椰殼活性炭排煙脫硫推動環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新突破環(huán)境瓶頸
椰殼活性炭排煙脫硫推動環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新突破環(huán)境瓶頸。
其實煙氣脫硫的方法很多,根據(jù)物理及化學的基本原理,大體上可分為椰殼活性炭吸收法、吸附法、催化法三種。椰殼活性炭吸收法是凈化煙氣中SO2的重要的、應(yīng)用廣泛的方法。吸收法通常是指應(yīng)用液體吸收凈化煙氣中的SO2,因此吸收法煙氣脫硫也稱為濕法煙氣脫硫。其中濕法煙氣脫硫的優(yōu)點是脫硫效率高,一般可達95%以上;單機煙氣處理量大,可與大型鍋爐單元匹配;對煤種的適應(yīng)性好,煙氣脫硫的過程在鍋爐尾部煙道以后,是獨立的島,不會干擾鍋爐的燃燒,不會對鍋爐機組的熱效率、利用率產(chǎn)生任何影響。目前常見的濕法煙氣脫硫有石灰石/石灰—石膏法、鈉洗法、雙堿法及氧化鎂法等。
以椰殼活性炭用于排煙脫硫為例,煙道氣中的二氧化硫首先由子椰殼活性炭的催化作用被氧化,再和水結(jié)合生成硫酸,但與通常的氣相催化反應(yīng)不同,反應(yīng)生成物硫酸集積保持在椰殼活性炭細孔內(nèi)。另一方面,又不顯著影響其催化作用,正因為椰殼活性炭具有這種特性,所以在應(yīng)用時,可以周期性地運轉(zhuǎn)。再如脫除大氣中二氧化硫的空氣凈化用椰殼活性炭過濾器,雖然這種集積速度顯得很小,但卻存在同樣的特性。
我們是利用椰殼活性炭的吸附性或者催化性,大的區(qū)分是前者用作吸附劑,后者用作催化劑。但是深入一步來看,用作催化劑或者催化劑載體時,在任何一層意義上,吸附性都在起著重要作用。一般地說,在用作吸附劑時,很多場合是增加吸附以外的機能才能提高效果。在實際應(yīng)用中,除吸附性、催化性以外,還有物質(zhì)向細孔內(nèi)的積聚穩(wěn)定性和炭本身的反應(yīng)性等具有重要作用的特性。
煙氣脫硫目前有3 種技術(shù)路線:石灰乳中和、高壓電場氧化和椰殼活性炭脫硫,其原理如下:
Ca (OH) 2 + SO2 →CaSO3 + H2 ,
2SO2 + O2 (高壓電場或椰殼活性炭)→2SO3 ,
SO3 + H2O →H2SO4 ,
2H2S + O2 →2S + 2H2O。
以上這三種方法各有利弊,石灰乳中和法具有上馬快、易操作的優(yōu)點,但生成物為亞石膏,二次處理只能摻入做水泥,硫元素沒有很好利用;高壓電場法具有設(shè)備簡單、硫利用好,這是近年來才研究成功的方法,所得稀硫酸加氨水中和生成硫酸銨作為肥料,但硫化氫脫除有一定困難;椰殼活性炭脫硫國內(nèi)外均比較成熟,而且可以脫除SO2 、H2S 和有機硫。國外大型煙氣脫硫(如電廠脫硫) 和國內(nèi)化肥廠的合成氣脫硫大多采用椰殼活性炭脫硫工藝。有研究表明:椰殼活性炭脫硫率與椰殼活性炭表面含氧基團有關(guān),主要與“ = C = O”(烯酮基) 有關(guān)。此外,椰殼活性炭擔載氧化鋁、硫酸錳、水楊酸和胺基可提高煙氣脫硫能力。
另外,在加熱解吸方式的排煙脫硫中,解吸過程是在300℃左右加熱,椰殼活性炭本身的碳與硫酸反應(yīng)生成二氧化硫,二氧化硫進入氣相中。除去臭氧和游離氯也同樣是椰殼活性炭本身作為反應(yīng)物質(zhì)。
椰殼活性炭在環(huán)境科學領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。在水處理方面主要為:上水處理、工業(yè)用水處理、生活污水處理、工業(yè)廢水處理;在氣體污染防治方面主要為:室內(nèi)空氣污染、煙氣脫硫、汽車尾氣處理、防毒面具及濾毒通風裝置。隨著世界范圍內(nèi)工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,近年來環(huán)境污染日益嚴重,而椰殼活性炭在治理環(huán)境污染方面則越來越顯示出誘人的前景。
為了使椰殼活性炭這種神奇的綠色環(huán)保吸附材料能夠更廣泛地應(yīng)用到垃圾焚燒、室內(nèi)空氣凈化、高速公路隧道以及大城市交通過密地區(qū)的空氣治理等新的領(lǐng)域,應(yīng)當在有效降低其成本的同時,針對特定的場合和目的有針對性地進行改性,使其能夠更好地應(yīng)用于環(huán)境治理.為達到這一目標,應(yīng)著重從以下一些方面對椰殼活性炭材料進行改性研究:
(1) 針對特定的應(yīng)用領(lǐng)域及目的,選擇能夠控制炭化產(chǎn)物表面組成的原料,通過合適的活化工藝獲得合適的孔徑分布以及大的比表面積,并使椰殼活性炭材料的形狀、強度及填裝形式和填裝空隙更加容易控制。
(2) 通過活化方法的改進以及恰當?shù)闹鷦挂瑲せ钚蕴坎牧媳砻娴暮豕倌軋F更加豐富且易于控制其表面活性點及周邊構(gòu)造的改性。
(3) 通過觸媒的選擇和擔載方法的改進,使金屬及其氧化物在椰殼活性炭材料表面的分布以及與表面官能團 的協(xié)同作用功能更加合理。
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