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《四川大学》 2003年
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微波改性活性炭的脱硫性能研究

江霞  
【摘要】: 活性炭烟气脱硫是一种高效资源化的烟气脱硫工艺,它将SO_2污染控制和硫资源回收利用结合起来,是当前研究开发的重要脱硫方法。本文提出了一种利用微波加热技术对活性炭进行改性以提高活性炭的SO_2吸附催化性能的新方法,首先将微波改性活性炭(WAC)和原炭的SO_2吸附性能进行了对比,然后进行了WAC的动态吸附实验,同时采用氮气吸附仪、X-ray分析仪、扫描电子显微镜、光电子能谱仪等测试了WAC和原炭的表面物理化学性能,分析了微波处理对WAC脱硫性能的影响机理。 活性炭在微波场中变化的程度直接和微波输入的能量有关,其升温行为主要取决于微波功率,微波功率越高,能量越大,活性炭升温越高;而活性炭质量和载气流量的影响并不明显。随着微波功率的升高,辐照时间的延长,活性炭质量的减少和载气流量的降低,活性炭的质量损耗率增加。 吸附正交实验结果表明:微波处理大大提高了WAC的吸附能力,对WAC的碘值影响最大的是微波功率,其次是辐照时间,最后是颗粒粒径;而对其硫吸附量影响最大的是微波功率,其次是颗粒粒径,最后是辐照时间。最优的改性条件是微波功率为680W,辐照时间为3min,粒径为0.5—1.0mm,所得的WAC的硫吸附量为109.4mg/g。在一定范围内,微波功率越高、辐照时间越长,样品粒径越小,WAC的吸附性能越好。 SO_2动态吸附实验结果表明:无论在何种体系中,WAC的脱硫性能均优于原炭的;在“SO_2-N_2-O_2”体系下,WAC的脱硫效率随进口SO_2浓度和空速的升高而下降,随反应温度的升高和H_2O蒸气的加入而增大;在“0.12%SO_2-N_2”体系下,经微波功率为340W、辐照时间为1min处理后的粒径为0.5-1.0mm的WAC的吸 附活化能为一13.358KJ/mol。再生后的WAC脱硫效率下降不明显,再生四次的 WAC仍然具有比原炭更高的脱硫活性。 微波对改性活性炭脱硫性能的影响机理在于微波处理后,表面微观形貌发 生了较大的变化,许多闭塞的孔隙被打开,表面含氧酸性基团发生分解,表面 含氧量减少,碱性特征增强,pH值升高,含氮量升高,吸附502的表面活性位 增多,吸附502的表观活化能降低。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X701.3

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