杨斌武, 蒋文举, 常青[1]2006年在《微波改性活性炭及其脱硫性能研究》文中研究说明对微波改性后活性炭的表面物理结构、化学性质及其脱硫性能的变化进行了研究.SEM图谱表明微波改性后活性炭的表面更加粗糙和不平整,许多闭塞的孔隙打开并向内延伸;BET吸附实验表明微波处理后活性炭的比表面积和总孔容未发生明显的变化;元素分析结果显示改性后活性炭表面N元素含量和表面碱性基团数量增加而O元素含量减少.另外,脱硫实验结果显示改性后活性炭的脱硫性能明显增加,归因于表面化学性质的变化,与其物理结构关系不密切.
蒋文举[2]2003年在《微波改性活性炭及其脱硫特性研究》文中提出活性炭烟气脱硫是一种高效资源化的烟气脱硫工艺，它不但可以消除烟气SO_2的污染，而且还可以回收硫资源，是当前研究开发的重要脱硫方法。活性炭吸附催化氧化SO_2的性能及再生技术是该工艺的关键，一直是国内外科技人员研究的重要课题。本文主要对微波新技术在脱硫活性炭改性和再生中的应用进行了深入研究，以期找到一种经济有效的脱硫活性炭的改性方法和再生技术。 在微波场中考察了微波功率、活性炭量、载气流量等对活性炭升温行为的影响。微波场中活性炭的升温行为可分为快速升温(大约60s左右)和升温缓慢两阶段，大约120s后到达高温平台。该温度主要取决于微波功率，活性炭量只对升达最高温度有影响，对升温速率基本没有影响，载气流速对活性炭的升温影响较小。活性炭在微波场中的升温行为可以用对数式和二次多项式来描述。 通过微波在不同微波功率、作用时间对不同粒径活性炭进行改性，对改性前后活性炭孔隙结构、表面基团、元素组成、微晶结构的变化进行了测试，表明微波处理使活性炭比表面积变化不大，孔容稍有缩小，主要变化发生在中孔范围，孔径分布变化不大，只是向小孔方向发生稍微的移动，活性炭基本微晶增大，石墨化程度提高。微波加热使活性炭表面含氧官能团以CO_x形式分解，微波强度越大，氧含量越少，炭中以吡咯氮形式存在的氮元素含量增加。 通过比较微波改性活性炭前后的吸附脱硫能力，结合它们的表面物理和化学性质的变化分析，确认微波改性活性炭的脱硫性能有显着提高，其作用机理在于微波处理后，活性炭表面微观形貌发生了较大的变化，化学基团发生分解，碱性特征增强，表面含氧量减少，以CO形式释出的含氧官能团分解后产生的活性部位和毗咯氮官能团数量增加，吸附502的表观活化能降低。通过微波和电加热改性活性炭的对比研究发现:在微波改性活性炭的过程中，除了微波热效应之外，还存在有微波的非热效应，使活化过程速率增强、降低反应活化能等，从而使微波改性活性炭具有更高的脱硫能力。 应用正交实验研究了微波功率、辐照时间、活性炭粒径对微波改性活性炭脱硫效果的影响，显示微波功率是决定改性活性炭502吸附容量的关键因素，微波功率的增加可以加强改性活性炭的502吸附能力，辐照时间对活性炭改性的影响在4一smin内突出，活性炭粒径越小，改性效果越好，对50:吸附容量也越大。 对502动态吸附实验表明，微波改性活性炭使脱硫效率提高，502吸附容量增大，穿透时间延长。进口502浓度越高，气速越低，穿透时间越长，502吸附容量越大。脱硫最佳操作温度为60℃一80℃。烟气中02和水蒸气对改性活性炭吸附502的产生重要影响，应根据实际情况调节其含量。 建立了微波改性活性炭固定床吸附过程的一维数学模型，测定了NZ一姚一50，体系中502在微波改性活性炭上等温吸附的总传质系数，由K。和q/qco的关系曲线可知，吸附过程属于多步骤联合控制。利用模型模拟了微波改性活性炭床层上502穿透曲线，模拟计算和实验测定基本一致。表明提出的模型具有一定的准确性，可供装置设计或工艺计算时参考。 最后，采用微波技术对饱和含硫活性炭进行了再生实验，结果表明在较低的微波强度下可以获得高浓度的502气体和回收率，微波再生时间极短，在微波功率>150W，3005内即可解吸完全。活性炭量越大，载气流量越小，微波功率越大，越有利于 502出口浓度的提高。
江霞[3]2003年在《微波改性活性炭的脱硫性能研究》文中指出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。
杨斌武[4]2003年在《微波技术在活性炭烟气脱硫中的应用研究》文中研究说明本文对活性炭在微波场中的升温行为、活性炭的微波改性及其脱硫以及载硫活性炭的微波解吸进行了比较系统的研究。 试验结果显示，活性炭在微波场中的升温速率很快，在试验条件下，180秒后基本达到温度最大值。活性炭在微波场中的升温过程可分为叁个阶段：线性升温期、对数升温期和稳定期。影响活性炭升温过程各因素的重要性依次是：微波功率＞＞加热时间＞载气量＞＞活性炭质量。活性炭的升温速率和温度最大值随微波输入功率增大而增大；随载气量的增大而减小；受活性炭质量的影响极小。 微波改性活性炭的脱硫性能远好于原炭，试验中改性活性炭相对于原炭的吸附容量增加率高达144.3％～288.0％。改性后活性炭表面的孔隙结构没有发生明显的变化；而表面碱性基团数量和N元素含量明显增加。微波改性后活性炭脱硫能力提高的主要原因是炭表面碱性基团数量和N元素含量的增加。 微波解吸过程中SO_2的脱附速率和回收速率都很快，试验中反应570秒就基本解吸完全。微波解吸出口SO_2的体积浓度和质量回收率都很高，试验中最高分别达到25％和99.7％。增加微波功率既有利于获取高浓度的SO_2气体，又有利于提高SO_2的回收率；减小载气量有利于获取高浓度SO_2气体，但不利于SO_2的回收；活性炭质量对SO_2体积浓度和回收率的影响很小。各因素对SO_2回收率的影响程度依次是：解吸时间＞载气量＞微波功率＞活性炭质量。载硫活性炭的微波解吸反应遵从一级动力学模式，脱附速率常数k随微波功率增加呈对数增加，随载气量增加呈指数增加。
江霞, 蒋文举, 朱晓帆[5]2003年在《微波改性活性炭脱硫性能的初步研究》文中进行了进一步梳理在此提出了一种利用微波等离子技术对活性炭进行改性以提高活性炭的SO2 吸附性能的新方法。通过正交实验法 ,探讨了微波功率、辐照时间及样品粒径 3种因素对改性后的活性炭脱硫效果的影响。结果表明 ,微波改性后的活性炭大大提高了对SO2 的吸附能力 ,最高硫吸附量可达 10 9 4mg g ,微波功率和样品粒径是决定改性活性炭硫容量的关键因素 ,并通过元素分析和扫描电镜等手段对其机理进行了讨论
马双忱, 马宵颖, 郭天祥, 赵毅[6]2010年在《微波改性活性炭用于烟气脱硫脱硝的实验研究》文中研究说明在用浓硝酸、氢氧化钾化学改性活性炭的基础上,使用专门设计的微波发生器对活性炭进行热处理,制备了一种高效的活性炭吸附剂用于烟气脱硫脱硝。改性活性炭对模拟烟气的吸附实验表明,活性炭经微波改性后的脱硫吸附量明显提高,氢氧化钾浸泡加微波改性的脱硫效果最好,浓硝酸浸泡加微波改性的活性炭对氮氧化物也有比较好的吸附效果,NO的吸附容量可达到36.8×10-3。扫描电镜(SEM)显示,微波改性后的活性炭微孔充分,有利于污染物的脱除。此外,还对各种改性方法提高活性炭脱硫脱硝性能的机理进行了分析。
张乐忠, 胡家朋, 赵升云, 刘俊劭[7]2009年在《活性炭改性研究新进展》文中研究说明从表面物理结构特性和表面化学性质两方面叙述了国内外在活性炭改性方面的研究进展。表面物理结构特性改性考察了增大比表面积和控制孔径分布,表面化学性质改性主要研究了氧化还原、负载金属离子以及微波改性,探讨了各种改性活性炭的优缺点和改性机理,并展望了其应用前景。
江霞, 蒋文举, 朱晓帆, 金燕[8]2004年在《微波辐照技术在活性炭脱硫中的应用》文中进行了进一步梳理采用微波辐照技术对煤质活性炭进行加热,研究了不同的微波功率、辐照时间和样品粒径等因素对活性炭脱硫性能的影响,找出了合适的处理条件.同时,将改性活性炭和原炭对SO2的吸附和催化性能做了比较,说明了微波辐照活性炭具有比原炭更好的吸附和催化性能.采用氮气吸附仪、pH精密酸度计、XPS、元素分析等测试了改性活性炭和原炭的物理化学性能:活性炭的表面积和孔结构没有显着改变;活性炭的脱硫性能与活性炭的pH值有着一定的关系;具有较低氧含量和较高的氮含量的活性炭具有较好的脱硫活性;CH2 和 CO(烯酮基)官能团含量相对增加有利于SO2的吸附.
方弘, 李洲, 马丹竹, 建伟伟, 贾冯睿[9]2017年在《烟气脱硫活性炭改性方法研究进展》文中研究表明干法脱硫应用较广的吸附剂是活性炭,活性炭具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,对烟气中SO_2有较强的物理吸附能力,但仅靠物理吸附脱硫无法达到环保要求,为了得到更好的吸附效果,就需对活性炭进行改性处理。首先介绍了活性炭的结构特征和脱硫原理,然后对微波辐照法、高温热处理法、氧化法、还原法和负载金属氧化物法改性活性炭的特点、原理及研究现状进行了介绍。随着对烟气脱硫活性炭改性的深入研究,活性炭用于干法烟气脱硫会有非常广阔的发展前景。
王广建, 邴连成, 宋美芹, 韩先正, 刘敦强[10]2010年在《改性活性炭吸附脱除烟气中SO_2的研究进展》文中进行了进一步梳理从研究应用角度出发,阐述了近年来国内外活性炭材料改性在烟气脱硫领域中的研究趋向及应用成果,包括金属离子或金属化合物的修饰、化学浸渍、高温热处理、微波处理和等离子体处理的研究进展;讨论了活性炭脱硫机理及其脱硫动力学,概述了吸硫后活性炭的再生方法,提出了利用改性活性炭进行烟气脱硫应用研究中存在的问题及今后的研究方向。
参考文献：
[1]. 微波改性活性炭及其脱硫性能研究[J]. 杨斌武, 蒋文举, 常青. 兰州交通大学学报. 2006
[2]. 微波改性活性炭及其脱硫特性研究[D]. 蒋文举. 四川大学. 2003
[3]. 微波改性活性炭的脱硫性能研究[D]. 江霞. 四川大学. 2003
[4]. 微波技术在活性炭烟气脱硫中的应用研究[D]. 杨斌武. 四川大学. 2003
[5]. 微波改性活性炭脱硫性能的初步研究[J]. 江霞, 蒋文举, 朱晓帆. 环境工程. 2003
[6]. 微波改性活性炭用于烟气脱硫脱硝的实验研究[J]. 马双忱, 马宵颖, 郭天祥, 赵毅. 燃料化学学报. 2010
[7]. 活性炭改性研究新进展[J]. 张乐忠, 胡家朋, 赵升云, 刘俊劭. 材料导报. 2009
[8]. 微波辐照技术在活性炭脱硫中的应用[J]. 江霞, 蒋文举, 朱晓帆, 金燕. 环境科学学报. 2004
[9]. 烟气脱硫活性炭改性方法研究进展[J]. 方弘, 李洲, 马丹竹, 建伟伟, 贾冯睿. 冶金能源. 2017
[10]. 改性活性炭吸附脱除烟气中SO_2的研究进展[J]. 王广建, 邴连成, 宋美芹, 韩先正, 刘敦强. 工业催化. 2010
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