活性炭纤维吸附法精细脱除二氧化硫研究

【摘要】： 随着经济与社会的发展，环境保护、劳动保护、人体健康保护对空气环境质量提出了更高的要求，工业生产对工艺气体质量提出了更高的要求，从气体中精细脱除二氧化硫的技术对环境保护及工艺气体的净化有重要作用，日益受到人们的重视。然而，由于传统的精脱硫技术能耗高、脱硫精度差，因而限制了其在工业上的应用。针对此问题，本文采用新型碳材料——活性炭纤维(ACF)作为精脱硫剂，对其在低浓度二氧化硫(＜0.01％)气体中的吸附过程进行了研究。 目前，文献报道的以活性炭纤维作为脱硫剂的研究主要集中在二氧化硫的浓度为0.1％以上，对于二氧化硫的浓度在0.01％以下的气体中脱除二氧化硫气体的研究鲜有报道。本论文在低浓度二氧化硫(＜0.01％)的气体范围内，进行了系统的研究。 1．考察了动态条件下低浓度SO_2气体分析测试方法，结果表明“甲醛——盐酸副玫瑰苯胺比色法”是适合的检测方法，从显色时间、线性范围、检出限和灵敏度都可以达到实验的要求。 2．测试了活性炭纤维的表面物理化学性质，考察其比表面积，孔径分布，表面元素及其结合态，研究其作为精脱硫剂的可能性。 3．对活性炭纤维精脱硫过程进行了研究： ①通过考察活性炭纤维在常温、常压下对低浓度的二氧化硫(＜0.01％)的吸附性能，结果表明二氧化硫气体的浓度越低、床层温度越高、空速越大其吸附容量就越小。 ②得出活性炭纤维在此浓度范围下的传质区的高度为40～60mm，空速对传质区高度的变化影响较大。 ③得到活性炭纤维在此浓度范围下的吸附热为30.IKJ/mol，为其凝聚潜热 的1 .37倍。 ④探讨了活性炭纤维的吸附模式，不同的情况下其吸附模型不同，Langmuir 和DR方程适合不同的浓度下吸附模型。 ⑤对活性炭纤维的传质过程进行了计算和研究，结果表明其扩散过程为内 扩散控制机理，传质系数受到吸附质的浓度变化的影响浓度越高其传质 系数就越大。 4.初步研究了活性炭和活性炭纤维混合装填的精脱硫效果。从压降，脱硫率等 方面综合考虑，当活性炭和活性炭纤维的装填高度的比例为1:2时，其性 价比较高。