활성탄은 고도로 발달된 기공 구조와 거대한 특정 표면적을 가지고 있으므로 강력한 흡착을 가지며, 활성탄표면과 결합하여 여러 개의 산소 함유 기능군을 함유하고 있으므로 우수한 흡착, 촉매 및 촉매 담체입니다.
1.활성탄 탈황원리
흡착활성화SO2용 탄소에는 물리적 흡착 및 화학 흡착이 포함됩니다. 연도 가스에 수증기와 산소가 없을 경우, 물리적 흡착이 주로 발생하고 흡착량이 적다. 연도 가스에 충분한 수증기와 산소가 함유되어 있을 때, 활성탄 연도 가스 탈황은 화학 흡착 및 물리적 흡착 공정이다. 물리적 흡착이 먼저 발생하고, 물과 산소가 있는 동안 활성탄의 표면에 흡착된 SO2의 촉매 산화가 먼저 발생한다.
2.H2O의 존재 시 활성탄 탈황 반응 공정
활성탄 유행성 가스 탈황화는 다른 연도 가스 탈황화 기술과 다릅니다. 그것은 전통적인 미세 다공성 흡착 이론을 기반으로 하는 기술입니다. 그러나, 이러한 흡착 공정은 다중 성분 재료 흡착 질량 전달을 수반하기 때문에 일반적인 산업 흡착 수질 정화 기술과 는 매우 다르므로 흡착 공정은 매우 복잡합니다. 물의 존재, 활성탄의 표면, 표면, 구멍, 큰 모공 및 마이크로 구멍의 표면 에서, 모든 물, 증기, SO2, SO2-3, SO2-4, 및 복합 혼합물의 다른 구성 요소를 형성 할 수있다, 이러한 분자의 존재, 또는 이온 및 그 수량, 또는 흡착의 성능의 개선을 촉진 할 수있다, 흡착의 성능의 개선을 촉진 할 수있다, 또는 탄소 흡착 능력을 활성화할 수 있습니다. H2O의 참여는 근본적으로 탄소 표면에 SO2의 반응 메커니즘을 변경하고, 반응 과정에 대한 많은 가설이있다. 리지오, 모치다, 카졸라-아모로스 등은 SO2와 O2가 활발한 장소에서 경쟁한다고 믿었다. 세 가지 가능한 산화 반응 중, 다음과 같은 포뮬러만 원활하게 수행 할 수 있습니다 : C -- SO2 +O2 +C -- SO3 +C -- O, 즉 기체 산소만 흡착 SO2와 반응 할 수 있습니다.
타무라는 H2O, SO2 및 O2 분자가 활성 탄에 의해 흡수될 수 있다고 믿었습니다. 그들과 특정 공간 구성 사이에 충분한 거리가 있는 한, 서로 직접 반응하고 결국 H2 SO4를 생성할 수 있습니다. 이 이론적 모델에서 산화 방정식은 C -- SO2 +C -- O C -- SO3 +C입니다.
Zawadzki 등은 H2O의 참여가 탄소 표면에 SO2의 반응 메커니즘을 변경하고, H2O의 부재시 산화 반응을 수행 할 수 없다고 믿었다. H2O의 존재에서, 활성화 된 탄의 표면에 피라논 기능 성 기및 탈지역화 π 전자는 H2O 분자와 반응하여 H2O2를 생성하며, SO2 후 형성된 H2 SO3를 H2 SO4로 용해시킨 후 형성된 H2 SO3를 산화시킬 수 있습니다.
우리는 물의 존재에서, 효과적인 흡착 부위의 수는 마이크로 포자의 부피 및 수에 의해 결정되지 않으며, 마이크로 포자 충진 이론은 물 용출, 타무라 메커니즘 및 리지오 이론이 기술에 적합하지 않다고 생각합니다. 자와즈키의 이론적 분석은 합리적인 설명이다. 활성탄의 표면은 다음 방정식을 따라야 합니다: SO2 · H2O +H2O2 2H+ -- SO2-4 +H2O.
3.활성탄에 의한 질소 제거 원리
활성탄 탈질 기술은 흡착 방법, NH3 선택적 촉매 환원 방법 및 고온 탄소 환원 방법으로 나눌 수 있다. 흡착 방법은 활성탄의 미세다공성 구조 및 기능성 그룹을 NOx에 흡착하고, 반응성이 높은 NO2에 낮은 반응성으로 NO를 산화한다. 활성탄 흡착 NOx의 메커니즘에, 연구자 사이 여전히 큰 차이가 있다. NH3 선택적 촉매 환원 방법은 활성탄을 흡착NOx에 사용하여 NOx와 NH3 간의 반응 활성화 에너지를 줄이고 NH3의 가동률을 향상시킵니다. 뜨거운 탄소 환원 방법은 CO2 및 N2를 생성하기 위해 고온에서 탄소 및 NOx 반응을 사용하는 데 장점이 있으며, 촉매가 필요하지 않으며, 고체 탄소는 저렴하고, 넓은 원, 반응에 의해 생성된 열이 재활용될 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 운동 연구는 O2와 탄소 사이의 반응이 NOx와 탄소 사이의 반응이 NOx와 탄소 사이의 반응보다 일찍, 그래서 연도 가스에 O2의 존재는 탄소의 소비를 증가시킨다는 것을 보여줍니다.
그 결과 활성탄에 대한 SO2의 흡착은 주로 화학흡착이며, 탈황 효율은 고순도 SO2, 공기 및 수증기의 혼합물로 96% 이상이며 실제 산업용 연도 가스를 시뮬레이션하는 것으로 나타났다. 고순도 NOx, 공기 및 수증기의 혼합물은 실제 산업용 연도 가스를 시뮬레이션하는 데 사용되며, 활성탄에 의한 NOx의 흡착은 물리적 흡착 및 화학 흡착을 포함한다. 가스 흐름에서 SO2 가스가 없는 상태에서 활성 탄의 질소 제거 효율은 활성 흡착 평형에 도달하면 75% 이상입니다. 고순도 SO2, NOx, 공기 및 수증기의 혼합물을 사용하여 실제 산업용 연도 가스를 시뮬레이션했습니다. SO2와 NOx가 가스 흐름에 존재했을 때, 활성탄의 흡착 용량 및 흡착 포화 시간이 증가하고 탈황 효율, 흡착 속도 및 흡착 대역 길이는 거의 변하지 않았다. SO2에 의한 NO의 교체로 인해 NOx 흡착 용량 및 활성 흡착 량의 균형 시간이 급격히 감소하고, 질소 제거 효율이 매우 낮고, NOx 흡착 대역의 길이가 증가하고, 흡착 속도가 감소합니다. SO2나 NOx는 활성 흡착 센터를 단독으로 점유하지 않지만 활성 흡착 센터에 공존합니다. 활성탄은 SO2를 선택적으로 우선적으로 흡착하고, 물리적 흡착의 NOx를 SO2에 의해 대체및 해결한다. Chemisorbed NOx는 SO2에 활성 탄의 흡착을 촉진할 수 있습니다. 동시에, SO2는 또한 활성탄에 의해 NOx의 흡착을 촉진할 수 있다.
