.292 北京科技大学学报 第31卷 大提高了活性炭的吸附效率，使得活性炭吸附烟气 脱硫法在工业上应用成为可能， 表2ACF样品的物理参数及化学成分 Table 2 Physical parameters and composition of ACF sample 单丝直径/堆积密度/ 总孔比容/ 比表面积/ 单分子饱和吸附量/ 元素的质量分数/% m (kg'm-3) (mLg) (m2g) (cmg1) C H 0 N 12~18 50 0.9 1550 250 80.4251.12512.4505.6550.245 表3ACF样品对S02的吸附性能(100℃) 增大，一方面$02的总量增大，另一方面烟气在流 Table 3 Adsorption properties of ACF for SO2 化反应器内的停留时间减少，吸附时间也相应减少. 氧气的体积 水蔡气的体积 饱和吸附量， 随着S02的总量基数的增大和吸附时间的减少，其 分数/% 分数/% G/(mg'g 脱硫效率必然降低，布袋除尘器作为一个简易的固 0 0 73.43 定床，其布袋表面附着了大量的有一定活性的 4 4 192.88 ACF,而布袋除尘器的工作温度要低于流化反应器 6 8 282.15 的工作温度，当含SO2气体穿透ACF层时会发生进 10 10 302.33 一步的吸附反应，增加了烟气与ACF的接触时间， 由表2中可以看出，PAN-ACF的BET表面积 间接地延长了系统的吸附时间，穿透AC℉层的气体 大，微孔多，且直接分布在固体表面，因此$02分子 中$02浓度越高，被吸附的S02也越多，布袋除尘 器的脱硫效率也越高.系统整体的脱硫效率随着烟 容易直接扩散到微孔中，在有氧气和水蒸气存在的 条件下，能够大大提高ACF对SO2的吸附容量.和 气流量的增大而降低· 100r 其他活性炭相比，其含N量高，增加了表面的碱性 活性位，有利于吸附酸性气体]. 80 2实验结果与讨论 ◆流化反应器脱硫效率 一布袋除尘器脱硫效率 在实验中没有对饱和吸附的ACF进行脱附再 一系统脱硫效率 循环，而是直接用新的ACF添加到ACF循环系中 20 ACF循环比N一：其中g为搅拌流化床入口循 上 环ACF的质量流量，gh;m为应加入的ACF的 10152025303540455055 烟气流量，Q(m.h) 质量流量gh1,m=02,Q为烟气流量，m3h-1; moo 图4烟气流量与脱硫效率的关系曲线 c为S02的质量浓度，mgm-3:m∞为ACF饱和吸 Fig.4 Effect of the flux of flue gas on the desulfuration efficiency 附容量，实验中取值为300mgg1,脱硫效率= 2.2烟气温度对脱硫效率的影响 Gn一cmX100%,cm为入口处二氧化硫的质量浓 在实验中，烟气流量为30m3h1,水蒸气体积 Cin 度，mgm一3，cau为出口处二氧化硫的质量浓度，mg· 分数为8%，S0z质量浓度控制在1200mg·m-3, -3 ACF循环比为20，新加入ACF质量流量为120g· m h-1.烟气温度与脱硫效率关系见图5. 2.1烟气流量对脱硫效率的影响 从图5中曲线可以看到：随着温度的升高，流化 在实验中，烟气温度控制在80℃，水蒸气的体 反应器的脱硫效率逐渐降低，温度低于90℃时脱硫 积分数为8%，S02的质量浓度控制在1200mg· 效率降低比较缓慢，当温度高于90℃时脱硫效率急 m-3,ACF循环比为20，新加入ACF的质量流量为 剧下降；布袋除尘器的脱硫效率随着温度的升高却 120gh1.烟气流量与脱硫效率关系见图4. 逐渐增大，导致这个现象的主要原因是随着烟气温 由图4中曲线可知：随着烟气流量的增大，流化 度的升高，反应温度与烟气绝热饱和温度差越来越 反应器的脱硫效率逐渐降低，而布袋除尘器的脱硫 大，水蒸气难以在AC℉表面发生凝结并沉积，导致 效率却逐渐增大，在流化反应器中，$02和O2与活 吸附反应仅仅停留在物理吸附层面上，难以发生进 性炭表面发生碰撞，发生吸附反应，随着烟气流量的 一步的化学吸附，直接影响了ACF的可吸附容量，大提高了活性炭的吸附效率‚使得活性炭吸附烟气 脱硫法在工业上应用成为可能． 表2 ACF 样品的物理参数及化学成分 Table2 Physical parameters and composition of ACF sample 单丝直径／ μm 堆积密度／ （kg·m －3） 总孔比容／ （mL·g －1） 比表面积／ （m 2·g －1） 单分子饱和吸附量／ （cm 3·g －1） 元素的质量分数／％ C H O N S 12～18 50 0∙9 1550 250 80∙425 1∙125 12∙450 5∙655 0∙245 表3 ACF 样品对 SO2 的吸附性能（100℃） Table3 Adsorption properties of ACF for SO2 氧气的体积 分数／％ 水蒸气的体积 分数／％ 饱和吸附量‚ G／（mg·g －1） 0 0 73∙43 4 4 192∙88 8 8 282∙15 10 10 302∙33 由表2中可以看出‚PAN-ACF 的 BET 表面积 大‚微孔多‚且直接分布在固体表面‚因此 SO2 分子 容易直接扩散到微孔中．在有氧气和水蒸气存在的 条件下‚能够大大提高 ACF 对 SO2 的吸附容量．和 其他活性炭相比‚其含 N 量高‚增加了表面的碱性 活性位‚有利于吸附酸性气体［14－15］． 2 实验结果与讨论 在实验中没有对饱和吸附的 ACF 进行脱附再 循环‚而是直接用新的 ACF 添加到 ACF 循环系中． ACF 循环比 N＝ q m ．其中 q 为搅拌流化床入口循 环 ACF 的质量流量‚g·h －1 ；m 为应加入的 ACF 的 质量流量‚g·h －1‚m＝ Qc m∞ ‚Q 为烟气流量‚m 3·h －1 ； c 为 SO2 的质量浓度‚mg·m －3 ；m∞为 ACF 饱和吸 附容量‚实验中取值为300mg·g －1．脱硫效率 η＝ cin－ccot cin ×100％‚cin 为入口处二氧化硫的质量浓 度‚mg·m －3‚cout为出口处二氧化硫的质量浓度‚mg· m －3． 2∙1 烟气流量对脱硫效率的影响 在实验中‚烟气温度控制在80℃‚水蒸气的体 积分数为8％‚SO2 的质量浓度控制在1200mg· m －3‚ACF 循环比为20‚新加入 ACF 的质量流量为 120g·h －1．烟气流量与脱硫效率关系见图4． 由图4中曲线可知：随着烟气流量的增大‚流化 反应器的脱硫效率逐渐降低‚而布袋除尘器的脱硫 效率却逐渐增大．在流化反应器中‚SO2 和 O2 与活 性炭表面发生碰撞‚发生吸附反应‚随着烟气流量的 增大‚一方面 SO2 的总量增大‚另一方面烟气在流 化反应器内的停留时间减少‚吸附时间也相应减少． 随着 SO2 的总量基数的增大和吸附时间的减少‚其 脱硫效率必然降低．布袋除尘器作为一个简易的固 定床‚其布袋表面附着了大量的有一定活性的 ACF‚而布袋除尘器的工作温度要低于流化反应器 的工作温度‚当含 SO2 气体穿透 ACF 层时会发生进 一步的吸附反应‚增加了烟气与 ACF 的接触时间‚ 间接地延长了系统的吸附时间‚穿透 ACF 层的气体 中 SO2 浓度越高‚被吸附的 SO2 也越多‚布袋除尘 器的脱硫效率也越高．系统整体的脱硫效率随着烟 气流量的增大而降低． 图4 烟气流量与脱硫效率的关系曲线 Fig．4 Effect of the flux of flue gas on the desulfuration efficiency 2∙2 烟气温度对脱硫效率的影响 在实验中‚烟气流量为30m 3·h －1‚水蒸气体积 分数为8％‚SO2 质量浓度控制在1200mg·m －3‚ ACF 循环比为20‚新加入 ACF 质量流量为120g· h －1．烟气温度与脱硫效率关系见图5． 从图5中曲线可以看到：随着温度的升高‚流化 反应器的脱硫效率逐渐降低‚温度低于90℃时脱硫 效率降低比较缓慢‚当温度高于90℃时脱硫效率急 剧下降；布袋除尘器的脱硫效率随着温度的升高却 逐渐增大．导致这个现象的主要原因是随着烟气温 度的升高‚反应温度与烟气绝热饱和温度差越来越 大‚水蒸气难以在 ACF 表面发生凝结并沉积‚导致 吸附反应仅仅停留在物理吸附层面上‚难以发生进 一步的化学吸附‚直接影响了 ACF 的可吸附容量‚ ·292· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷