改性處理活性炭纖維吸附氧化脫除SO-,2--NO-,X--Hg的研究.pdf

1、鑒于我國(guó)目前燃煤排放SO2、NOX和Hg造成的環(huán)境污染嚴(yán)重狀況，干法同時(shí)脫除技術(shù)具有脫除效率高、成本低、無(wú)二次污染以及便于布置等優(yōu)點(diǎn)，特別是活性炭纖維(ACF)作為一種新型的炭質(zhì)催化吸附材料，較以往的顆粒狀活性炭、粉狀活性炭，擁有更優(yōu)越的吸附和脫附再生性能。雖然從上世紀(jì)60年代起國(guó)外已開(kāi)始研制ACF，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)始研究將其用于煙氣凈化，已取得了一些成果。其主要對(duì)脫除單種污染物的研究較多，但對(duì)于吸附氧化除汞研究較少，同時(shí)脫除SO2/NO

2、X/Hgo的情況則比較復(fù)雜，目前這方面的研究更少，因此仍有不少問(wèn)題值得深入探討。本課題提出了對(duì)ACF合適的改性方法，以滿足同時(shí)脫除SO2/NOX/Hgo的需要；并深入研究了改性ACF同時(shí)脫硫、脫硝和除汞的表面吸附過(guò)程和吸附機(jī)理，以及脫除性能，將復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程清晰化；運(yùn)用“混合模型法”建立了反應(yīng)器模型；進(jìn)行了實(shí)際燃煤電廠煙氣同時(shí)脫除SO2/NOX/Hg的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析。本課題研究開(kāi)拓了ACF這種新型材料在大氣污染控制工程

3、中同時(shí)脫除多種污染物的環(huán)保應(yīng)用前景，將對(duì)我國(guó)的燃煤污染物治理技術(shù)的發(fā)展及國(guó)產(chǎn)化有著重大的意義。
　　 本文針對(duì)同時(shí)脫除SO2/NO/Hg多種污染物的要求，研究同時(shí)引進(jìn)含氧官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)的改性方法，并對(duì)改性前后的表面特性進(jìn)行了分析研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)硫酸處理再經(jīng)氨水溶液處理后，ACF表面含氧官能團(tuán)特別是含氮官能團(tuán)顯著增加，對(duì)低溫吸附氧化脫除SO2/NOX/Hg是十分有效的。用吸附能這一參數(shù)分析證明改性處理后化學(xué)吸附貢獻(xiàn)量的增

4、加是主要的。
　　 進(jìn)行了同時(shí)脫除SO2/NO/Hg的實(shí)驗(yàn)研究，并分析其反應(yīng)機(jī)理及影響因素。當(dāng)SO2、NO同時(shí)存在時(shí)，活性炭纖維的脫硫性能有所提高，但對(duì)于NO的吸附有不利影響。Hg對(duì)SO2、NO的脫除影響不大，然而SO2和NO2同時(shí)存在對(duì)Hg0的吸附有不利影響，NO和NO2則有利于Hg0的吸附氧化。煙氣中O2和H2O濃度高，有利于脫硫脫硝除汞，但過(guò)多的氧和水分將影響吸附。
　　 在大量實(shí)驗(yàn)研究獲得的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)理

5、分析，考慮多種污染物同時(shí)脫除的主要影響因素，建立了ACF脫除SO2/NO/Hg反應(yīng)器內(nèi)濃度瞬態(tài)分布的數(shù)學(xué)模型；研究了傳遞過(guò)程對(duì)脫除污染物反應(yīng)速率的影響，并將ACF與GAC的傳遞過(guò)程進(jìn)行了比較。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合建立了阻力計(jì)算數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用數(shù)學(xué)模型及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)一些主要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇。
　　 評(píng)價(jià)了ACF脫附性能，分別采用水洗脫附和負(fù)壓熱空氣脫附方法進(jìn)行了脫附實(shí)驗(yàn)。認(rèn)為負(fù)壓熱空氣脫附具有較好的工業(yè)運(yùn)用價(jià)值。
　　 進(jìn)行了AC