การประยุกต์ใช้คาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์ในการขจัดกํามะถันและการปฏิเสธ

เมื่อเทียบกับถ่านกัมมันต์ทั่วไปคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี ในฐานะที่เป็นวัสดุดูดซับนาโนรูพรุนคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์มีโครงสร้างเส้นใยเรียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20μเมตรและมีความแข็งแรงสูงและสามารถประมวลผลเป็นรูปทรงต่างๆ (เช่นรู้สึกผ้า ฯลฯ ) พื้นที่ผิวเฉพาะสูงถึง 2 000m2 / g พื้นที่ผิวของมันคือคาร์บอนกัมมันต์หนึ่งร้อยหรือหนึ่งพันเท่าจึงช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างมาก เพราะรูขุมขนของมันเป็นรูขุมขนผิวระดับนาโน (<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="">

เนื่องจากการเพิ่มคุณค่าของรูขุมขนนาโนบนพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์ (ผลตะแกรงโมเลกุล) จึงสามารถกําจัด SO2 ความเข้มข้นต่ําเป็นพิเศษซึ่งแม้แต่กระบวนการ desulfurization เปียกในปัจจุบันที่มีประสิทธิภาพ desulfurization สูงสุดไม่สามารถทําได้ไม่เพียง แต่สามารถใช้สําหรับการขจัดซัลฟูไรซ์และการปฏิเสธก๊าซปล่องไฟของโรงไฟฟ้า แต่ยังสามารถใช้เพื่อปรับปรุงสภาพแวดล้อมที่สี่แยกที่วุ่นวาย สวนสาธารณะและสถานที่อื่น ๆ นอกจากนี้กระบวนการปฏิเสธไม่จําเป็นต้องเพิ่มสารตั้งต้นเพิ่มเติมสามารถบรรลุการขจัดซัลฟูไรซ์และการปฏิเสธพร้อมกันเศรษฐกิจที่ครอบคลุมดีกว่าถ่านกัมมันต์ เนื่องจากข้อดีของกระบวนการที่เรียบง่ายไม่มีมลพิษทุติยภูมิและการใช้ทรัพยากรทดแทนวิธีนี้จึงกลายเป็นจุดร้อนในการวิจัยด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมทั่วโลก

1.หลักการของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์

จากคาร์บอนไฟเบอร์ที่เปิดใช้งานมีประสิทธิภาพการดูดซับที่หาที่เปรียบไม่ได้ของถ่านกัมมันต์ทั่วไปจึงมีโอกาสใช้ในวงกว้างสําหรับการกําจัด SO2 หลักปฏิกิริยาของการกําจัด SO2 อย่างต่อเนื่องจากก๊าซไอเสียโดยคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์แสดงในรูปที่ 1 หลังจากการดูดซับคาร์บอนไฟเบอร์ที่เปิดใช้งาน SO2 จะถูกเร่งปฏิกิริยาเป็น SO3 ในที่ที่มีออกซิเจน SO3 จากนั้นทําปฏิกิริยากับไอน้ําในก๊าซไอเสียเพื่อสร้างกรดกํามะถันซึ่งถูกขับไล่โดยน้ําควบแน่นมากเกินไปบนคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์จึงทําให้บริเวณการดูดซับของ SO2 และการทํา SO2 วงจรของการดูดซับความชุ่มชื้นออกซิเดชันและการสลายตัวของกรดกํามะถันยังคงดําเนินต่อไปอย่างต่อเนื่องซึ่งไม่เพียง แต่สามารถหลีกเลี่ยงการสูญเสียและการลดลงของกิจกรรมของวัสดุคาร์บอนเนื่องจากการสึกหรอหรือการฟื้นฟู แต่ยังหลีกเลี่ยงการฟื้นฟูวัสดุคาร์บอนบ่อยครั้งซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการดําเนินงาน

2.การกําจัดของวัว

NOx ยังเป็นหนึ่งในสารหลักของมลพิษทางอากาศ การกําจัด NOx จากก๊าซไอเสียโดยกระบวนการลดตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือก NH3 (SCR) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปคือโลหะออกไซด์ซีโอไลต์และถ่านกัมมันต์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีอัตราการกําจัด NOx สูงจําเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์และตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ในช่วงอุณหภูมิ 180 ~ 330°Cอุณหภูมิสูงเกินไป NH เป็นออกซิไดซ์ อุณหภูมิต่ําทําให้เกิดกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาต่ํา ข้อเสียของกระบวนการ SCR คือบางครั้งจําเป็นต้องอุ่นก๊าซไอเสีย หลังจากการรักษาการเปิดใช้งานกรดกํามะถัน, ยางมะตอยตามคาร์บอนไฟเบอร์เปิดใช้งานดําเนินการลดตัวเร่งปฏิกิริยาที่เลือกของ NOx ในก๊าซปล่องไฟ. เมื่อปริมาณออกซิเจนในก๊าซน้อยกว่า 10% กิจกรรมของการลดตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกของ NOx จะดีขึ้นอย่างมาก I. Mochida et al. ศึกษาประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาของเส้นใยคาร์บอนกัมมันต์ที่ใช้ยางมะตอยอย่างเป็นระบบและพบว่าคาร์บอนไฟเบอร์ที่เปิดใช้งานหนึ่งสามารถลดไม่มีในก๊าซไอเสียให้น้อยกว่า 10mL / m3 ที่อุณหภูมิห้อง ในเวลาเดียวกันการศึกษายังพบว่าหลังจากการรักษาความร้อนที่อุณหภูมิสูงคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์มีกิจกรรมที่สูงขึ้น

M.Shirahama et al. โหลดยูเรียบนคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์ที่อุณหภูมิห้องและลบ NO ในอากาศลดซึ่งสามารถลด NO จาก 50 เป็น 1 000mL / m3 เป็นไนโตรเจนและสามารถลดลงต่อไปได้จนกว่าจะบริโภคยูเรียอย่างสมบูรณ์

3.ทิศทางการวิจัยของถ่านกัมมันต์คาร์บอนไฟเบอร์deulfurizationออกจากสต็อก

เมื่อเทียบกับวิธีการ desulfurization และ denitrification อื่น ๆ desulfurization และการปฏิเสธของเส้นใยคาร์บอนกัมมันต์มีข้อดีของกระบวนการที่เรียบง่ายไม่มีมลพิษรองการใช้ทรัพยากรทดแทนและมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างมาก อย่างไรก็ตามมีการวิจัยพื้นฐานมากมายเกี่ยวกับกลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมการและการดัดแปลงคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์และการขจัดซัลฟูไรซ์และการปฏิเสธพร้อมกัน นอกจากนี้ในทางปฏิบัติการออกแบบกระบวนการยังเป็นเนื้อหาของการวิจัยเพิ่มเติม ดังนั้นทิศทางการวิจัยหลักของการขจัดซัลฟูไรเส้นใยคาร์บอนกัมมันต์และการปฏิเสธในอนาคตสามารถสรุปได้ดังนี้:

(1) กลไกภายในของการขจัดซัลฟูไรซ์และการปฏิเสธคาร์บอนไฟเบอร์ที่เปิดใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มการทํางานของพื้นผิวและประสิทธิภาพการขจัดซัลฟูไรซ์และการปฏิเสธ

(2) วิธีการดัดแปลงของคาร์บอนไฟเบอร์กัมมันต์

(3) ปฏิสัมพันธ์ระหว่างการขจัดซัลฟูไรเส้นใยคาร์บอนกัมมันต์และการปฏิเสธและการเพิ่มประสิทธิภาพของสภาพการขจัดซัลฟูไรซ์และการปฏิเสธ