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PAN-ACF脱硫脱硝的试验研究

岑泽文  
【摘要】:我国的火电站以燃煤为主,燃煤排放的SO_2和NO_X在大气中形成的酸雨对环境造成严重的破坏,因而控制烟气中SO_2和NO_X的排放量成为一项迫切要求。 本文以PAN-ACF(聚丙烯腈活性炭纤维)脱除烟气中的SO_2和NO为研究对象,系统研究了PAN-ACF表面物理和化学特性以及模拟烟气中SO_2和NO的浓度、W/Q、温度、O_2、H_2O等因素对脱除效果的影响,试验了在不同条件下催化处理的PAN-ACF对SO_2和NO脱除效果的影响、模拟烟气中SO_2和NO的同时存在对脱除效果的影响,同时分析了SO_2在ACF上的氧化反应机理及吸附动力学,提出了固定床吸附模型,分析了NO在ACF上的氧化反应机理,建立了平衡反应速率方程。 本文采用了两种方法对PAN-ACF进行催化处理,并通过对试样进行比表面结构分析和XPS测试表明,催化处理后的试样,其比表面结构和官能团种类和数量发生改变。先经过硫酸浸泡干燥后再用氨水浸泡处理的试样,比表面积变小,孔容和孔径变大,引入了含氧和含氮官能团,通过试验证明,含氮官能团对SO_2和NO的吸附起促进作用。 试验发现,W/Q值越大,穿透时间越短,脱除效率越高。温度的升高不利于PAN-ACF的脱除效果。O_2体积百分比浓度的提高,促进了PAN-ACF的吸附氧化能力,达到5%时提升能力不明显。对于单独脱除SO_2而言,H_2O体积百分比浓度的提高,PAN-ACF的脱除效率经历先升后降的过程,达到8%的时候比较理想。对于单独脱除NO来说,H_2O体积百分比浓度的提高不利于其脱除效果。 PAN-ACF同时脱除SO_2和NO时,SO_2的存在阻碍PAN-ACF对NO吸附氧化的同时,NO又反过来促进了PAN-ACF对SO_2的脱除效果。在该吸附反应过程中产生中间产物[(NO_2)(SO_3)]~*,它促使SO_2的氧化,进一步提高了SO_2的转化效率;但是另一方面,SO_2的存在,把这种中间产物的其中一部分还原成NO,从而降低了NO的转化效率。


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