În comparație cu cărbunele activ convențional, fibra de cărbune activ are avantaje evidente în proprietățile fizice și chimice. Ca material de adsorbție nano-poros, fibra de carbon activat are o structură subțire de fibre cu un diametru de aproximativ 20μm și de înaltă rezistență și pot fi prelucrate în diferite forme (cum ar fi pâslă, pânză etc.). Suprafața specifică de până la 2 000 m2/g, suprafața sa este de o sută sau chiar o mie de ori carbon activ, crescând astfel foarte mult capacitatea de adsorbție și catalitică; Deoarece porii săi sunt pori de suprafață la scară nanometrică (<2 nm),="" abundenți="" în="" cantitate="" și="" uniform="" în="" aranjare,="" care="" nu="" numai="" că="" pot="" reduce="" rezistența="" la="" difuzie="" a="" gazului="" în="" procesul="" de="" adsorbție,="" dar="" și="" pot="" regenera="" cu="" ușurință="" fibra="" de="" carbon="" activat.="" în="" procesul="" de="">
Datorită îmbogățirii nano-porilor de pe suprafața fibrei de cărbune activat (efect de sită moleculară), se poate elimina concentrația ultra-scăzută de SO2, ceea ce chiar și procesul curent de desulfurare umedă cu cea mai mare eficiență de desulfurare nu se poate face, nu numai poate fi folosit pentru desulfurarea și denitrizarea gazelor de ardere a centralei electrice, dar poate fi folosit și pentru a îmbunătăți mediul în intersecții aglomerate, parcuri și alte locuri. În plus, procesul de denitrare nu necesită adăugarea de reactanți suplimentari, se poate realiza simultan desulfurarea și denitrarea, economia cuprinzătoare este mai bună decât cărbunele activ. Datorită avantajelor sale de proces simplu, fără poluare secundară și utilizarea resurselor regenerabile, această metodă a devenit un punct fierbinte în cercetarea privind protecția mediului în întreaga lume.
1.Principiul desulfurării fibrei de cărbune activ
Based on the activated carbon fiber has incomparable adsorption performance of conventional activated carbon, it has a broad application prospect for SO2 removal. The reaction principle of continuous removal of SO2 from flue gas by activated carbon fiber is shown in Figure 1. After adsorption on the activated carbon fiber, SO2 is catalyzed to SO3 in the presence of oxygen. SO3 then reacts with water vapor in flue gas to form sulfuric acid, which is eluted by excessive condensation water on activated carbon fiber, thus vacating the adsorption site of SO2 and making SO2 The cycle of adsorption, oxidative hydration and sulfuric acid desorption continues continuously, which can not only avoid the loss and activity decline of carbon materials due to wear or regeneration, but also avoid the frequent regeneration of carbon materials, thus reducing the operation cost.
2.Removal of NOx
NOx este, de asemenea, una dintre principalele substanțe de poluare a aerului. Îndepărtarea NOx din gazele de ardere prin procesul de reducere catalitică selectivă a NH3 (SCR) a fost utilizată pe scară largă, iar catalizatorii utilizați în mod obișnuit sunt oxizii metalici, zeolitul și cărbunele activat. Pentru a asigura o rată ridicată de eliminare a NOx, catalizatorul de oxid de metal și catalizatorul zeolitic trebuie să fie utilizate în intervalul de temperatură de 180 ~ 330℃, temperatura prea mare, NH este oxidat; Temperatura scăzută determină o activitate scăzută a catalizatorului. Dezavantajul procesului SCR este că uneori este necesară reîncălzirea gazelor de ardere. După tratamentul de activare cu acid sulfuric, fibra de cărbune activ pe bază de asfalt realizează reducerea catalitică selectivă a NOx din gazele de ardere. Când conținutul de oxigen din gaz este mai mic de 10%, activitatea de reducere catalitică selectivă a NOx este mult îmbunătățită. I. Mochida et al. a studiat sistematic performanța catalitică a unei serii de fibre de cărbune activ pe bază de asfalt și a constatat că o singură fibră de cărbune activ ar putea reduce NO din gazele de ardere la mai puțin de 10 ml/m3 la temperatura camerei. În același timp, studiul a mai constatat că, după tratamentul de încălzire la temperatură ridicată, fibra de carbon activat are o activitate mai mare.
M. Shirahama et al. loaded urea on activated carbon fiber at room temperature and removed NO in the reducing air, which could reduce NO from 50 to 1 000mL /m3 to nitrogen, and could continue to reduce until urea was completely consumed.
3.Direcția de cercetare a desulfurării fibrei de cărbune activ epuizat
În comparație cu alte metode de desulfurare și denitrificare, desulfurarea și denitrificarea fibrei de carbon activ are avantajele unui proces simplu, fără poluare secundară, utilizarea resurselor regenerabile și are o perspectivă de aplicare foarte largă. Cu toate acestea, există multe cercetări de bază privind mecanismul de reacție, prepararea și modificarea fibrei de cărbune activ și desulfurarea și denitrarea simultană. În plus, în aspectul practic, proiectarea procesului este și conținutul cercetărilor ulterioare. Prin urmare, principalele direcții de cercetare privind desulfurarea și denitrificarea fibrei de cărbune activ în viitor pot fi rezumate după cum urmează:
(1) Mecanismul intern de desulfurare și denitrare a fibrei de carbon activat, în special relația dintre grupele funcționale de suprafață și performanța de desulfurare și denitrificare;
(2) Metoda de modificare a fibrei de carbon activ;
(3) Interacțiunea dintre desulfurarea și denitrificarea fibrei de cărbune activ și optimizarea condițiilor de desulfurare și denitrificare.
