烟气脱硫脱硝活性炭的研究进展（三）木质活性炭

烟气脱硫脱硝活性炭的研究进展（三）木质活性炭

3、孔结构对脱硫脱硝性能的影响

3.1比表面积

有关孔容和比表面积对活性炭的脱硫性能及硫容的影响的研究很多，其影响结果也不尽相同。华康活性炭厂家使用水蒸气在850~950℃下活化制备了一系列比表面积的煤质活性焦，使用含SO22000ppm的模拟烟气，在5000h-1的空速下进行脱硫研究，发现硫容与总比表面积和孔容均没有关联，但是与微孔比表面积呈现良好的相关性，微孔比表面积大的活性焦的硫容也呈现出大值；微孔是发生脱硫反应的主要场所，脱硫后活性焦微孔容积相比原活性焦减少0.0115cm3/g，证明脱硫之后SO2>被氧化成SO3储存在微孔中。在微波再生过程中C与生成的H2SO4反应造成的碳烧失使得比表面积及孔容加大，300W和400W再生功率下循环17次后碳烧失率分别为19%和27.8%(质量分数)，比表面积由524.9m2·g-1上升到721.2 m2·g-1，硫容由70mg·g-1上升到了85mg·g-1。

在较高的进气浓度和较低的吸附温度下，活性炭的微孔比表面积与SO2吸附量的线性相关系数较大，说明在此条件下SO2的吸附量主要受到微孔的影响，而在低进气浓度和较高的吸附温度下，SO2吸附量不仅与微孔相关，还与SO2进气浓度和床层反应温度有关。

3.2孔体积及孔分布 www.zzhkscl.com

活性炭的孔结构与比表面积可以对脱硫脱硝起到一定的影响。在活性炭的吸脱附过程中，中孔作为传质通道，微孔作为储存场所。使用华康椰壳活性炭在30℃下同时吸附H2S(体积分数2%)和SO2(体积分数1%)，空速237.7 h-1，出口的总硫量可以降低至10mg/m3，吸附的气体量折合成单质硫来计算，在此条件下每克活性炭可吸附64.27mg硫单质，研究发现0.5nm左右的微孔是吸附的主要活性位，中孔对深度脱硫并没有太大贡献。

活性炭厂家分别使用椰壳和煤制备了一系列孔隙结构的活性炭，并于1209℃下进行脱硫，整体上看来，孔隙结构发达的样品具有较高硫容，但是硫容与孔容并不呈线性关系，而在500~800m2/g区间内，比表面积与硫容呈一定的线性关系，因此，在活性位的数量相当的情况下，大的比表面积有利于活性位的均匀分布，也增加了反应物的扩散区域，因而更能有效利用作为存储空间的孔容。使用活性炭纤维(ACF)探究了孔分布对活性炭脱硫的影响，发现ACF初始吸附速率与孔径成反比，而总吸附量是由孔径和孔体积共同决定的；高温处理可以加大孔体积，从而提高SO2的吸附量，其中1000℃热处理的ACF表现出了很高的吸附量。

用活化法制备了一系列废茶活性炭，具有大的比表面积(1485m2/g)的样品吸附脱硫性能反而差，微孔孔径增加降低了微孔的吸附势能，不利于活性炭对SO2的吸附，相对而言孔径在0.7nm左右的样品脱硫效果更好。在较高进气浓度和低吸附温度时，活性炭的总孔容与吸附量呈较好的线性关系，吸附温度298K，进气浓度75000mg/m3时，线性相关系数达到最大值0.9578。而进气浓度较低，吸附温度较高时，活性炭孔容的利用率相对较低，总孔容与SO2吸附量的线性相关系数较小。

丰富的孔结构以及强吸附性是活性炭应用于脱硫脱硝的前提，但是总体而言脱除效果与比表面积和孔径并不一定成正比。活性炭对SO2的吸附性能以及对NO的催化性能受到多方因素的综合影响，除去孔结构，活性炭的表面化学性质也起到了重要的作用。