龍之源講用于燒結煙氣脫硫脫硝的活性炭理化性質(zhì)。
實(shí)驗：選用市售的3種代表性活性炭，椰殼顆?；钚蕴?AC-1)、果殼顆?；钚蕴?AC-2)和煤質(zhì)顆?；钚蕴?AC-3)，3種活性炭的基本物性參數如表1所列。由表1可以看出3種活性炭的灰分和碘吸附值存在明顯差異，這是由于3種活性炭的原材料和制備工藝不同造成的，其中碘吸附值可以較為直觀(guān)的說(shuō)明3種活性炭的吸附性能差異?；曳质腔钚蕴康臒o(wú)機部分，灰分摻雜在活性炭中易造成二次污染，為了避免常溫下活性炭上吸附其他物質(zhì)和灰分對實(shí)驗的干擾，將活性炭樣品置于去離子水中，在80 ℃水浴條件下振蕩2 h，以除去表面灰塵及雜質(zhì)，水洗后的樣品放入干燥箱，80 ℃條件下干燥12 h，備用。
采用美國Micrometric公司生產(chǎn)的 ASAP 2020 型全自動(dòng)比表面積和孔隙測試儀對活性炭的比表面積、孔容和孔徑進(jìn)行分析；采用 TESCAN VEGA3 型掃描電子顯微鏡表征活性炭的微觀(guān)結構，加速電位為5 kV；采用日本理學(xué)公司生產(chǎn)的 D/Max2200 型 X 射線(xiàn)衍射儀(XRD)分析活性炭的相結構，工作電壓36 kV，Cu靶，Kα射線(xiàn)為射線(xiàn)源，λ=0.154 06 nm，掃描速度 8 (°)/min，衍射角為20°≤2θ≤80°；采用日本 SHIMADZU 公司的 EMPA−1600 型電子探針對活性炭表面元素進(jìn)行分析；采用美國賽默飛世爾公司的 MAGNA−IR550型傅里葉變換紅外光譜儀對活性炭表面官能團進(jìn)行分析檢測。
物理性質(zhì)
BET表征：3種活性炭的氮氣等溫吸附-脫附曲線(xiàn)及孔徑分布，相應的BET 比表面積(SBET)、總孔容(Vtotal)、微孔孔容(Vmicro)以及平均孔徑(D)分析結果列于表2?？梢钥闯觯?種活性炭的吸附-脫附曲線(xiàn)都出現了回滯環(huán)，根據IUPAC的分類(lèi)，都屬于帶H4型回滯環(huán)的IV型吸附−脫附曲線(xiàn)，這說(shuō)明3種活性炭的孔道主要由狹窄的微孔和介孔組成。從孔徑分布可以看出：3種活性炭的孔徑分布主要集中在1~2 nm之間，而3~6 nm的中孔含量較少，幾乎不存在大孔。據相關(guān)報道，活性炭的大多數官能團存在于活性炭的微孔表面，只有少數的官能團存在于外表面，微孔是活性炭脫除燒結煙氣中SO2，NOx等氣體污染物的主要場(chǎng)所，大孔和中孔主要為氣體進(jìn)入微孔的通道。由表2可以看出：果殼、椰殼和煤質(zhì)3種活性炭的比表面積依次增大。椰殼活性炭的微孔孔容和微孔率較高，且有較多的中孔和大孔以供反應物和產(chǎn)物進(jìn)出；果殼活性炭的微孔率最低，僅為59.57%，使得微孔吸附效果不佳；煤質(zhì)活性炭微孔率達到82.76%，中孔和大孔的數量較少，在吸附和催化過(guò)程中反應物難于進(jìn)入微孔，或產(chǎn)物難于從孔隙中釋放出來(lái)從而影響反應速率。3種活性炭的比表面積和孔隙結構差異與其原材料和制備工藝有關(guān)。
表面形貌：圖2所示為3種活性炭的微觀(guān)形貌照片。為椰殼活性炭的微觀(guān)形貌，整體呈蜂巢狀，具有豐富的孔結構，孔與孔之間有著(zhù)明顯的界限且排列整齊，孔壁光滑平整，這樣的孔道結構有利于吸附過(guò)程中的傳質(zhì)，是一種可用于燒結煙氣治理的優(yōu)良活性炭材料；圖2(b)為果殼活性炭的微觀(guān)形貌，可以看出，果殼活性炭表面粗糙，有較多大小不一的顆粒附著(zhù)，只能觀(guān)察到少許孔洞，對于氣體吸附過(guò)程中的傳質(zhì)不利；圖2(c)煤質(zhì)活性炭樣品表面更為粗糙，孔洞數量較多，表面豐富的孔隙結構分布廣且不規則。由于自身發(fā)達的孔隙結構和低廉的制造成本，煤質(zhì)活性炭被廣泛應用于工業(yè)，也是用于燒結煙氣處理的不錯選擇。
物相組成：椰殼、果殼、煤質(zhì)3種活性炭的XRD圖譜如圖3所示，圖譜顯示在2θ為23°~ 25°之間都有一個(gè)衍射峰，對應石墨晶面(002)，峰型彌散較寬，表明3種活性炭是無(wú)定型的，其中果殼活性炭的(002)晶面的衍射峰略微銳化，表明果殼活性炭的石墨微晶趨于規整，但仍以無(wú)定型為主。另外，在XRD圖譜中未發(fā)現其他組分的衍射峰，說(shuō)明3種活性炭的表面較為清潔，無(wú)其它干擾晶態(tài)物質(zhì)。通過(guò)活性炭的XRD表征，分析活性炭作為催化劑基體時(shí)的晶相結構，在用于燒結煙氣處理的活性炭負載改性研究中有著(zhù)重要的參考 意義。
更多關(guān)注：煙氣脫硫脫硝 低氮燃燒
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