用于燒結煙氣脫硫脫硝的活性炭性質(zhì)。
燒結是一個(gè)在高溫燃燒條件下發(fā)生的復雜物理化學(xué)過(guò)程，所排放的煙氣具有溫度低(一般80~180 ℃)、成分復雜、排放量大等特點(diǎn)，其中SO2排放量占鋼鐵企業(yè)總排放量的60%以上，是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中污染較嚴重的工序之一。因此，燒結煙氣是鋼鐵企業(yè)煙氣治理的重要對象?；钚蕴渴且环N具有多孔結構的碳材料，因其有巨大的比表面積，豐富的孔隙結構，穩定的化學(xué)性能和良好的吸附性能，被廣泛應用于催化、吸附、能源儲備以及醫藥等領(lǐng)域。近年來(lái)，活性炭法煙氣處理技術(shù)由于可同步去除SO2、NOx、二噁英、重金屬、粉塵等物質(zhì)，且能實(shí)現煙氣中SO2可資源化利用而日益受到人們的廣泛關(guān)注。相關(guān)研究表明：活性炭的吸附和催化性能與比表面積、孔隙結構、表面官能團種類(lèi)和數量等密切相關(guān)。為了提高活性炭在煙氣治理中的吸附和催化能力，前人做了大量的活性炭改性研究。但活性炭作為吸附和催化的載體，自身的相關(guān)理化性質(zhì)研究卻鮮有報道。本研究選用市售的3種代表性活性炭：椰殼、果殼和煤質(zhì)活性炭，分別對比表面積、孔隙結構、表面形貌、XRD晶相、組成元素和表面官能團進(jìn)行表征與分析，相關(guān)研究結果可為活性炭的改性研究提供重要的參考依據，對改性方法的評估具有積極的參考意義。
活性炭的吸附特性不僅與比表面積和孔隙結構有關(guān)，與化學(xué)元素組成也有密切關(guān)系。通過(guò)分析活性炭表面的組成元素，對研究活性炭的化學(xué)吸附機理有積極的參考意義。電子探針(EMPA)在研究物質(zhì)表面的元素組成及其分布有獨特的優(yōu)勢，通過(guò)電子探針?lè )治?種活性炭的表面元素及其含量，結果列于表3。由表3可以看出，3種活性炭的主要成分都是碳和氧，其中碳元素都在95%以上，椰殼和果殼活性炭表面的氧元素較少，分別為3.038%和2.224%，煤質(zhì)活性炭的氧元素最高，達到4.364%，這與活性炭的原材料有關(guān)。三種活性炭中都含有數量很小的硫元素和氯元素。相關(guān)研究表明：受原料和制備工藝的影響，活性炭中除了石墨微晶平面層邊緣的碳原子外，在微晶平面層上還存在許多不成對的電子缺陷位，這些缺陷位和碳原子共同構成了活性炭表面的活性位，活性位吸附其他元素(如O、H、S和Cl等)生成穩定的表面絡(luò )合物，形成表面化學(xué)官能團結構。因此，活性炭表面化學(xué)元素的表征在一定程度上，也能說(shuō)明表面有機官能團的數量，3種活性炭的表面官能團主要是含氧官能團(如羧基—COOH)，表面含氧官能團的存在極大提高了活性炭對氮氧化物的化學(xué)吸附能力。果殼活性炭的氧元素含量最低，比表面積也較低，不是一種理想的用于燒結煙氣處理的碳材料，反觀(guān)椰殼和煤質(zhì)活性炭的氧元素含量較高，形成含氧官能團的幾率較大，是用于燒結煙氣治理的可選碳材料。
3種活性炭都是以微孔為主的無(wú)定型碳材料，主要包含碳和氧元素，還包含少量的硫和氯元素，表面都含有與活性炭吸附相關(guān)的含氧官能團，但由于理化性質(zhì)的差異，用于燒結煙氣治理時(shí)的吸附和催化性能也不同。
椰殼活性炭的具有比表面積大、孔道分布均勻、吸附速度快、雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，不但微孔率高，而且還存在一定數量的大孔和中孔作為氣體進(jìn)出的通道，是用于燒結煙氣治理的優(yōu)秀碳材料。
果殼活性炭微觀(guān)表面雜亂，比表面積較小，微孔率僅為59.57%，微孔的數量較少，與吸附和催化性能密切相關(guān)的含氧官能團數量較少，用于燒結煙氣的治理效果不佳。
煤質(zhì)活性炭微觀(guān)表面凹凸不平，比表面積較大，但總孔容較小，微孔率卻達82.76%，使得作為氣體進(jìn)出通道的中孔和大孔數量較少。在負載改性研究中，負載物質(zhì)容易阻塞氣體通道，且不利用活性炭吸附產(chǎn)物的解吸排放，若用于燒結煙氣的治理還需要一定的擴孔手段，增加一定數量的中孔和大孔。
更多關(guān)注：煙氣脫硫脫硝 污泥干化焚燒
更多關(guān)注：煙氣脫硫脫硝 污泥干化焚燒
