Sammenlignet med konvensjonelt aktivert karbon har aktivert karbonfiber åpenbare fordeler i fysiske og kjemiske egenskaper. Som et nanoporøst adsorpsjonsmateriale har aktivert karbonfiber en slank fiberstruktur med en diameter på ca.μm og høy styrke, og kan bearbeides til forskjellige former (som filt, klut, etc.). Spesifikt overflateareal opp til 2 000 m2 /g, overflatearealet er hundre eller til og med tusen ganger aktivt karbon, og øker dermed adsorpsjonen og katalytisk kapasitet; Fordi porene er overflateporer i nanoskala (& lt;2 nm), rikelig i mengde og ensartet i arrangement, som ikke bare kan redusere diffusjonsmotstanden til gass i adsorpsjonsprosessen, men også lett regenerere den aktiverte karbonfiberen i desorpsjonsprosessen.
På grunn av berikelsen av nanoporer på overflaten av aktivert karbonfiber (molekylsikteffekt), kan den fjerne ultralav konsentrasjon AV SO2, som selv den nåværende våte avsvovlingsprosessen med den høyeste avsvovlingseffektiviteten ikke kan gjøres, ikke bare kan brukes til avsvovling og denitrering av røkgass fra kraftstasjoner, men kan også brukes til å forbedre miljøet ved travle veikryss, parker og andre steder. I tillegg trenger denitreringsprosessen ikke å legge til flere reaktanter, kan oppnå samtidig desulfurization og denitrering, omfattende økonomi er bedre enn aktivert karbon. På grunn av fordelene med enkel prosess, ingen sekundær forurensning og fornybar utnyttelse av ressurser, har denne metoden blitt et hot spot innen miljøvernforskning over hele verden.
1. Prinsippet for avsvovling av aktivert karbonfiber
Basert på at aktivert karbonfiber har uforlignelig adsorpsjonsytelse enn konvensjonelt aktivert karbon, har den et bredt bruksutsikt for fjerning av SO2. Reaksjonsprinsippet for kontinuerlig fjerning av SO2 fra røykgass med aktivert karbonfiber er vist i figur 1. Etter adsorpsjon på aktivert karbonfiber katalyseres SO2 til SO3 i nærvær av oksygen. SO3 reagerer deretter med vanndamp i røykgass for å danne svovelsyre, som elueres av for mye kondensasjonsvann på aktivert karbonfiber, og dermed forlate adsorpsjonsstedet til SO2 og lage SO2. Syklusen med adsorpsjon, oksidativ hydrering og svovelsyredesorpsjon fortsetter kontinuerlig, som ikke bare kan unngå tap og aktivitetsnedgang av karbonmaterialer på grunn av slitasje eller regenerering, men også unngå hyppig regenerering av karbonmaterialer, og dermed redusere driftskostnadene.
2.Fjerning av NOx
NOx er også et av hovedstoffene i luftforurensning. Fjerning av NOx fra røykgass ved NH3 selektiv katalytisk reduksjon (SCR) prosess har vært mye brukt, og de vanligste katalysatorene er metalloksider, zeolitt og aktivert karbon. For å sikre en høy NOx-fjerningshastighet, må metalloksidkatalysator og zeolittkatalysator brukes i temperaturområdet 180 ~ 330℃, for høy temperatur, NH oksideres; Lav temperatur forårsaker lav katalysatoraktivitet. Ulempen med SCR-prosessen er at det noen ganger er nødvendig å varme opp røykgassen. Etter svovelsyreaktiveringsbehandling utfører den asfaltbaserte aktiverte karbonfiberen selektiv katalytisk reduksjon av NOx i røykgass. Når oksygeninnholdet i gassen er mindre enn 10 %, er aktiviteten til selektiv katalytisk reduksjon av NOx sterkt forbedret. I. Mochida et al. studerte systematisk den katalytiske ytelsen til en serie asfaltbaserte aktivert karbonfibre og fant at en aktivert karbonfiber kunne redusere NO i røykgass til mindre enn 10mL/m3 ved romtemperatur. Samtidig fant studien også at etter varmebehandling med høy temperatur har aktivert karbonfiber høyere aktivitet.
M. Shirahama et al. lastet urea på aktivert karbonfiber ved romtemperatur og fjernet NO i den reduserende luften, noe som kunne redusere NO fra 50 til 1 000mL/m3 til nitrogen, og kunne fortsette å redusere til urea var fullstendig forbrukt.
3. Forskningsretning for avsvovling av aktivert karbonfiber utsolgt
Sammenlignet med andre avsvovlings- og denitrifiseringsmetoder har avsvovling og denitrifisering av aktivert karbonfiber fordelene med enkel prosess, ingen sekundær forurensning, fornybar utnyttelse av ressurser og har et veldig bredt anvendelsesutsikt. Imidlertid er det mange grunnleggende undersøkelser på reaksjonsmekanisme, forberedelse og modifikasjon av aktivert karbonfiber, og samtidig avsvovling og denitrering. I tillegg, i det praktiske aspektet, er prosessdesignet også innholdet i videre forskning. Derfor kan de viktigste forskningsretningene for avsvovling og denitrifisering av aktivert karbonfiber i fremtiden oppsummeres som følger:
(1) Den interne mekanismen for avsvovling og denitrering av aktivert karbonfiber, spesielt forholdet mellom funksjonelle overflategrupper og avsvovlings- og denitreringsytelse;
(2) Modifikasjonsmetode for aktivert karbonfiber;
(3) Samspillet mellom aktivert karbonfiberavsvovling og denitrifikasjon, og optimalisering av avsvovlings- og denitrifikasjonsforhold.
