论文摘要
燃煤电站排放的S02、NOx等污染物严重威胁着大气环境和人类健康。活性炭（焦）吸附多污染联合控制技术因其具有工艺流程简单、吸附效率高、活性炭（焦）可循环再生等特点,获得了普遍的关注。生物质秸秆具有资源丰富、低硫、低氮、零C02净排放及可再生的特性。因此,开展生物质焦制备及其对烟气中S02、NOx吸附特性的研究具有重要的理论价值和工程应用前景。论文以麦秆、稻秆、棉花秆、玉米秆和稻壳等五种生物质为对象,分析测定了其工业分析成分、元素分析成分、表观形貌特征和比表面积与孔隙结构特性,并利用热重分析仪研究了其热重特性,并分别采用Coats-Redfern模型和Freeman-Carroll模型计算了五种生物质的热解动力学参数,结果表明：生物质热解阶段基于Coats-Redfern法的活化能在27.34kJ-mol-1～79.43kJ-mol-1之间;Freeman-Carroll法求的的活化能在53.65kJ·mol-1～101.39kJ·mol-1之间。利用自建的固定床生物质焦制备实验装置,开展了麦秆等五种秸秆生物质焦的制备及表征的实验研究,并分别利用扫描电子显微镜（SEM）和比表面积与孔隙度分析仪测定了其孔隙结构特性。结果表明：1)五种生物质焦中的挥发份含量随热解温度升高逐渐减少,五种生物质焦中的固定碳与灰分随着热解温度升高而增加；每种热解生物质的得焦率随热解温度升高显著下降,在673K-1073K热解范围内,在相同制焦条件下,热解生物质的得焦率从高到底顺序为稻壳>稻秆>玉米秆>棉花秆>麦秆。2)随着热解温度的升高,生物质焦表面的热分解程度显著明显,出现大量的孔隙结构,表层结构破裂程度逐渐增强。3)生物质原料的孔隙结构参数的数值较小,经不同条件的热解后均获得了一定的提升,873K下快速热解的效果最佳。4)经过水蒸气活化后生物质焦的孔隙结构参数得到了显著的提升。利用固定床吸附实验装置,研究了生物质焦吸附SO2/NO特性,实验结果表明：1)随着生物质焦颗粒粒径的减小,吸附量逐渐增加,穿透时间越长。2)在873K热解温度为下热解制得的生物质焦的吸附效果好于其他热解温度下制取的焦样。3)快速热解制得的生物质焦的吸附效果好于慢速热解下制取的焦样。4)不同原料种类的生物质焦的吸附量存在差异,SO2吸附量从大到小依次为：麦秆,玉米秆,稻秆,稻壳,棉花秆；NO吸附量从大到小依次为：麦秆,稻秆,玉米秆,稻壳,棉花秆。5)生物质焦对S02与NO的吸附效率与吸附量都随着吸附温度的升高而下降。6)生物质焦单独吸附的SO2的吸附性能要明显好于吸附NO,SO2在联合吸附中对NO的吸附过程起到促进作用,但同时其自身的吸附效果明显减弱。论文利用固定床吸附实验装置开展了水蒸汽活化生物质焦吸附SO2/NO特性的实验研究,结果表明：1)活化后生物质焦对S02与NO的吸附量都得到了显著提升,活化后生物质焦比表面积与孔隙结构参数的升高对吸附量的增大起到主要的作用。2)873K热解制取的生物质焦经活化后其吸附效果依然好于其他热解温度制取的焦样。3)快速热解制取的生物质焦经活化后其吸附效果依然好于慢速热解制取的焦样。4)水蒸气活化温度为1073K时所制取的生物质焦的吸附量最大。5)麦秆活化焦的吸附效果明显好于稻壳活化焦。6)随着SO2与NO的浓度的降低,穿透时间得到延长,但造成吸附量明显下降。
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相关论文文献
- [1].钴、锰改性方法对酚醛炭泡沫除SO_2/NO的影响[J]. 华侨大学学报(自然科学版) 2014(05)