā)現(xiàn)了工業(yè)半焦活化樣品孔隙結(jié)構(gòu)的顯著特征；設(shè)計(jì)、搭建了半焦吸附SO2和NOx的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獲得了吸附過(guò)程的穿透曲線，評(píng)估了工業(yè)半焦的吸附性能，證實(shí)了SO2和NOx同時(shí)存在時(shí)的吸附競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，闡明了吸附傳質(zhì)過(guò)程的擴(kuò)散控制機(jī)制；提出了時(shí)均傳質(zhì)系數(shù)概念并與實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)；運(yùn)用密度泛函理論計(jì)算了SO2和NO的吸附勢(shì)和密度分布，從微觀尺度揭示了SO2和NO吸附競(jìng)爭(zhēng)的本質(zhì)。 工業(yè)半焦樣品經(jīng)過(guò)水蒸氣

3、活化之后比表面積和注汞體積均比活化前成數(shù)倍增長(zhǎng)，樣品的平均孔徑均有所減少。BET法測(cè)量表明：樣品的比表面積均達(dá)到了600m2/g以上。活化半焦樣品孔半徑小于10nm的孔的數(shù)目增加較多，在孔半徑為3nm附近出現(xiàn)了孔的密集分布。半焦經(jīng)水蒸氣活化之后，其分形特征更加明顯，分形維數(shù)普遍增大，吸附活性位更加豐富發(fā)達(dá)。 活化后半焦單位質(zhì)量吸附劑吸附量達(dá)到210mg/g，是活化前13.5倍多。半焦對(duì)SO2和NOx這兩種氣體均有吸附作用，但半焦

4、吸附SO2的能力要比吸附NOx的更強(qiáng)。SO2和NOx同時(shí)存在時(shí)有吸附競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。 時(shí)均傳質(zhì)系數(shù)可以定量表示吸附過(guò)程中傳質(zhì)程度的強(qiáng)弱?；貧w關(guān)系式表明，吸附床溫度升高和氣體流速增大均可使時(shí)均傳質(zhì)系數(shù)增大。 密度泛函理論計(jì)算表明：半焦中碳原子作用于SO2的吸附勢(shì)絕對(duì)值大于其作用于NO的吸附勢(shì)絕對(duì)值，當(dāng)SO2和NO同時(shí)存在時(shí)，半焦更容易吸附SO2。計(jì)算比較SO2和NO的濃度分布發(fā)現(xiàn)，SO2濃度峰值比NO大，這一結(jié)果表明：在相同的吸