活性炭纤维低温脱除模拟烟气中VOCSO2NO的试验研究.pdfVIP

中国工程热物理学会 燃烧学 学术会议论文 论文编号:094233 活性炭纤维低温脱除模拟烟气中 VOC/SO2/NO 的试验研究1 刘子红 邱建荣 张曼娜 刘豪 曾汉才 胡新 （华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074 ） （联系电话：027－8104 E-mail：lzih@ ） 摘 要：活性炭纤维（Activated carbon fibers ，ACF ）具有联合脱除多种污染物的能力。用稀硫酸和氨 水对粘胶基活性炭纤维进行改性，并分析了改性ACF 同时脱除SO2 、NO 、VOC 的机理及它们之间的 相互影响。研究发现改性后ACF 的比表面积和孔径分布无明显的变化，而含氧官能团中的羰基有所增 加，吸附甲苯的能力增强。同时也发现SO2 或者NO 的存在使VOC 的脱除效率降低，VOC 也抑制SO2 和NO 的吸附，但对NO 和SO2 的脱附具有促进作用；而NO 则促进SO2 的吸附，但当VOC 存在时， 促进作用减弱。 关键词：活性炭纤维 改性处理 挥发性有机物 SO2 NO 0 前言 在我国的能源结构中，煤占据着主导地位，约占一次能源的70%左右。煤燃烧产生 的NO 、SO 、重金属、有机污染物等各种污染物严重威胁着生态环境和人类健康。燃 x x 煤排放的挥发性有机物虽然浓度不高，但总量不小[1] [2] 。据推测 ，由于大量气体的产生， 通过燃煤电厂产生的挥发性有机物（Volatile organic compounds, VOCs ）约占人为排放 总量的37%，是挥发性有机物的重要来源之一。 活性焦法有较好的联合脱硫脱硝除汞效率，运行时能耗和水分消耗少，二次污染少， 吸附剂可重复利用。而吸附法同时又是对低浓度低湿度的VOCs较为适用的方法，但目 前尚未有关于活性炭纤维脱除煤燃烧过程中有机污染物的报道。目前已开发的吸附材料 主要有活性焦、活性炭、活性炭纤维等。以往的研究表明，活性炭纤维具有较好的单独 和联合脱硫脱硝的效率。因此研究活性炭纤维联合脱除燃煤烟气中的VOCs 、NOx 、SOx 的效果，并研究各污染物同时吸附时相互影响的规律，具有重要的理论和现实意义。 本文采用稀硫酸和氨水的浸泡的方法对粘胶基活性炭纤维进行了改性，并分析了改 性对VOC脱除的影响，以及改性ACF 同时脱除SO2 、NO 、VOC时它们之间相互的影响。 1 实验 1.1 试剂与材料 燃煤烟气排放的挥发性有机物中，苯系物的含量占了很重要的一部分[3] 。本文选取 典型挥发性有机物甲苯作为VOCs 的代表来进行研究。活性炭纤维从南通苏通碳纤维有 限公司购买。把原始活性炭纤维在鼓风干燥箱中60℃下恒温2 小时，记为ACF-1 。为了 1 国家863 计划资助项目（编号：2006AA05Z304），国家自然科学基金资助项目（编号 同时增加含氧和含氮官能团，增进其同时脱硫脱硝效率，对ACF 进行了改性，具体过 程是：先用5%的硫酸浸泡48 个小时，用蒸馏水反复冲洗后，再用8%的氨水浸泡，用 蒸馏水反复冲洗后，在鼓风干燥箱中60℃恒温烘干，记为ACF-2 。 1.2 测试仪器 有机物的测定用英国离子科学公司的便携式 PID 光离子化 VOC 检测仪，型号为 3 PhoCheck+1000EX ，检测VOC 浓度范围0.01～10,000mg/m 。但由于标定方法不同，此 仪器的读数与气相色谱仪的不一致。此仪器的检测原理是用仪器的高能紫外灯，把样品 气体中有机物分子电离成正负离子，通过电荷传感器检测到并转化成电流信号。另外， SO2 和NO 用Kane 的手持式烟气分析仪检测。 1.3 改性ACF 的表面性质 表 1 是活性炭纤维改性前后比表