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烟气脱硫活性炭的吸附原理

2019-01-18 浦士达环保


    二氧化硫的氧化反应是活性炭在氧化反应催化中应用的典型反应,活性炭烟气脱硫是一种高效的烟气脱硫工艺,它不但可以消除烟气SO2的污染,而且还可以回收硫资源,是当前研究开发的重要脱硫方法。
 
    活性炭的吸附原理
    活性炭吸附作用按照原理不同可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是由分子间的范德华力引起的,由于固体表面分子不同于内部分子,存在剩余的表面自由力场,气体分子运动到固体表面附近时,便会被吸引而停留在固体表面,而活性炭是一种多孔材料,复杂的孔隙结构使固体的表面积大增,进而使材料的表面能作用和吸附能力明显提高。
    化学吸附在固体表面有化学反应发生是由化学键力引起的。由于化学反应使被吸附分子的电子运动轨道模式发生变化,因此很难还原成原始物种,是一个不可逆的过程。
    活性炭法烟气脱硫是一个物理吸附和化学吸附同时存在的过程,在活性炭的表面上存在着一系列的化学反应,但由于活性炭表面状况十分复杂,吸附机理众说纷纭,长期以来,活性炭脱硫机理有多种说法,占主流观点有两种,一种认为:活性炭在O2和少量水蒸气的存在下即可脱除SO2。
    SO2在表面被吸附后,被催化氧化成SO3,SO3再与水作用生成H2SO4;在过量水的存在下,H2SO4从表面脱除,从而空出SO2吸附的活性位,使SO2的吸附氧化、水合及H2SO4的生成和脱附的循环过程得以连续不断地进行。
 
    干法脱硫和湿法脱硫的区别
    比较干法脱硫和湿法脱硫可以发现,干法系统的主要优点之一是:烟气在脱除SO2操作时并不冷却,因此烟气在离开烟囱时具有全部的热浮力。相反湿法系统是在进入烟囱之前安装洗涤器,洗涤器中循环的烟水溶液会将气体冷却到其湿球温度,这比普通的烟囱进口气体温度低得多,造成排烟困难,因此烟气需要消耗能量再加热才能排放。
    另外,湿法系统的正常操作还需对一定量的废水处理。因此,与耗能大的湿法脱硫相比,干式吸附脱硫法更受到人们的关注。

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