采用活性炭(AC) 吸附催化處理煙氣具有工藝簡單、脫硫效率高、脫硫劑可以循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn), 故近年來有關(guān)活性炭脫硫性能的研究在國內(nèi)外都比較活躍。它的脫硫原理為: SO 2 經(jīng)過大、中孔最終吸附于活性炭的微孔中, 當(dāng)反應(yīng)氣氛中有氧氣、水存在時(shí), 被吸附的SO 2 可被進(jìn)一步氧化為SO 3, 最終溶于水形成H2SO4。

當(dāng)活性炭吸附飽和后, 通常需要再生, 脫出吸附的SO2 和H2SO4, 以恢復(fù)其活性。吸附在活性炭孔道中的吸附質(zhì)是強(qiáng)極性物質(zhì), 甚至比活性炭本身的吸收微波能力還強(qiáng)。在微波場中, 活性炭中吸附的極性物質(zhì)分子產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)動(dòng), 將電磁場能轉(zhuǎn)化為熱能, 被吸附在孔道中的水和有機(jī)物質(zhì)被揮發(fā)和炭化, 使孔道重新打開, 當(dāng)然活性炭本身也要吸收微波而升溫和極性物質(zhì)吸波升溫炭化的影響, 燒失一部分炭, 使孔徑擴(kuò)大。在微波輻照再生活性炭中, 微波輻照功率對活性炭吸附值的恢復(fù)影響最大, 其次是輻照時(shí)間,再次是再生前的吸附量。

要達(dá)到理想的脫硫效果, 關(guān)鍵問題是提高活性炭的吸附催化活性?；钚蕴勘砻婧豕倌軋F(tuán)影響活性炭的性能, COOH 和COH 基團(tuán)顯示酸性, 對SO 2 吸附不利, 活性炭表面堿性基團(tuán)的存在可以提高對SO 2 的吸附容量。為了制備高脫硫活性的活性炭, 通常在惰性氣氛下進(jìn)行高溫處理(t> 800 ℃) ,以除去活性炭表面的含氧基團(tuán), 得到低氧含量、高疏水性和耐老化的炭。

利用微波加熱主要的優(yōu)點(diǎn)是能大幅度縮短處理時(shí)間, 這意味著惰性氣體的消耗量也將減少。同時(shí)微波加熱均勻, 微波場中無溫度梯度存在, 故熱效率高, 并且占地面積小, 快速控制有利于自動(dòng)化。

1　活性炭微波處理后的微結(jié)構(gòu)變化

用掃描電鏡觀察活性炭微波輻照前后的微觀形貌, 可見未處理活性炭表面比較平整, 其上分布著大小不等的孔, 但不向里深入, 孔壁也較光滑, 細(xì)孔內(nèi)及其周圍有許多微小碎片的附著物。而活性炭經(jīng)微波輻照后, 表面變粗糙, 呈凹凸形狀, 許多閉塞的孔被打開, 孔成為狹縫, 并向里延伸, 這對吸附是非常有利的?；钚蕴可系母街镆褟募?xì)孔周圍被去除掉。而熱處理程度更深的活性炭, 因其表面形貌的變化更加顯著一些, 為SO 2 的吸附提供了更好的條件。因而, 具有更大的硫吸附量。

2　微波改性后的SO2 吸附量

粒徑為0. 5～ 1 mm , 1～ 3 mm , 3～ 5 mm 的未改性活性炭的SO 2 吸附量分別為28. 3, 24. 5,16. 7 mg/g , 微波改性后的SO 2 吸附量分別為68. 7,52. 9, 64. 8 mg/g。

改性后的3 種粒徑的活性炭的硫吸附量與未改性的相比均有所提高, 在微波功率為340～ 680W之間, 隨著功率的增大、時(shí)間的延長, 硫吸附量增加越多, 如大顆?；钚蕴康牧蛭搅坑?6. 7 mg/g 提高到64. 8 mg/g。

經(jīng)過微波改性后的活性炭的硫吸附量有較大提高, 在一定范圍內(nèi), 較高的微波功率和較長的輻照時(shí)間改性的活性炭具有較高的硫吸附量。微波功率是影響活性炭脫硫性能的主要改性因素。微波改性活性炭對SO 2 吸附穿透時(shí)間顯著增加。

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