微波放电对改性活性焦及同时脱硫脱硝的影响

以活性焦为原料,在选用不同浓度的氢氧化钠对活性焦进行改性的基础上,使用微波管式炉对活性焦进行微波放电改性。通过BET和FT-IR对几种改性后活性焦的孔隙结构和表面官能团进行分析,实验结果表明,在微波放电改性过程中,随着NaOH浓度和放电强度的增大,活性焦表面含氧官能团减少,有利于脱除NO和SO_2的官能团增加,孔隙结构向着微孔方向偏移,微波放电改性使得活性焦表面物理化学性质向着有利于脱除的方向发展;微波诱导改性活性焦放电同时脱硫脱硝的实验结果表明,随着放电强度的增大,脱硫脱硝效率增大,平均CO生成量增大,说明微波放电产生的等离子体密度增大时,加快了等离子体与NO和SO_2的碰撞,促进了C-NO/SO_2的还原反应。与脱除前的改性活性焦相比,经微波诱导改性活性焦放电脱硫脱硝后活性焦的比表面积和微孔体积增大,有利于循环脱硫脱硝。     

钙基脱硫剂用于冶炼烟气脱硫的模拟与实验

提出了一种应用钙基脱硫剂脱除冶炼烟道气中高浓度SO_2并回收硫单质的方法。通过热力学模拟多种硫化物与SO_2之间的反应,筛选得出硫化钙(Ca S)适合作为化学链脱硫技术的脱硫剂,它在400~650℃范围内可将SO_2还原为单质硫,生成的固相产物为Ca SO_4而非Ca O。通过固定床反应器内的脱硫实验,发现温度对脱硫率和硫单质回收率影响较大。在400~650℃范围内温度越高,脱硫率和硫单质回收率越大;当温度高于600℃时,脱硫率和硫单质回收率基本相等。提高空速,则会降低脱硫率和硫单质回收率,但两者的差值随空速增大逐渐减小。当烟气中SO2浓度小于1%时,脱硫率维持在99.8%基本不变;SO_2浓度升至3.45%后,平均脱硫率急剧下降至92.1%;SO_2浓度越高,平均脱硫率越低。硫单质回收率随SO_2浓度增大存在一最佳范围。在脱硫反应后期,粒径较大的脱硫剂颗粒脱硫性能较低。SEM照片表明了脱硫剂颗粒随反应温度的升高团聚现象更为明显,XRD表征证明了反应中SO_2气体被还原为升华硫颗粒。     

微波与氧化剂改性活性炭及SO_2吸附实验

采用微波辐照与氧化剂浸泡对椰壳活性炭进行改性研究。通过BET、SEM、FTIR对其表面物理化学性质进行表征。结果表明,微波与氧化改性均能丰富活性炭表面孔隙结构;活性炭改性后表面O—H、C—O、CO等含氧官能团含量增加,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性样品的增加最为明显。脱硫实验结果表明,椰壳活性炭改性后,SO2吸附能力明显提高,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性效果最佳,在60℃、烟气流量0.4 L/min时吸附量为33.31 mg/g;在烟气流量0.4~1 L/min之间,活性炭的吸附量随烟气流量的增加而减少;在60~120℃,随着温度升高,活性炭的初始吸附速率和吸附量均减小。     

微波与氧化剂改性活性炭及SO_2吸附实验

采用微波辐照与氧化剂浸泡对椰壳活性炭进行改性研究。通过BET、SEM、FTIR对其表面物理化学性质进行表征。结果表明,微波与氧化改性均能丰富活性炭表面孔隙结构;活性炭改性后表面O—H、C—O、CO等含氧官能团含量增加,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性样品的增加最为明显。脱硫实验结果表明,椰壳活性炭改性后,SO2吸附能力明显提高,微波与K2Cr2O7浸泡共同改性效果最佳,在60℃、烟气流量0.4 L/min时吸附量为33.31 mg/g;在烟气流量0.4¹ L/min之间,活性炭的吸附量随烟气流量的增加而减少;在601 L/min之间,活性炭的吸附量随烟气流量的增加而减少;在60¹20℃,随着温度升高,活性炭的初始吸附速率和吸附量均减小。     

循环流化床煤热解半焦制备脱硫用活性焦

以循环流化床煤热解半焦和煤焦油为原料,通过CO_2活化法制备成型活性焦,通过等体积浸渍法负载不同比例的V_2O_5,Cr_2O_3和Fe_2(SO_4)_3,按国标测定样品耐磨耐压强度,采用N_2吸附法对样品孔结构进行表征,采用固定床实验系统对样品脱硫性能进行测试.结果表明,适宜的成型工艺为煤焦油比例30%,炭化温度600℃,炭化时间60 min;适宜的活化工艺为CO_2流量15 mL/(min×g),活化温度950℃,活化时间80 min.样品脱硫量与比表面积、微孔孔容和总孔容呈较明显的正相关关系.负载V_2O_5的样品脱硫性能明显提升,V_2O_5最佳负载量为1%,负载Cr_2O_3和Fe_2(SO_4)_3的样品脱硫性能未提升.样品用于烟气脱硫时适宜的空速为1500 h~(-1),此空速下维持90%以上脱硫率的时间超过4 h.     

信息拾零

日前,由华中科技大学承担的“脉冲等离子体还原脱硫技术研究”在武汉通过了科技成果鉴定。该技术综合了催化还原脱硫和脉冲还原脱硫的技术特点,先利用还原剂在催化剂和合适的反应条件下将SO_2还原为单质S,残余的少量SO_2再经脉冲放电等离子体技术处理,     

莲杆基活性炭吸附二氧化硫性能研究

以莲杆为前驱体制备了莲杆基活性炭,并研究了其对SO_2的吸附性能,结果表明,碳化温度对莲杆基活性炭的比表面积、孔体积和平衡吸附量有较大影响。碳化温度为400℃时,得到的活性炭的比表面积最大,平衡吸附量为27.76mg·g~(-1),且随碳化温度的升高,孔体积有明显增大的趋势。较高的温度有利于SO_2被吸附,最佳空速为1500h~(-1)。较高的解吸温度有利于得到中高浓度的SO_2。     

煤基活性炭轻度氧化改性的研究

采用不同浓度的HNO3和H2O2-H2SO4体系对煤基活性炭进行了氧化改性的实验研究,并对改性前后的活性炭进行Beohm’s滴定、FT IR分析、BET比表面积和孔容测量、XRD衍射表征。实验结果表明,利用低浓度HNO3和H2O2-H2SO4进行轻度氧化处理时活性炭比表面积及孔容增加,说明有氧化腐蚀打通封闭的细小微孔;Beohm’s滴定发现氧化改性后活性炭表面含氧基团成倍增加并由红外图谱得以证实,且H2O2-H2SO4效果优于HNO3;XRD衍射表明,氧化后的活性炭层间距减小,石墨化微晶增加;此外利用正交实验确定了氧化改性的最佳条件。     

利用标准等温线分析活性炭的完全孔分布

利用我们从标准等温线性质发展的孔分布计算两个新方法——完全无模型孔分布计算法和改进的微孔分析法对有代表性的九个活性炭样品进行了完全孔分布分析.用吸附仪测量样品的低温氮吸附等温线,用Pickett方程关联了这些吸附等温线,发现n值在1.1—1.4之间.因常数C值在100—300之间,选用标准等温线n_2作为完全孔分布分析的依据.获得了总表面积、微孔的表面积和体积、非微孔的表面积和体积以及平均微孔水力半径等主要孔结构参数,并获得了所有样品的完全孔分布.两个比值SR和VR在0.9—1.1之间,结果是令人满意的.分析结果指出,DX-09-1-1,7S及J三个样品基本上全是微孔,而其余的炭毡及BPL炭样品都有相当数量的非微孔.这些结果说明,利用标准等温线进行活性炭样品的完全孔分布分析是实用的.     

低浓度氰化氢在浸渍活性炭上的吸附净化研究

采用浸渍法改性活性炭吸附脱除低浓度氰化氢(HCN),研究了NaOH与磺化酞菁钴(CoPcS)混合浸渍改性活性炭净化HCN的性能。研究表明:改性炭在制备过程中适当增加NaOH的浓度有利于提高其吸附HCN的能力,当NaOH浸渍液浓度为10%时,CoPcS/NaOH配比0.15mg·g-1、焙烧温度350℃为最佳制备条件;吸附反应阶段较适宜的体积空速为923h-1、氧体积分数2%、吸附温度为90℃。N2吸附表征了活性炭的比表面积和孔结构性质,与原活性炭相比,CoPcS与NaOH混合浸渍改性活性炭的比表面积和孔体积有所降低,但对HCN的吸附能力却显著提高,说明HCN与浸渍剂在活性炭表面发生了化学反应;孔径分布说明HCN在改性炭的中孔或大孔上参与化学吸附造成微孔扩充,而不是微孔填充和覆盖。     

冶炼烟气干法脱硫过程中CaS与SO_2反应的实验及机理研究

将硫化钙和石英砂机械混合作为脱硫剂,在石英固定床反应器中考查了反应温度、空速、脱硫剂颗粒粒径、有无氧气存在和循环次数对脱硫剂脱除冶炼烟气中SO_2气体性能的影响。较高反应温度、较低烟气空速和较小颗粒粒径均可提高脱硫剂的脱硫率。温度500℃、空速250 h~(-1)条件下,脱硫率在100 min内均保持在96.4%以上。脱硫剂在无氧和有氧条件下循环实验中表现出的脱硫活性均较为稳定。随循环次数的增加,脱硫剂颗粒的比表面积和吸附量缓慢减小,分别从反应前的32.2 m~2×g~(-1)和21.6 cm~3×g~(-1)降至10次循环后的26.5 m~2×g~(-1)和16.2 m~3×g~(-1),而颗粒平均粒径逐渐增加。基于Gaussian 09程序,采用密度泛函理论(DFT)对Ca S与SO_2反应脱硫的微观机理进行了研究,在B3LYP/6-311G+(d,p)水平上优化得到反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,对各驻点进行了单点能计算。中间体IM4到产物P(Ca SO_4+S_2)的过程被推测为反应的速率控制步骤。     

活性炭改性及其对SO_2的吸附动力学与吸附平衡研究

在微波改性基础上,分别用KMnO_4、K_2Cr_2O_7和H_2O_2对椰壳活性炭进行氧化改性,采用BET和FTIR分析其表面物理化学性质,进行了吸附实验和吸附模型的研究。结果表明,活性炭改性后,微孔容积减小,平均孔径增大,含氧官能团含量增加;对SO_2的吸附动力学可通过粒内扩散和Bangham动力学模型较好的描述;微波分别与KMnO_4,K_2Cr_2O_7改性样品的吸附平衡能被Freundlich等温吸附模型较好的预测,而Langmuir等温吸附模型能准确预测微波与H_2O_2改性样品的吸附平衡,各样品Freundlich拟合常数n1,故易于吸附SO_2。实验表明,活性炭改性有助于提高其对SO_2的吸附能力。     

活性炭改性及其对SO_2的吸附动力学与吸附平衡研究

在微波改性基础上,分别用KMnO_4、K_2Cr_2O_7和H_2O_2对椰壳活性炭进行氧化改性,采用BET和FTIR分析其表面物理化学性质,进行了吸附实验和吸附模型的研究。结果表明,活性炭改性后,微孔容积减小,平均孔径增大,含氧官能团含量增加;对SO_2的吸附动力学可通过粒内扩散和Bangham动力学模型较好的描述;微波分别与KMnO_4,K_2Cr_2O_7改性样品的吸附平衡能被Freundlich等温吸附模型较好的预测,而Langmuir等温吸附模型能准确预测微波与H_2O_2改性样品的吸附平衡,各样品Freundlich拟合常数n>1,故易于吸附SO_2。实验表明,活性炭改性有助于提高其对SO_2的吸附能力。     

机械力预处理磷酸法与传统磷酸法制备活性炭

以速生材红麻秆芯为原料,磷酸为活化剂,采用传统磷酸活化法和机械力预处理磷酸活化法制备红麻秆基活性炭。考察了不同活化时间下2种制备方法对红麻秆基活性炭得率和吸附性能的影响,并借助比表面积分析仪、红外光谱仪表征了活性炭的孔结构及表面官能团特征。结果表明：相比于传统磷酸活化法,机械力作用能使磷酸渗入到原料里层,提高活化效率,使活性炭具有更高的得率、吸附性能、BET比表面积和孔容。在活化时间90 min下,机械力预处理磷酸活化法制得的活性炭得率为50.24%,碘吸附值为1 024 mg/g,亚甲基蓝吸附值为275 mg/g,BET比表面积为1 625.42 m²/g,总孔容为0.762 cm³/g。由孔径分析可知,2种方法制备的活性炭均以微孔为主,并含有一定数量的中孔。由红外光谱分析可知,机械力预处理不会破坏炭化物的基本结构,2种方法制备的活性炭表面均含有—OH、C—O和C＝O等含氧官能团。     

煤炭微波脱硫前后硫形态的变化规律

结合XPS和FTIR分析微波联合不同浸提剂脱硫前后,煤中硫的赋存形态和变化规律.结果表明,新峪精煤中硫主要以噻吩、R—O—S —S—R'和无机硫的形式存在;微波联合HAc+H2O2的脱硫率明显高于微波联合NaOH的脱硫率.经微波联合HAc+ H2O2处理后,煤中噻吩和R O—S—S R '显著降低,并新生成了二苯氧硫和硫酸铁.经微波联合NaOH处理后,噻吩和R—O—S—S R '含量有所降低,而硫酸铁和无机硫含量有所升高.同时对脱硫机理进行了探讨.     

聚丙烯微孔材料的制备

采用聚丙烯(PP)、硅胶颗粒为基料,以活性炭为微孔剂,经熔融挤出成型制备PP微孔材料。利用光学显微镜观察微孔材料的结构,并用孔径及比表面积测定仪测定微孔材料的微孔参数。着重考察了活性炭用量对微孔材料的结构、比表面积、平均孔径、密度及压缩强度的影响。结果表明:加入活性炭可降低PP对硅胶颗粒的包覆程度。微孔材料的比表面积随活性炭用量的增加而增大,平均孔径随活性炭用量的增加而减小。活性炭质量分数小于20%时,微孔材料的密度和压缩强度都随活性炭用量的增加而增大。     

活性炭孔结构和表面官能团对吸附甲醛性能影响

通过对不同比表面积和孔结构的活性炭进行甲醛吸附的研究，以重量法精确测量活性炭对甲醛气体的饱和吸附量，比较各种活性炭和改性活性炭的吸附效果。实验表明，活性炭对甲醛分子的吸附与其孔结构和表面官能团密切相关，微孔比表面积大吸附效果明显，中孔比表面积大达到吸附平衡的时间短。此外，通过对活性炭浸渍改性的研究表明，强氧化性的HNO，和H202处理的样品均有利于对甲醛分子的吸附，而氨基改性过的样品吸附效果减弱，主要原因是HNO3改性增加了活性炭表面的C=O、O-C=O等含氧官能团的量，从而改善了对甲醛的吸附效果。     

γ-Al2O3膜改性污泥活性炭的制备及其脱硫性能

用溶胶-凝胶法制得γ-Al2O3膜改性污泥炭.用扫描电镜、红外光谱、BET(Brunauer-Emett-Teller)分析了改性污泥活性炭的表面结构、羟基种类和孔结构.结果表明:与污泥活性炭相比,改性污泥活性炭孔径均匀,孔径明显减小,γ-Al2O3膜与污泥活性炭结合良好;改性污泥活性炭的脱硫率显著地提高,最佳值达到87.48%.这主要是由于改性污泥活性炭后,一方面,其表面羧酸的游离-OH向稳定态转化,减弱了表面酸性,利于酸性气体SO2吸附;另一方面,γ-Al2O3膜附于污泥活性炭内壁,缩小孔径,同时也将膜微孔结构复合于污泥活性炭的孔结构中,增加了微孔和小孔的数量,增大比表面积和总孔容,利于SO2气体的吸附.     

几种酯类溶剂对SO_2的吸收机理

建立了一种用于评价有机溶剂对SO_2吸收能力优劣的实验方法,并测定了四种酯类溶剂(包括磷酸三乙酯(TEP)、乙酸乙酯(EAC)、碳酸丙烯酯(PC)及乙酸丁酯(BA))对SO_2的吸收性能。结果表明:四种酯类溶剂对SO_2均有较好的吸收能力,吸收能力由大到小依次为TEP,EAC,PC,BA;通过光谱分析可知,酯类溶剂中的—P=O或者—C=O上的O原子吸引SO_2分子上的S原子的孤对电子,并发生p-π共轭,这是SO_2得以被吸收的主要原因。然而,对于乙酸丁酯而言,由于其较长的丁基侧链的空间位阻效应,使得SO_2的吸收量较低,SO_2在乙酸丁酯中主要是以游离状态存在,即乙酸丁酯对SO_2的吸收主要靠的是SO_2物理溶解。     

铁水脱硫渣-生物质活性炭的烟气脱硫性能研究

以农业废弃物核桃壳为原料,以及炼钢副产品铁水脱硫渣作为添加剂,采用共混法制备铁水脱硫渣-生物质活性炭。采用固定床反应器对铁水脱硫渣-生物质活性炭进行脱硫实验,考察入口SO2含量、床层温度、水蒸气含量、空速和氧气含量等工艺参数对其脱硫性能的影响。结果表明,随着入口SO2含量和空速的增加,铁水脱硫渣-生物质活性炭的穿透硫容和脱硫穿透时间均减小,床层温度是显著因素,水蒸气和氧气有利于铁水脱硫渣-生物质活性炭的化学吸附,铁水脱硫渣-生物质活性炭的脱硫最优工艺参数：即入口SO2含量、空速、床层温度、水蒸气含量和氧气含量分别为0.25%、750 h-1、85℃、9%和12%,其穿透硫容为274.1 mg/g和脱硫穿透时间为31 h。