生物質(zhì)焦吸附脫除煙氣中SO-,2-和NO-,x-的研究.pdf

1、煙氣中所含的二氧化硫和氮氧化物是大氣污染的主要物質(zhì)，如何經(jīng)濟(jì)有效的去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物引起了全世界研究人員的重視。目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了多種的脫硫脫氮方法，而活性炭法由于能夠同時(shí)去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物、吸附劑可以再生等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。但活性炭的市場(chǎng)成本高，難以滿(mǎn)足大規(guī)模使用的需要。尋找價(jià)格低廉而吸附效果好的吸附劑一直為各國(guó)研究人員所努力?；谏镔|(zhì)能有效利用的目的，我們提出了一種將生物質(zhì)能利用與燃煤污染控制相結(jié)合的

2、生物質(zhì)能利用的新方法，在這一方法中生物質(zhì)熱解焦作為吸附劑被用來(lái)脫除煙氣的SO<,2>和NO。本文中我們對(duì)生物質(zhì)焦吸附SO<,2>和NO的性能進(jìn)行了研究。 研究中我們選用了8種生物質(zhì)。為了解熱解條件對(duì)焦樣吸附性能的影響，制焦時(shí)采用了400℃、500℃、600℃、850℃等4個(gè)不同的熱解溫度，快速和慢速兩種熱解速度，和10分鐘、20分鐘、30分鐘等3種不同的熱解保持時(shí)間。為了解生物質(zhì)焦的結(jié)構(gòu)特征，采用掃描電子顯微鏡分析了其表面形態(tài)，

3、采用傅里葉紅外光譜儀分析了其表面化學(xué)組成，采用氮吸附法和壓汞法測(cè)量焦樣的孔隙結(jié)構(gòu)，得到焦樣的比表面積和孔徑分布。為了研究生物質(zhì)焦的吸附效率，搭建了小型的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用生物質(zhì)焦進(jìn)行了分別吸附模擬干煙氣中二氧化硫、一氧化氮和同時(shí)吸附SO<,2>/NO的實(shí)驗(yàn)，用煙氣分析儀記錄模擬煙氣中SO<,2>、NO濃度隨時(shí)間關(guān)系曲線。將生物質(zhì)焦吸附能力與活性炭進(jìn)行了對(duì)比。最后分析了各種因素對(duì)生物質(zhì)焦吸附能力的影響。 掃描電鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生物質(zhì)在制

4、焦后，表面粗糙度提高，比表面積增大，孔隙更加發(fā)達(dá)。生物質(zhì)焦樣的FTIR曲線上主要有二氧化硅SiO<,2>、草酸根、炭酸根、羥基、甲基亞甲基的吸收峰；隨著熱解溫度的升高，焦樣炭化程度提高，表面有機(jī)官能團(tuán)含量減少。 氮吸附法主要測(cè)量中微孔部分的孔隙結(jié)構(gòu)，而壓汞法主要測(cè)量大孔和靠近大孔的部分中孔的孔隙結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氮吸附法測(cè)得焦樣比表面積差別較大，其值在0.1～400m<'2>/g之間，壓汞法測(cè)得焦樣比表面積差別相對(duì)較小，其值分

5、布在10～60m<'2>/g之間。生物質(zhì)焦的微孔主要集中在0.8-1.5nm和1.8-3.5nm范圍內(nèi)；生物質(zhì)焦的中孔和大孔則在10nm-60nm和60-600nm范圍出現(xiàn)兩個(gè)主要的分布峰。熱解溫度對(duì)焦樣的比表面積影響較大，一般來(lái)看，熱解溫度升高焦樣的比表面積增大；保持時(shí)間越長(zhǎng)，焦樣比表面積越大。熱解條件對(duì)微孔范圍內(nèi)的孔徑分布影響較大，對(duì)大孔范圍內(nèi)的孔徑分布影響較小。 吸附實(shí)驗(yàn)表明，生物質(zhì)焦對(duì)二氧化硫和一氧化氮具有一定的吸附能力

6、；生物質(zhì)焦對(duì)二氧化硫的吸附能力比一氧化氮的好；生物質(zhì)焦單獨(dú)吸附一氧化氮時(shí)的效果不好，而當(dāng)煙氣中存在二氧化硫的時(shí)候，生物質(zhì)焦對(duì)NO的吸附能力有所提高。煙氣溫度對(duì)吸附效果有影響，較低的煙氣溫度對(duì)吸附有利，煙氣溫度高于100℃以上時(shí)對(duì)SO<,2>和NO的脫除不利。生物質(zhì)焦的吸附效率不如活性炭。制焦條件對(duì)焦的吸附性能有影響，綜合看來(lái)，最佳的制焦條件為：熱解溫度500℃-600℃、快速加熱、保持時(shí)間10mins。 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析