试析微波改性活性炭及其脱硫特性研究

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1、四川大学博士学位论文微波改性活性炭及其脱硫特性研究姓名：蒋文举申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：钟本和20030220微波改性活性炭及其脱硫特性研究化学工艺专业研究生蒋丈举指导教师钟本和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：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。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

2、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

3、提高。微波加热使活性炭表面含氧官能团以CO。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，确认微波改位活性炭的脱硫性能有箍著摁高，其作用机理在于鬟渡处毽焉，溪拣嶷袭翟擞嚣澎装菠生了较大豹变强；纯攀基溺发生势辩，碱性特征增强，表颈食氧爨减少，以CO形式释出的含瓴官能团分解后产生的活槛帮位移懿略氮密熬团数鬟漤蕊，啜辩s锡豁装蕊疆纯畿舞诋。遥过赣波耩电趣热改性瀵蛾炭鲍对比研究发现：在微波改性涟性炭的过程中，除了微波热效应之舞，逐存在荫微波豁非热效应，健潘记过稽速率增强、降低

4、反应稀健能簿。簌露捷徽波竣瞧潺犍旋具毒受燕熬糕硫戆力。应用正交安验研究了微波功率、辐照时间、活性炭粒径对微波改性活性泼黢硫蘩袋翡影酾，受示徽渡功率是凌定羧牲活淫疑s巍啜器容霪瓣茭疆鬓索，微波功霉的增加可以加强救性活性炭的s啦吸附能力，辐照时问对活性炭敬性静影响在4～5min肉突出，瀛j琏炭黻径速小，滚住效聚越静。糖s02暖辩容蓬瞧越丈。+对s如动态吸附实验表明，微波芒曼髋灞性凝使脱硫效率提高，s如吸附容量臻丈，穿透辩闼延长。避鞠S侥滚菠越褰，气逮鹣稳，穷透瓣澎越装，s逸吸鬻容蹩越大。脱硫最佳操作濑鹰为60℃一80℃。烟气中0。和水蒸气对改性活做炭碾辩S镜黪产生蓬瑟彩瘸，应寝掭

5、实际漕瑷调繁蒸含蘩。’建立了微波馥性涟性炭麟定寐嗷燃过程的一维数学模型，测定了Nr跨～SO。体系中s0：在微波改性活性炭上等温蔽附酶总传膝系数，由‰帮q／q=的关系隧线可疑，啜辩遘糕藏予多步骤联合控铡。测麓模型模攒了微波改牲溪梭炭麻层上sO：穿逡曲线，模拟计算和实验测定基本一致。寝明提出的模型具有～建靛麓确往，可筷装鼹设诗袋】i芑诗舅露参考。最属，采用微波技术对饱和禽硫活性淡进行了再生实验，结果液明在较低静微波强度下可瑷获褥高浓艨懿s铙气体和西收攀，徽波荐垒对润裰短，在微波功搴>150W，300s疼即霹瓣啜宠全。滔避炭爨越大，栽气流量越小，微波功率越大，越有利于SO。出口浓度

6、莳提高。关键词：微波活性炭改性脱硫StudyOiltheDesulfurizationCharacteristicsofActivatedCarbonModifiedbyMicrowaveChemicalTechnologyPh．D．Candidate：JiangWenjuSupervisor：ZhongBenheFluegasdesulfurization(FGD)byactivatedcarbonisanefficient，widelyappliedrecyclingtechnologythatCannotonlyremovesulfurdioxide(S02)，buta

7、lsorecoverthesulfurresource．Therefore，thepromisingFGDtechnologyhasbeenunderintensiveresearch．TheS02adsorptionandoxidationcapabilityandtheregenerationtechniqueofactivatedcarbonarekeyfactorstothesuccessfulperformanceofthistechnologyandhotresearcharenasinth