二氧化硫是一种具有刺激性气味的气体，对人体有一定的毒性，同时二氧化硫也是形成酸雨的主要原因。火力发电厂、钢铁、有色金属冶炼厂、化工厂、炼油厂、水泥厂等部门排放的尾气中均含有大量的二氧化硫。大量二氧化硫的排放对环境造成了极大的污染，形成的酸雨更是给人类和动植物带来了巨大的灾难。另一方面，混在气体中的低浓度二氧化硫还限制了一些气体资源的回收再利用。因此，脱除气体中的二氧化硫尤其是低浓度的二氧化硫意义十分重大。它不仅可以控制大气污染，还可以实现气体资源的变废为宝并带来巨大的经济效益。用活性炭作为吸附剂则可以有效的脱除气体中的低浓度二氧化硫，而且它还具有成本低、操作简便、脱硫效率高等优点。在此背景下，并结合前人的研究成果，本论文用活性炭作吸附剂，从四个不同的角度对活性炭脱除低浓度的二氧化硫进行了深入的研究，主要研究内容如下： 一、改性活性炭脱除低浓度SO2的研究 分别用Na2CO3、NaHCO3、NaOH、K2CO3等改性试剂通过浸渍的方法对活性炭进行了改性。研究了各种改性活性炭在无氧和含氧两种情况下的脱硫性能。详细考察了浸渍盐的用量、反应的温度、原料气的湿度等因素对脱除SO2的影响。实验研究表明：在无氧和含氧两种情况下，用10﹪(质量比)的Na2CO3改性的活性炭脱硫效果最好，硫容量有了明显的提高(和未改性的活性炭相比)。 二、过渡金属改性活性炭脱除低浓度SO2的研究 通过浸渍的方法把Co2+、Fe3+、Cr3+、Zn2+、Ni2+等过渡金属离子负载到活性炭上。在有氧的条件下研究了过渡金属改性活性炭催化氧化脱除SO2的性能。详细考察了改性离子的种类和含量、反应的温度和原料气的拌生组分等因素对脱硫性能的影响。实验结果表明：用Co2+、Fe3+、Cr3+、Zn2+、Ni2+等过渡金属离子改性的活性炭可以有效的提高活性炭的硫容量。并根据实验结果推测了过渡金属离子在活性炭上催化氧化SO2的反应机理。 三、用改性活性炭脱除含CO2原料气中低浓度SO2的研究 用浸渍的方法分别得到含5﹪Na2CO3、5﹪NaHCO3、5﹪NaOH(质量比)的改性活性炭。研究了改性活性炭在含CO2原料气中的脱硫性能。在有氧条件下考察了改性试剂、反应的温度和原料气的湿度对SO2的脱除影响。分别在常温(25℃)和高温(350℃)下详细考察了原料气中的CO2含量对活性炭脱硫性能的影响。实验表明：常温(25℃)下，二氧化碳的存在对活性炭脱硫有不利的影响；高温(350℃)下，二氧化碳的存在对活性炭脱硫有促进作用。 四、脱低浓度SO2活性炭的再生方法研究 分别用溶剂再生和气体再生的方法对脱低浓度二氧化硫失活后的活性炭进行了再生。通过在固定床反应器上考察再生后活性炭的脱硫性能，研究了两种再生方法下，再生时间、再生温度等因素对活性炭再生效果的影响。实验结果表明：溶剂再生和气体再生都是有效的再生方法。再生后活性炭的比表面积和pH值是衡量再生效果的重要参数。最后，结合实际对工业中的脱硫再生问题进行了探讨。 通过上述四个方面的研究，能够对活性炭脱除气体中二氧化硫的反应机理以及对活性炭脱硫的各种影响因素有了一个更加清楚的认识，从而为工业上有效的提高活性炭的硫容量并实现活性炭的重复使用积累了基础数据。
- 作 者：
- 费小猛
- 学科专业：
- 工业催化
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 大连理工大学
- 导师姓名：
- 张永春
- 学位年度：
- 2006
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
