Rispetto al carbone attivo convenzionale, la fibra di carbone attivo presenta evidenti vantaggi nelle proprietà fisiche e chimiche. Come materiale di adsorbimento nanoporoso, la fibra di carbone attivo ha una struttura in fibra sottile con un diametro di circa 20μm e ad alta resistenza, e può essere lavorato in varie forme (come feltro, stoffa, ecc.). Superficie specifica fino a 2 000m2 /g, la sua superficie è cento o anche mille volte quella del carbone attivo, aumentando così notevolmente la capacità di adsorbimento e catalitica; Perché i suoi pori sono pori superficiali su scala nanometrica (<2 nm), abundant in quantity and uniform in arrangement, which can not only reduce the diffusion resistance of gas in the adsorption process, but also easily regenerate the activated carbon fiber in the desorption process.
A causa dell'arricchimento dei nano-pori sulla superficie della fibra di carbone attivo (effetto setaccio molecolare), può rimuovere la bassissima concentrazione di SO2, che anche l'attuale processo di desolforazione a umido con la massima efficienza di desolforazione non può essere eseguito, non solo può essere utilizzato per la desolforazione e la denitrazione dei gas di combustione delle centrali elettriche, ma può anche essere utilizzato per migliorare l'ambiente in corrispondenza di incroci trafficati, parchi e altri luoghi. Inoltre, il processo di denitrazione non ha bisogno di aggiungere ulteriori reagenti, può ottenere desolforazione e denitrazione simultanee, l'economia globale è migliore del carbone attivo. A causa dei suoi vantaggi di processo semplice, nessun inquinamento secondario e utilizzo rinnovabile delle risorse, questo metodo è diventato un punto caldo nella ricerca sulla protezione ambientale in tutto il mondo.
1. Principio della desolforazione della fibra di carbone attivo
Basato sulla fibra di carbone attivo ha prestazioni di adsorbimento incomparabili del carbone attivo convenzionale, ha un'ampia prospettiva di applicazione per la rimozione di SO2. Il principio di reazione della rimozione continua di SO2 dai fumi mediante fibra di carbone attivo è illustrato nella Figura 1. Dopo l'adsorbimento sulla fibra di carbone attivo, SO2 viene catalizzato a SO3 in presenza di ossigeno. L'SO3 reagisce quindi con il vapore acqueo nei gas di combustione per formare acido solforico, che viene eluito dall'acqua di condensa eccessiva sulla fibra di carbone attivo, liberando così il sito di adsorbimento dell'SO2 e producendo SO2. Il ciclo di adsorbimento, idratazione ossidativa e desorbimento dell'acido solforico continua continuamente, che può non solo evitare la perdita e il declino dell'attività dei materiali in carbonio a causa dell'usura o della rigenerazione, ma anche evitare la frequente rigenerazione dei materiali in carbonio, riducendo così i costi operativi.
2.Rimozione di NOx
NOx è anche una delle principali sostanze dell'inquinamento atmosferico. La rimozione di NOx dai gas di combustione mediante il processo di riduzione catalitica selettiva (SCR) di NH3 è stata ampiamente utilizzata e i catalizzatori comunemente usati sono ossidi metallici, zeolite e carbone attivo. Per garantire un elevato tasso di rimozione di NOx, è necessario utilizzare il catalizzatore di ossido di metallo e il catalizzatore di zeolite nell'intervallo di temperatura di 180 ~ 330grado, temperatura troppo alta,NH è ossidato; La bassa temperatura provoca una bassa attività del catalizzatore. Lo svantaggio del processo SCR è che a volte è necessario riscaldare nuovamente i fumi. Dopo il trattamento di attivazione con acido solforico, la fibra di carbone attivo a base di asfalto effettua la riduzione catalitica selettiva di NOx nei fumi. Quando il contenuto di ossigeno nel gas è inferiore al 10%, l'attività di riduzione catalitica selettiva di NOx è notevolmente migliorata. I.Mochida et al. ha studiato sistematicamente le prestazioni catalitiche di una serie di fibre di carbone attivo a base di asfalto e ha scoperto che una fibra di carbone attivo potrebbe ridurre l'NO nei gas di combustione a meno di 10 mL/m3 a temperatura ambiente. Allo stesso tempo, lo studio ha anche scoperto che dopo il trattamento termico ad alta temperatura, la fibra di carbone attivo ha una maggiore attività.
M. Shirahama et al. caricato urea su fibra di carbone attivo a temperatura ambiente e rimosso NO nell'aria riducente, che potrebbe ridurre NO da 50 a 1 000 ml / m3 in azoto e potrebbe continuare a ridursi fino a quando l'urea non è stata completamente consumata.
3. Direzione di ricerca della desolforazione della fibra di carbone attivo esaurita
Rispetto ad altri metodi di desolforazione e denitrificazione, la desolforazione e la denitrificazione della fibra di carbone attivo presenta i vantaggi di un processo semplice, nessun inquinamento secondario, utilizzo rinnovabile delle risorse e ha una prospettiva di applicazione molto ampia. Tuttavia, ci sono molte ricerche di base sul meccanismo di reazione, la preparazione e la modifica della fibra di carbone attivo e la simultanea desolforazione e denitrazione. Inoltre, sotto l'aspetto pratico, la progettazione del processo è anche il contenuto di ulteriori ricerche. Pertanto, le principali direzioni di ricerca sulla desolforazione e denitrificazione delle fibre di carbone attivo in futuro possono essere riassunte come segue:
(1) Il meccanismo interno di desolforazione e denitrazione della fibra di carbone attivo, in particolare la relazione tra i gruppi funzionali superficiali e le prestazioni di desolforazione e denitrazione;
(2) Metodo di modifica della fibra di carbone attivo;
(3) L'interazione tra la desolforazione e la denitrificazione delle fibre di carbone attivo e l'ottimizzazione delle condizioni di desolforazione e denitrificazione.
