竹基活性炭的制备及其脱除烟气中SO2性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:reno1126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国竹材资源丰富,面积约占世界竹林总面积的1/5,竹材具有生长周期短、产量高及成材快优点,其经炭化活化后可形成微孔结构发达、机械强度较高的活性碳质材料,具有良好的吸附、催化及耐磨性能,可有效脱除烟气中的SO2,与煤质活性焦、活性炭纤维相比,竹基活性炭是一种低碳可再生的资源,因此竹炭或竹基活性炭用于脱除烟道气中SO2的研究应该得到人们的重视。本文以湖南楠竹为原料,以水蒸汽和氨水为活化剂,研究了炭化-活化条件对竹基活性炭的孔结构、表面化学性质及其脱硫性能的影响,考察了竹基活性炭粒度、烟气组分、空速及脱硫温度对胺化竹基活性炭脱硫性能的影响,并对其烟气脱硫动力学进行了初步探讨,研究结果表明:1、水蒸汽活化制备竹基活性炭的收率随着炭化终温的升高,其变化趋势不明显,表面碱性官能团的含量呈现先增大后减小的趋势,硫容与碱性官能团含量变化的趋势类似;炭化恒温时间对竹基活性炭的影响,与炭化终温类似;竹基活性炭的收率随着活化温度的增加而逐渐减小,表面碱性官能团含量呈先增大后减小的趋势,硫容呈先增加后减小的趋势,竹基活性炭的收率随着活化时间的延长而逐渐减小,表面碱性官能团含量和硫容逐渐增大;竹基活性炭的收率随着活化剂流量的增加而减小,表面碱性官能团含量和硫容逐渐增大。2、竹炭的比表面积较小,脱硫性能差,而经水蒸汽和氨水活化制备竹基活性炭的比表面积有大幅度的增加,两种活化方法所形成的孔结构类似,所制备竹基活性炭表面的碳含量没有明显差异,而氧和氮含量分别有明显的减小和增加趋势;竹材经炭化后,纤维素所形成的XRD衍射峰变弱,类石墨结构的衍射峰出现,同时其表面的化学结构发生剧烈变化,大量官能团消失,仅保留1125cm-1 231]cm-1、2924cm-1和3430cm-1等波长的峰,经水蒸汽和氨水活化后类(002)和(10)峰的强度变弱,5种波长的红外峰均有一定程度上增强,并形成波长为1630cm-1的新峰;水蒸汽活化与氨水活化制备竹基活性炭表面均有相同种类的含碳、含氧官能团,而后者的XPS图谱显示两种N1s信号峰398.3~398.9eV以类吡啶为代表的N-6基团和400.2-400.8 eV以类吡咯及胺类为代表的N-5基团,-COOH与NH3结合形成铵盐,铵盐在加热情况下脱水形成羧基酰胺和腈类基团,-OH与NH3结合,形成胺类基团,NH3在高温条件下形成H·、NH2·及NH·等自由基,-NH-结构易取代氧杂蒽中类醚基氧,脱水后于碳层边缘形成类吡啶,或吖啶基团;在吸附SO2前后竹基活性炭表面含氮基团时,XPS显示引入的N-6(398.3~398.9eV)基团具有催化脱硫活性,吸附SO2后样品BAC4a表面出现一种高含量的含氮基团N-Q(质子化的类吡啶氮、铵盐)401~401.6eV,热再生后样品BAC4b表面的N-6相对含量增加,N-5、N-Q相对含量减小;吸脱附S02后样品BAC-a、b和BAC4a、4bXPS谱图表明,BAC4对SO2催化氧化作用强于BAC,BAC4a中的SO2脱附易于BAC-a。3、炭化和活化条件对于收率、硫容、比表面积、孔容和孔径影响的优选方案分别为:D2C1B2A1、D3C1A3B1、D3A3C2B2、D3C3A2B3和D2A2C1B3,炭化终温和炭化恒温时间对胺化竹基活性炭的收率、硫容和孔容的影响较小,对比表面积和孔径有一定的影响,而活化时间和活化温度对竹基活性炭的综合性能影响较大;竹基活性炭收率随氨水浓度、活化温度增加分别呈增大和减小的趋势,比表面积分别呈先减小后增大和先增大后减小的趋势,而孔容积则呈减小和增大的趋势,活化时间的影响与活化温度的影响类似;对于氨水活化制备用于脱除烟道气中SO2的竹基活性炭,氨水浓度存在一个最佳区间8.48%~14.53%,活化温度存在一个最佳的区间850℃~900℃,活化时间存在最佳的区间120min~150min。4、对于胺化竹基活性炭的脱硫性能,脱硫条件存在最佳范围为温度90℃~100℃、O2和H2O浓度均为8%~12%,在消除内外扩散影响的条件下,建立了 70℃~100℃温度对竹基活性炭脱硫动力学方程r = 63.434exp(-21148.07/RT)cSO2,通过适应性检验,此模型对于70℃~80℃范围的适应性较90℃~100℃范围内的适应性显著。
其他文献
目前我国中央所进行的渐进决策也正好能够迎合我国国情的发展需要,使得我国的政治体制改革不断地深入人心,而渐进改革如何能够使我国的经济,政治,文化达到更好的水平,这就值
欧洲的中世纪大学和中国宋代的书院,它们都是当时特定社会背景下的产物,是东西方高等教育史上两颗璀璨的明珠,对东西方文化教育的发展都起过积极的作用。它们在教学内容、教
生命美学奠基于"万物一体仁爱"的生命哲学,是情本境界生命论的美学。其基本内涵可以概括为"生命视界""情感为本""境界取向",是转而从本体对主体的意义的角度去探讨本体,以"成人之美"提升生命境界为主旨。它"以人人为本","以所有人为本"。它所谓的"生命",强调的是生命中的高光时刻,是"生命比生命更多"和"生命超越生命",因此不是"无人美学",而是"有人美学"。
<正>2004年,我还在学校学习期间,大多数同学选择利用课余时间做兼职来补充零用钱,正巧这时我从媒体上看到了兼职收入排行榜上有婚礼司仪这个职业,我心动了。2004年正是上海婚
高科技中小型企业是我国企业的重要组成部分,对我国经济社会发展起着至关重要的作用。而对高科技中小型企业的生存、发展、繁荣都发挥着重要作用的培训与开发被视为21世纪企
"龙和熊一起游泳""谁在波罗的海需要五星红旗?""俄中军事合作吓着华盛顿"……随着中俄"海上联合-2017"联合军事演习7月21~28日在波罗的海举行,由俄罗斯主办、中国承办的"国际
报纸
随着国家产业结构大调整,在畜牧业的快速发展使农民养殖收入大幅增加,但同时也暴露出不少问题,比如牲畜粪便排放和污水排放的问题,本文就畜牧业发展规划过程中牲畜粪便污染和
自今年8月初,辽宁、河南、江苏、浙江等20个省份48个市(区、盟)发生非洲猪瘟疫情,给畜牧业带来了巨大损失。各地实验室通过病原学实验对疫情进行排查和监测,RT-PCR实验量大大