炭法脫硫的材料主要是活性炭，它幾乎可以用任何含炭材料來(lái)制備，以木材、鋸屑、果核為代表的植物類原料由于質(zhì)地疏松，有利于活化劑的進(jìn)入，因此反應(yīng)性能好，制得的活性炭微孔容積發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附性能好，但這類原料的成本較高、資源有限，基于此人們開(kāi)始將注意力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的煤炭，但由于煤的形成受很多因素的影響，不同地區(qū)的煤組成、性質(zhì)都有所差別，因此制縟的活性炭孔結(jié)構(gòu)及吸附性能各不相同：煤的變質(zhì)程度越低，揮發(fā)分含量越高，制各的活性炭脫硫效果越好。對(duì)于煤炭，無(wú)煙煤的變質(zhì)程度和石墨化程度都最高，煙煤次之，褐煤的變質(zhì)程度和石墨化程度最低，所以近幾年來(lái)大多數(shù)研究者都以褐煤或煙煤為原料經(jīng)熱解活化來(lái)制備活性炭。北京煤化所的研究發(fā)現(xiàn)，若將性能迥異的兩種煤制各活性炭，既能保證單種煤制各活性炭的性能，又可使其吸附性能得到相互彌補(bǔ)。除此之外，各種以廢棄物為原料制各活性炭的技術(shù)也得到了廣泛地關(guān)注，例如：各種食品廢渣、農(nóng)副產(chǎn)品廢料、活性污泥、廢舊輪胎等。
活性炭質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)是由排列成六角形的炭原子平面層組成，這些平面層構(gòu)成了活性炭質(zhì)材料的基本微晶(即石墨微晶)，每個(gè)石墨微晶含有3～4個(gè)平行的炭原子平面層，各炭層并非相互平行的，而是以不同的角位移排列成“螺層形結(jié)構(gòu)”。活性炭?jī)?nèi)部具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，根據(jù)國(guó)際化學(xué)協(xié)會(huì)的分類，活性炭的孔徑可分為直徑小于2rim的微孔，直徑在2—50nm之間的中孔和直徑大于50nm的大孔弛”，其中微孔對(duì)活性炭表面積的貢獻(xiàn)最大，幾乎占總面積的95％以上，是決定活性炭吸附性能高低的主要因素，中孔和大孔主要是作為吸附質(zhì)擴(kuò)散的通道和催化劑沉積的場(chǎng)所。
活性炭的微孔可分為石墨微晶層面之間形成的層間孔和石墨微晶之間形成的粒間孔，這些孔徑呈納米級(jí)數(shù)，因此有些學(xué)者稱之為納米孔空間由于相鄰孔壁吸附勢(shì)的相互疊加，使微孑L內(nèi)存在較大的吸附勢(shì)，對(duì)氣相中低濃度污染物具有較強(qiáng)的吸附能力，使吸附質(zhì)分子脫離本相進(jìn)入微孔，在微孔內(nèi)形成一個(gè)高壓環(huán)境。這種狀態(tài)的吸附質(zhì)分子。與其體相內(nèi)的分子性質(zhì)有很大的區(qū)別，如：微孔內(nèi)，吸附質(zhì)分子不能形成連續(xù)的液面，而是以分子簇的形式存在；許多在非微孔物質(zhì)上需要高壓才能發(fā)生的反應(yīng)在微孔內(nèi)能夠進(jìn)行。對(duì)吸附劑利用率最高的孔直徑和吸附質(zhì)分子直徑的比值為1．7—3，對(duì)需要重復(fù)再生的吸附劑這一比值為3—6或更高一些。這種吸附質(zhì)分子可進(jìn)入和充填的孔隙容積稱為有效孔容。對(duì)不同的吸附質(zhì)而言，有效孔容所對(duì)應(yīng)的孔徑分布是不同的。
采用活性炭法脫除廢氣中的SO2。是70年代發(fā)展起來(lái)的一頊脫硫技術(shù)，與傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)相比，炭法煙氣脫硫技術(shù)有著多方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)在運(yùn)行過(guò)程中不需隨時(shí)向系統(tǒng)中加入脫硫劑，脫硫劑消耗少，另外，脫硫劑可通過(guò)水洗或加熱等方式進(jìn)行再生，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，有利于節(jié)約原料，降低運(yùn)行成本；(2)脫硫產(chǎn)物能以硫酸、硫磺等形式加以回收，在一定程度上緩解了我國(guó)硫酸類產(chǎn)品需求量大的壓力;(3)設(shè)備相對(duì)較少，工藝比較簡(jiǎn)單，易于操作；(4)不存在二次污染問(wèn)題。盡管如此，炭法煙氣脫硫也存在一些不足之處：(1)普通的工業(yè)活性炭對(duì)二氧化硫的吸附容量有限，一般僅為卜2％，造成設(shè)備龐大，再生頻繁等問(wèn)題(2)以前的再生方式存在許多弊病，水洗再生不徹底，加熱再生消耗活性炭，造成浪費(fèi)，這也是制約炭法脫硫技術(shù)發(fā)展的又一因素；(3)副產(chǎn)品硫酸濃度低，難以濃縮。因此，如何趨利弊害，使炭法煙氣脫硫技術(shù)走向成熟和產(chǎn)業(yè)化是今后世界各國(guó)共同面臨的課題。
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