Aktivt kul har en højt udviklet porestruktur og et stort specifikt overfladeareal, så det har en stærk adsorption kombineret med overfladen af aktivt kul indeholder flere iltholdige funktionelle grupper, så det er en fremragende adsorbent, katalysator og katalysatorbærer.
1.Princippet om aktiv kuldesulfurisering
Adsorptionen afAktiveretkulstof til SO2 omfatter fysisk adsorption og kemisk adsorption. Når der ikke er vanddamp og ilt i røggassen, forekommer fysisk adsorption hovedsageligt, og adsorptionen er lille. Når røggassen indeholder tilstrækkelig vanddamp og ilt, aktiveres carbon røggas desulfurization er en proces med både kemisk adsorption og fysisk adsorption. Fysisk adsorption opstår først, og derefter katalytisk oxidation af SO2 adsorberet på overfladen af aktivt kul til H2 SO4 i nærværelse af vand og ilt.
2.Aktiveret carbon desulfurisering reaktionsproces i overværelse af H2O
Aktiveret carbon røggas afsvovling er forskellig fra andre røggas afsvovling teknologi. Det er en teknologi baseret på traditionel mikroporøs adsorption teori. Men denne adsorption proces er meget forskellig fra den fælles industrielle adsorption vandrensning teknologi, fordi det indebærer multi-komponent materiale adsorption masseoverførsel, så dens adsorption proces er meget kompleks. I nærvær af vand, i den nærmeste overflade af det aktiverede kulstof, overflade, hul, store pore og mikro hul, alle kan danne vand, damp, SO2, SO2-3, SO2-4, og andre komponenter i den komplekse blanding, tilstedeværelsen af disse molekyler, eller ioner og dens mængde, eller kan fremme forbedringen af udførelsen af adsorption, eller kan aktiveres kul adsorption evne. H2O's deltagelse ændrer grundlæggende SO2's reaktionsmekanisme på kulstofoverfladen, og der er mange hypoteser om reaktionsprocessen. Lizzio, Mochida, Cazorla-Amoros et al. mente, at SO2 og O2 konkurrerer om aktive websteder. Blandt de tre mulige oxidationsreaktioner kan kun følgende formel udføres problemfrit: C -- SO2 +O2 +C -- SO3 +C -- O, det vil sige, at kun gasformigt ilt kan reagere med adsorberet SO2.
Tamura mente, at H2O, SO2 og O2 molekyler kunne absorberes af aktivt kul. Så længe der var en tæt nok afstand mellem dem og en vis rumlig konfiguration, kunne de reagere direkte med hinanden og til sidst generere H2 SO4. I denne teoretiske model er oxidationsligningen C -- SO2 +C -- O C -- SO3 +C.
Zawadzki et al. mente, at H2O's deltagelse ændrede SO2's reaktionsmekanisme på kulstofoverfladen, og oxidationsreaktionen kunne ikke udføres i mangel af H2O. I nærværelse af H2O reagerer de pyranone funktionelle grupper og delocalized π elektroner på overfladen af aktivt kul med H2O-molekyler for at generere H2O2, som kan oxidere H2 SO3 dannet efter SO2 er opløst i vand til H2 SO4.
Vi mener, at i nærvær af vand bestemmes antallet af effektive adsorptionssteder ikke af mængden og antallet af mikroporer, og mikroporfyldningsteorien er ikke egnet til aktiveret kulstofdesulfurisering med vandudløsning, Tamura-mekanisme og Lizzio-teori er ikke egnede til denne teknologi. Zawadzki's teoretiske analyse er en rimelig forklaring. Overfladen af aktivt kul bør følge følgende ligning: SO2 · H2O +H2O2 2H+ -- SO2-4 +H2O.
3.Princippet om kvælstoffjernelse ved aktivt kul
Aktiveret carbon denitrification teknologi kan opdeles i adsorption metode, NH3 selektiv katalytisk reduktion metode og varm kulstof reduktion metode. Adsorptionsmetoden bruger den mikroporøse struktur og funktionelle grupper af aktivt kul til at adsorbere NOx og oxiderer INGEN med lav reaktivitet til NO2 med høj reaktivitet. På mekanismen for aktiveret carbon adsorption NOx, der er stadig store forskelle mellem forskere. NH3 selektiv katalytisk reduktion metode bruger aktivt kulstof til at adsorbere NOx at reducere aktivering energi reaktion mellem NOx og NH3 og forbedre udnyttelsesgraden af NH3. Hot carbon reduktion metode er brugen af kulstof og NOx reaktion ved høj temperatur til at generere CO2 og N2, fordelen er, at der ikke er behov for katalysator, fast kulstof er billig, bred kilde, den varme, der genereres af reaktionen kan genbruges. Kinetiske undersøgelser viser imidlertid, at reaktionen mellem O2 og kulstof er tidligere end mellem NOx og kulstof, så tilstedeværelsen af O2 i røggas øger forbruget af kulstof.
Resultaterne viser, at adsorption af SO2 på aktivt kul er primært kemisk adsorption, og desulfurization effektivitet er mere end 96% med blandingen af høj renhed SO2, luft og vanddamp til at simulere den faktiske industrielle røggas. Blandingen af høj renhed NOx, luft og vanddamp bruges til at simulere den faktiske industrielle røggas, og adsorption af NOx ved aktivt kul omfatter fysisk adsorption og kemisk adsorption. Under forudsætning af ingen SO2-gas i gasstrømmen er kvælstoffjernelseseffektiviteten af aktivt kul højere end 75%, når det aktiverede kulstof når den dynamiske adsorptionsligevægt. En blanding af SO2 med høj renhed, NOx, luft og vanddamp blev brugt til at simulere den faktiske industrielle røggas. Når SO2 og NOx var til stede i gasstrømmen, adsorption kapacitet og adsorption mætning tid af aktivt kulstof steg, mens desulfurization effektivitet, adsorption hastighed og adsorption bånd længde ændret sig lidt. På grund af udskiftningen af NO med SO2, NOx adsorption kapacitet og dynamisk adsorption ligevægt tid af aktivt kulstof falde kraftigt, kvælstof fjernelse effektivitet er meget lav, længden af NOx adsorption band stiger, og adsorption hastighed falder. Hverken SO2 eller NOx optager det aktive adsorptionscenter alene, men sameksisterer i det aktive adsorptionscenter. Aktivt kul adsorpter fortrinsvis SO2 selektivt, og NOx af fysisk adsorption erstattes og løses af SO2. Chemisorbed NOx kan fremme adsorption af aktivt kul på SO2. Samtidig kan SO2 også fremme adsorption af NOx ved aktivt kul.
