改性活性炭脱除低浓度H_2S研究进展

通过对国内外改性活性炭脱除低浓度H_2S研究现状的分析,概述了活性炭相对于其他干法脱硫剂的优势,分析了改性活性炭脱除H_2S的反应机理,简述了活性炭自身的孔结构和表面化学环境对脱硫效果的影响,总结国内外学者运用不同浸渍剂对活性炭进行改性后活性炭的脱硫效果,分析了温度、湿度和O_2/H_2S的比值等操作参数在脱硫过程中的影响,介绍了改性活性炭脱硫后最常用的热再生法,以及活性炭脱除H_2S目前的工业应用并展望改性活性炭的发展前景。     

化学改性活性炭烟气脱硫的研究进展

活性炭因其良好的吸附性能被普遍应用到烟气脱硫中,国内外研究表明,通过对活性炭进行改性能有效地改善其吸附性能。论述了活性炭表面化学改性的烟气脱硫研究情况,从氧化、还原、酸碱、等离子体、金属负载改性研究现状及其应用前景方面开展论述,最后总结了化学改性活性炭烟气脱硫技术的发展趋向及亟须解决的问题。     

活性炭材料脱除烟气中SO_2的机理研究

介绍了活性炭材料的脱硫机理;论述了烟气中O2和H2O在脱硫过程中的作用,O2与炭表面作用形成的C-O中间物可氧化SO2,H2O具有洗脱H2SO4、提供质子及水解作用;活性炭材料表面的碱性对脱硫具有促进作用,炭表面的催化活性位能够有效催化转化SO2。     

Co改性活性炭吸附NO的实验研究

采用Co(NO_3)_2对活性炭进行改性,考察浸渍浓度和吸附温度等条件对活性炭吸附NO性能的影响,并对已吸附NO的0.3 mol·L~(-1)的Co(NO_3)_2改性活性炭进行再生。通过BET、SEM、吸附等温线和FT-IR表征样品的比表面积、颗粒形貌和表面官能团。结果表明,当浸渍溶液浓度为0.3 mol·L~(-1)时,吸附效果最佳,80 min时吸附效率达88.90%。活性炭的吸附效率随着温度升高而降低,用0.3 mol·L~(-1)Co(NO_3)_2改性的活性炭在200℃时的吸附效率大于90%,并可持续50 min。SEM和FT-IR表征结果表明,在Co(NO_3)_2改性的活性炭表面和孔隙生成了Co_3O_4,促进NO催化氧化为NO_2并进行吸附。加热再生后的0.3 mol·L~(-1)Co(NO_3)_2改性活性炭对NO的吸附效率在60 min内仍高于88.90%,再生效果较好,可持续再生利用。     

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。     

硝酸改性活性炭吸附汽油中有机硫

以焦化厂焦油渣为原料制备活性炭,用硝酸对活性炭改性,用于汽油中有机硫脱除的研究。考察了硝酸浓度、浸渍量、活化温度和焙烧温度对脱硫效率的影响。硝酸浓度为40%时,活性炭脱硫效果最佳。硝酸浸渍量和活性炭量之比达到9∶1时,活性炭脱硫效率最高。硝酸活化温度80℃时,活性炭脱硫率有较大改善。活性炭脱硫效率最高,焙烧时间过短和过长,都不利于活性炭脱硫效率的提高。     

改性活性炭吸附脱除柴油中的硫化物

采用氧化剂对椰壳活性炭进行改性,研究了改性活性炭吸附柴油中硫化物性能,利用氮吸附、XRD和Boehm滴定法系统的表征了吸附剂改性前后的变化。结果表明,改性后的活性炭比表面积、孔容有所下降,但是表面酸性官能团有很大的提高;改性后的活性炭表面负载的金属离子主要以Fe3+和Ni2+的形式存在。脱硫实验表明,经0.3 mol/L的硝酸铁和0.2 mol/L的硝酸镍复配浸渍12 h,在300℃干燥6 h后,在500℃的氮气氛围中焙烧3 h,制得的Ni-Fe/HAC的脱硫效果最优,其穿透容量可以达到3.38 mg S/g。静态吸附12 h后,其脱硫率可达58%。     

活性炭纤维脱除有色冶炼烟气中SO_2的性能

有色金属冶炼烟气中SO2浓度高、气量波动大。目前还没有特别有效的处理技术脱除有色金属冶炼烟气中高浓度的SO2。本文采用粘胶基活性炭纤维(ACF)为脱硫剂,对脱除模拟有色冶炼烟气中SO2(0.3%-0.8%)的性能进行了研究,考察了水蒸气含量、床层温度、SO2浓度以及体积空速对ACF脱硫性能的影响。研究结果表明:随着水蒸气含量的增加,ACF脱硫效率逐渐提高,随着反应温度的增加,脱硫效率先增加后减小。当烟气中SO2浓度为0.8%时,在水蒸气含量为33.6%、反应温度为100℃及空速为500h-1时,脱硫效果最佳,平台阶段脱硫效率达41%。降低入口SO2浓度和体积空速可进一步提高ACF脱硫的穿透时间、穿透硫容和平台阶段脱硫效率。     

改性活性炭脱除模拟烟气中气态汞的实验研究

以椰壳活性炭为原料,经硝酸活化再采用NaCl或NaBr溶液化学浸渍改性制备燃煤烟气脱汞吸附剂。通过N_2吸附-脱附(BET),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS)对制备的吸附剂进行表征,并且采用模拟烟气在管道喷射装置内考察汞吸附脱除性能。结果表明:与原始椰壳活性炭相比,经硝酸活化后的椰壳活性炭汞吸附能力得到提高;而采用NaBr改性后的椰壳活性炭脱汞效果最好。在管道喷射实验装置内,经过1 mol/L NaBr改性后的椰壳活性炭,在模拟烟气温度120℃,碳汞质量比8 000,停留时间2 s条件下,脱汞率达到92.7%。改性后的椰壳活性炭是一种具有潜在应用价值的优良脱汞吸附剂。     

改性活性炭吸附芳烃的研究进展

从改性活性炭出发,介绍热处理、微波等物理改性以及氧化、气相还原、酸碱液相处理、金属离子改性等化学改性方法对活性炭的影响。总结活性炭孔道结构、比表面积、化学性质对吸附不同芳烃的影响。结果表明,活性炭的孔道结构、比表面积和表面化学性质共同影响单环芳烃吸附效果;孔道结构和比表面积影响多环芳烃吸附较多,表面化学性质影响相对较少。     

改性活性半焦脱除烟气中SO2的反应动力学

在固定床反应器中，研究用改性活性半焦来脱除烟气中SO₂的动力学问题。考察半焦粒径、反应温度和空速对SO₂转化率的影响，建立了本征动力学方程。反应级数为一级，表观活化能为10.058 kJ·mol^-1，指前因子为69.622 2。     

Kinetics and thermodynamics of the phosphine adsorption on the modified activated carbon

The kinetics and the thermodynamics of phosphine (PH₃) adsorption on the modified activated carbon have been explained for the adsorption process of PH₃. This study investigated the kinetic and thermodynamic properties of PH₃ adsorption on the activated carbon impregnated with 5% HCl solution. The thermodynamic properties including PH₃ adsorption isotherm and adsorption heat were separately investigated at 20°C, 70°C, 90°C. The results showed that the Freundlich-type isotherm equation described the isotherms well. The adsorption capacity increased with increasing temperature between 20°C and 70°C. Between 70°C and 90°C, the adsorption capacity decreased obviously with increasing temperature. The adsorption capacity reached the maximum at 70°C. By analyzing the results of the kinetics and the thermodynamics, we found that the adsorption of PH₃ was dominated by physical adsorption at the lower temperature (20°C). Then with increasing temperature, chemical adsorption gradually dominated in the adsorption process. The adsorption capacity decreased at above 70°C is due to the exothermic effects in the process of adsorption.     

一种改进的LDF模型及其在活性炭吸附中的应用

以固相表面扩散模型为基础,研究了活性炭在不同吸附质浓度下单颗粒的吸附速率与吸附量之间的关系,以及颗粒内浓度分布随时间的变化过程。结合文献对LDF模型的假设,认为吸附初期对吸附剂颗粒内浓度分布做抛物线假设误差较大,吸附初期颗粒表面浓度分布梯度偏低,使得吸附速率降低,并提出了改进后的LDF模型,最后结合固相表面扩散模型和活性炭颗粒吸附SO₂固定床穿透实验曲线进行了验证。结果表明,采用改进后的LDF模型作为推动力方程的穿透曲线模型能够更加准确地描述实验过程。本文的研究结果能够为活性炭吸附过程提供理论依据和模型参考。     

改性蜂窝状活性炭吸附二氧化碳和氮气的热力学

蜂窝状活性炭具有较高的比表面积、多孔道、压降低、吸脱附速率快、不易堵塞等优点,因此被认为是捕集烟道气中CO₂重要吸附材料。选用蜂窝状煤基和椰壳两种活性炭吸附剂,采用磁悬浮热天平分别测定了CO₂和N₂的吸附等温线。采用1 mol·L^-1 K₂CO₃对蜂窝状活性炭材料进行浸渍改性,提高在低二氧化碳分压下的CO₂吸附性能。采用Langmuir、multi-site Langmuir和Virial 3种模型对吸附平衡数据进行拟合,得出热力学参数,为后续吸附工艺优化设计提供基础数据。结果表明在实验范围内3种模型均能对实验测量的等温线进行较好的拟合,Langmuir模型总体拟合效果最好。     

改性活性炭脱硫剂脱硫性能的研究

对煤质活性炭改性,包括加压水热活化、浸渍铜氨络合液,通过正交实验对改性活性炭脱硫剂的脱硫性能进行研究。结果表明,改性活性炭脱硫剂的最佳制备工艺条件为:加压水热活化压力为4.052 MPa,CuO/C为2.5%,煅烧温度为500℃,脱硫温度为25℃。各因素对改性活性炭脱硫活性的影响顺序为加压水热活化>煅烧温度>CuO/C>脱硫温度。     

改性活性炭的烟气脱硫脱硝性能研究

采用浸渍法改性活性炭,低温吸附模拟烧结机烟气中的SO2和NO,研究了质量分数3%的HNO3改性活性炭表面官能团的变化及其吸附烟气中SO2和NO的性能。Boehm滴定结果表明:浸渍时间6 h,干燥温度130℃,干燥时间2 h得到的活性炭碱性基团增加最多,与傅里叶变换红外光谱分析结果相符。改性后的最佳活性炭,前60 s的脱硫率维持在90%以上,脱硝率在前20 s也达90%以上,再生后改性活性炭脱硫脱硝能力基本不变。     

改性活性炭催化过硫酸盐处理甲基橙废水

为获得低成本、高效率的偶氮染料废水处理方法,采用改性活性炭催化过硫酸盐(PS)氧化降解甲基橙染料废水。通过单因素实验分别研究改性活性炭、PS及Fe²⁺浓度对甲基橙降解的影响,降解过程遵循拟一级动力学模型,反应速率常数为0.0757~1.7178 min^-1。采用Box-BehnkenDesign响应面研究各因素及其交互作用对甲基橙降解的影响,各因素贡献排序为:催化剂投加量>PS浓度>Fe²⁺浓度,最佳反应条件:催化剂投加量为0.73 g/L、PS浓度为2.0 mmol/L、Fe²⁺浓度为1.08 mol/L。对改性活性炭催化PS氧化降解甲基橙染料废水的机理进行探究,电子顺磁共振波谱实验表明降解体系中存在羟基自由基和硫酸根自由基,自由基猝灭实验表明改性活性炭表面的羟基自由基在甲基橙降解过程中起重要作用。     

沥青基活性碳纤维动态吸附甲苯的性能

以通用级沥青基碳纤维为原料,采用钴盐催化活化法,通过改变活化剂用量和活化时间制备出不同的活性碳纤维。研究了活性碳纤维的动态吸附甲苯以及再生性能。结果表明,活性碳纤维是一种优秀的甲苯吸附材料,其饱和吸附量受比表面积和孔径及其分布的影响。活性碳纤维对甲苯的动态吸附量达到1250 mg/g。20次吸脱附循环再生后,吸附量仍保持在900 mg/g。