载镍活性炭低温脱硫及其制备影响因素研究

活性炭负载镍催化剂具有较好的低温脱硫性能。为研发适合钢铁企业烧结烟气低温脱硫的活性炭,以椰壳活性炭为研究对象,采用硝酸镍浸渍法制备载镍活性炭,使用模拟烧结烟气开展了炭基和载镍(0.5%、1%、2%、3%、4%)活性炭(0.5Ni/AC、1Ni/AC、2Ni/AC、3Ni/AC、4Ni/AC)脱硫实验,并通过扫描电镜和X射线衍射仪对炭基和催化剂进行表征。炭基脱硫性能研究结果表明,当反应温度为30℃时,炭基活性炭脱硫效果最好,反应温度越低对物理吸附越有利,反应温度越高对化学吸附越有利;分析表明炭基脱硫机理为SO_2、O_2和H_2O被活性炭吸附成为吸附态,主要在微孔条件下形成硫酸。载镍活性炭脱硫反应温度、空速和SO_2入口质量分数影响因素研究结果表明,反应温度为60℃时,1Ni/AC催化剂具有最佳的脱硫率,其保持100%脱硫率的时间长达120 min;脱硫剂的脱硫率随空速的升高而不断下降,低空速有利于反应的进行;SO_2的入口质量分数在0.1%~0.3%时,有利于脱硫反应的进行。分析脱硫前后催化剂表征结果可知,脱硫反应后会在活性炭孔表面出现大量脱硫产物,堵塞了活性炭孔道,覆盖了催化剂表面的活性位,中断了催化剂脱硫反应链。当焙烧温度大于900℃时,镍全部以单质镍形式存在于活性炭中;600~800℃焙烧温度条件下,脱硫剂具有较高的脱硫率,镍的主要存在形态为Ni O。当Ni的负载量为1%时,脱硫剂具有最好的脱硫效果。研究结果可为烧结烟气低温脱硫及多污染物协同治理提供借鉴。     

负载镍和酸改性活性炭脱硫影响因素

钢铁企业烧结烟气温度低且具有多污染物排放特点。活性炭(AC)是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料,且负载镍活性炭有较好的低温脱硫性能。为深入探究酸改性后负载镍活性炭用于钢铁企业烧结烟气低温脱硫的可行性,采用硝酸对椰壳活性炭进行改性并负载镍,模拟烧结烟气开展了反应温度和改性条件对活性炭脱硫影响研究,通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶转换红外光谱(FT-IR)对炭基和载镍活性炭进行表征。分析表明:Ni负载量为1%时,活性炭具有最佳脱硫能力;负载1%镍的硝酸改性活性炭(1Ni/NAC)最佳脱硫反应温度为60℃;AC载体经硝酸处理后脱硫性能得以提高。活性炭经硝酸处理后仍然保留丰富的多孔结构,比表面积、微孔容积和总孔容积均有所增加,酸改性可去除部分杂质以改善Ni的分散度,活性炭表面的酸性含氧官能团也有所增加。研究成果可为活性炭治理钢铁企业烧结烟气多污染物提供借鉴。     

Fe_2O_3和K_2CO_3对钙基添加剂脱硫脱硝的影响

在研究焦炭燃烧过程中使用钙基添加剂固硫的基础上,探讨了Fe_2O_3或K_2CO_3对CaO脱硫脱硝的影响。实验结果表明:添加剂的种类对焦炭燃烧过程中排放的SO_2和NO的浓度及总量均有一定的影响;加入Fe_2O_3或K_2CO_3替代部分CaO后,焦炭燃烧过程中排放的SO_2和NO比单独加入CaO时均有所下降;向焦炭中分别混合3.0%(w)CaO),1.5%(w)CaO+1.5%(w)Fe_2O_3,1.5%(w)CaO+1.5%(w)K_2CO_3的添加剂时,焦炭的SO_2排放总量分别降低了69.93%,75.98%,79.98%,NO排放总量分别降低了64.38%,79.73%,84.14%;加入Fe_2O_3或K_2CO_3后,钙基添加剂的表面性质发生了变化,同时增加了反应的活性中心数,因而复合添加剂能更有效地进行脱硫脱硝。