El carboni activat té una estructura de porus altament desenvolupada i una enorme superfície específica, de manera que té una forta adsorció, juntament amb la superfície de carboni activat, conté múltiples grups funcionals que contenen oxigen, de manera que és un excel·lent adsorbent, catalitzador i portador de catalitzadors.
1.Principi de dessulfuració activada de carboni
L'adsorció deActivatel carboni per AL SO2 inclou adsorció física i adsorció química. Quan no hi ha vapor d'aigua i oxigen en el gas de lara, es produeix principalment adsorció física, i la quantitat d'adsorció és petita. Quan el gas de lara conté suficient vapor d'aigua i oxigen, la dessulfuració activada de gasos de la grip de carboni és un procés d'adsorció química i adsorció física. L'adsorció física es produeix primer, i després l'oxidació catalítica de SO2 adsorbida a la superfície de carboni activat a H2 SO4 en presència d'aigua i oxigen.
2.Procés de reacció de dessulfuració de carboni activat en presència d'H2O
La dessulfuració activada de gasos de la grip de carboni és diferent d'altres tecnologies de dessulfuració de gasos de flue. És una tecnologia basada en la teoria tradicional d'adsorció microporosa. No obstant això, aquest procés d'adsorció és molt diferent de la tecnologia comuna de purificació d'aigua d'adsorció industrial, ja que implica la transferència massiva d'adsorció de materials multicomponent, de manera que el seu procés d'adsorció és molt complex. En presència d'aigua, a la superfície propera del carboni activat, superfície, forat, porus gran i micro forat, tots poden formar aigua, vapor, SO2, SO2-3, SO2-4, i altres components de la barreja complexa, la presència d'aquestes molècules, o ions i la seva quantitat, o pot promoure la millora del rendiment de l'adsorció, o es pot activar la capacitat d'adsorció de carboni. La participació d'H2O canvia fonamentalment el mecanisme de reacció de SO2 sobre la superfície del carboni, i hi ha moltes hipòtesis sobre el procés de reacció. Lizzio, Mochida, Cazorla-Amoros et al. creien que SO2 i O2 competeixen per llocs actius. Entre les tres possibles reaccions d'oxidació, només la següent fórmula es pot dur a terme sense problemes: C -- SO2 + O2 + C -- SO3 + C -- O, és a dir, només l'oxigen gasós pot reaccionar amb SO2 adsorbida.
Tamura creia que les molècules d'H2O, SO2 i O2 podien ser absorbides pel carboni activat. Sempre que hi hagués una distància prou propera entre ells i una certa configuració espacial, podien reaccionar directament entre si i eventualment generar H2 SO4. En aquest model teòric, l'equació d'oxidació és C -- SO2 +C -- O C -- SO3 +C.
Zawadzki et al. creien que la participació d'H2O canviava el mecanisme de reacció de SO2 a la superfície del carboni, i la reacció d'oxidació no es podia dur a terme en absència d'H2O. En presència d'H2O, els grups funcionals de piranona i els electrons de π desescalats a la superfície del carboni activat reaccionen amb molècules d'H2O per generar H2O2, que pot oxidar l'H2 SO3 format després que el SO2 es dissolgui en aigua a H2 SO4.
Creiem que en presència d'aigua, el nombre de llocs d'adsorció eficaços no està determinat pel volum i el nombre de microporus, i la teoria d'ompliment de microporus no és adequada per a la dessulfuració activada de carboni amb elució d'aigua, el mecanisme de Tamura i la teoria de Lizzio no són adequats per a aquesta tecnologia. L'anàlisi teòrica de Zawadzki és una explicació raonable. La superfície del carboni activat ha de seguir la següent equació: SO2 · H2O +H2O2 2H+ -- SO2-4 +H2O.
3.Principi d'eliminació de nitrogen per carboni activat
La tecnologia de desnitrificació de carboni activada es pot dividir en mètode d'adsorció, mètode de reducció catalítica selectiva NH3 i mètode de reducció de carboni calent. El mètode d'adsorció utilitza l'estructura microporosa i els grups funcionals de carboni activat per adsorb NOx, i oxida NO amb baixa reactivitat a NO2 amb alta reactivitat. Sobre el mecanisme de NOx d'adsorció de carboni activat, encara hi ha grans diferències entre els investigadors. El mètode de reducció catalítica selectiva NH3 utilitza carboni activat per adsorb NOx per reduir l'energia d'activació de la reacció entre NOx i NH3 i millorar la taxa d'utilització de NH3. El mètode de reducció de carboni calent és l'ús de la reacció de carboni i NOx a alta temperatura per generar CO2 i N2, l'avantatge és que no hi ha necessitat de catalitzador, el carboni sòlid és barat, font àmplia, la calor generada per la reacció es pot reciclar. No obstant això, els estudis cinètics mostren que la reacció entre O2 i carboni és anterior a la que hi ha entre el NOx i el carboni, de manera que la presència d'O2 en el gas de lara augmenta el consum de carboni.
Els resultats mostren que l'adsorció de SO2 sobre el carboni activat és principalment adsorció química, i l'eficiència de dessulfuració és superior al 96% amb la barreja de SO2 d'alta puresa, aire i vapor d'aigua per simular el gas de la grip industrial real. La barreja de NOx d'alta puresa, aire i vapor d'aigua s'utilitza per simular el gas de la grip industrial real, i l'adsorció de NOx per carboni activat inclou adsorció física i adsorció química. Sota la condició de no hi ha gas SO2 en el flux de gas, l'eficiència d'eliminació de nitrogen del carboni activat és superior al 75% quan el carboni activat arriba a l'equilibri dinàmic d'adsorció. Una barreja de SO2 d'alta puresa, NOx, aire i vapor d'aigua es va utilitzar per simular el gas de la grip industrial real. Quan el SO2 i el NOx estaven presents en el flux de gas, la capacitat d'adsorció i el temps de saturació d'adsorció del carboni activat van augmentar, mentre que l'eficiència de dessulfuració, la velocitat d'adsorció i la longitud de la banda d'adsorció van canviar poc. A causa de la substitució de NO per SO2, la capacitat d'adsorció de NOx i el temps d'equilibri dinàmic d'adsorció del carboni activat disminueixen bruscament, l'eficiència d'eliminació de nitrogen és molt baixa, la longitud de la banda d'adsorció de NOx augmenta i la velocitat d'adsorció disminueix. Ni EL SO2 ni el NOx ocupen només el centre d'adsorció actiu, però coexisteixen al centre d'adsorció actiu. El carboni activat adsorbeix preferentment SO2 de forma selectiva, i el NOx d'adsorció física és substituït i resolt per SO2. El NOx chemisorbed pot promoure l'adsorció de carboni activat en SO2. Al mateix temps, el SO2 també pot promoure l'adsorció de NOx mitjançant carbó activat.
