Berbanding dengan karbon aktif konvensional, serat karbon diaktifkan mempunyai kelebihan yang jelas dalam sifat fizikal dan kimia. Sebagai bahan pemjerapan nano-porous, serat karbon diaktifkan mempunyai struktur serat langsing dengan diameter kira-kira 20μm dan kekuatan tinggi, dan boleh diproses menjadi pelbagai bentuk (seperti dirasai, kain, dll.). Kawasan permukaan tertentu sehingga 2 000m2 / g, kawasan permukaannya adalah seratus atau bahkan seribu kali karbon diaktifkan, dengan itu meningkatkan kapasiti penjerapan dan pemangkin; Kerana liang-liangnya adalah liang permukaan berskala nano (<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="">
Oleh kerana pengayaan nano-pores pada permukaan serat karbon diaktifkan (kesan penapis molekul), ia boleh menghilangkan kepekatan ultra-rendah SO2, yang walaupun proses desulfurization basah semasa dengan kecekapan desulfurization tertinggi tidak dapat dilakukan, bukan sahaja boleh digunakan untuk desulfurization dan denitrasi stesen janakuasa gas serombong, tetapi juga boleh digunakan untuk memperbaiki persekitaran di persimpangan sibuk, taman dan tempat-tempat lain. Di samping itu, proses denitrasi tidak perlu menambah reaktor tambahan, boleh mencapai desulfurization serentak dan denitrasi, ekonomi yang komprehensif adalah lebih baik daripada karbon diaktifkan. Kerana kelebihan proses mudah, tiada pencemaran sekunder dan penggunaan sumber yang boleh diperbaharui, kaedah ini telah menjadi titik panas dalam penyelidikan perlindungan alam sekitar di seluruh dunia.
1.Principle desulfurization gentian karbon diaktifkan
Berdasarkan gentian karbon yang diaktifkan mempunyai prestasi penjerapan yang tiada tandingan karbon aktif konvensional, ia mempunyai prospek aplikasi yang luas untuk penyingkiran SO2. Prinsip tindak balas penyingkiran berterusan SO2 dari gas serombong oleh serat karbon diaktifkan ditunjukkan dalam Rajah 1. Selepas penjerapan pada serat karbon yang diaktifkan, SO2 memangkin kepada SO3 di hadapan oksigen. SO3 kemudian bertindak balas dengan wap air dalam gas serombong untuk membentuk asid sulfurik, yang dicemari oleh air pemeluwapan yang berlebihan pada serat karbon diaktifkan, dengan itu mengosongkan tapak penjerapan SO2 dan membuat SO2 Kitaran pemjerapan, penghidratan oksidatif dan desorption asid sulfurik berterusan secara berterusan, yang bukan sahaja dapat mengelakkan kehilangan dan penurunan aktiviti bahan karbon kerana haus atau penjanaan semula, tetapi juga mengelakkan penjanaan semula bahan karbon yang kerap, dengan itu mengurangkan kos operasi.
2.Pembuangan NOx
NOx juga merupakan salah satu bahan utama pencemaran udara. Penyingkiran NOx dari gas serombong oleh NH3 proses pengurangan pemangkin terpilih (SCR) telah digunakan secara meluas, dan pemangkin yang biasa digunakan adalah logam oksida, zeolite dan karbon diaktifkan. Untuk memastikan kadar penyingkiran NOx yang tinggi, pemangkin oksida logam dan pemangkin zeolite perlu digunakan dalam julat suhu 180 ~ 330°C, suhu terlalu tinggi,NH teroksida; Suhu rendah menyebabkan aktiviti pemangkin yang rendah. Kelemahan proses SCR adalah bahawa kadang-kadang perlu memanaskan semula gas serombong. Selepas rawatan pengaktifan asid sulfurik, gentian karbon yang berasaskan asfalt menjalankan pengurangan pemangkin terpilih NOx dalam gas serombong. Apabila kandungan oksigen dalam gas adalah kurang daripada 10%, aktiviti pengurangan pemangkin terpilih NOx sangat bertambah baik. I. Mochida et al. secara sistematik mengkaji prestasi pemangkin satu siri gentian karbon aktif berasaskan asfalt dan mendapati bahawa satu serat karbon diaktifkan dapat mengurangkan NO dalam gas serombong kepada kurang daripada 10mL / m3 pada suhu bilik. Pada masa yang sama, kajian juga mendapati bahawa selepas rawatan pemanasan suhu tinggi, serat karbon diaktifkan mempunyai aktiviti yang lebih tinggi.
M.Shirahama et al. dimuatkan urea pada serat karbon diaktifkan pada suhu bilik dan dikeluarkan NO dalam mengurangkan udara, yang boleh mengurangkan NO dari 50 kepada 1 000mL / m3 kepada nitrogen, dan boleh terus mengurangkan sehingga urea telah dimakan sepenuhnya.
3. Arah penyelidikan desulfurization gentian karbon diaktifkan daripada stok
Berbanding dengan kaedah desulfurization dan denitrification lain, desulfurization dan denitrification serat karbon diaktifkan mempunyai kelebihan proses mudah, tiada pencemaran sekunder, penggunaan sumber yang boleh diperbaharui, dan mempunyai prospek aplikasi yang sangat luas. Walau bagaimanapun, terdapat banyak penyelidikan asas mengenai mekanisme tindak balas, penyediaan dan pengubahsuaian serat karbon diaktifkan, dan desulfurization dan denitrasi serentak. Di samping itu, dalam aspek praktikal, reka bentuk proses juga merupakan kandungan penyelidikan lanjut. Oleh itu, arah penyelidikan utama desulfurization gentian karbon diaktifkan dan denitrification pada masa akan datang boleh diringkaskan seperti berikut:
(1) Mekanisme dalaman desulfurization dan nyahnitrasi serat karbon diaktifkan, terutamanya hubungan antara kumpulan fungsi permukaan dan desulfurization dan prestasi denitrasi;
(2) Kaedah pengubahsuaian gentian karbon diaktifkan;
(3) Interaksi antara desulfurization gentian karbon diaktifkan dan denitrification, dan pengoptimuman desulfurization dan keadaan denitrification.
