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摘要:本文选用4种商业活性炭作为脱硫吸附剂,采用孔径分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱与Bohem滴定测试活性炭孔隙结构与表面官能团。以SO2/O2/N2/H2O为模拟烟气,进行固定床等温吸附实验。研究固定床工艺参数对SO2吸附性能的影响,关联分析活性炭物性与S02吸附量的关系,分析活性炭吸附SO2的吸附动力学和吸附平衡,建立活性炭固定床传质模型。主要研究内容及结论包括:(1)考察固定床工艺参数对SO2吸附性能影响。结果表明:穿透时间及SO2吸附量随着相对湿度的增大而增加。粒径减小时,穿透时间和SO2吸附量增大。进气浓度增大时,穿透曲线变陡,穿透时间指数下降,SO2吸附量在低浓度区增加明显。吸附温度增大时,穿透曲线变陡,穿透时间和SO2吸附量急剧下降。床层高度增高时,穿透曲线变平缓,穿透时间显著增加,吸附量微升。空塔速度增大,穿透曲线变陡,穿透时间减小,吸附量增大。(2)关联分析活性炭物性与SO2吸附量的关系。结果表明:次微孔孔容、微孔孔容和微孔比表面积与吸附量存在明显线性相关,超微孔存在不利于S02吸附。活性炭孔隙结构对吸附量影响大小为:次微孔孔容>微孔孔容>微孔比表面积>总比表面积>总孔容>超微孔孔容。吸附量随着酸性官能团的增加而减小,随着碱性官能团的增加而增大,碱性官能团对SO:吸附有促进作用。(3)分析活性炭吸附SO2的吸附动力学和吸附平衡。结果表明:动力学模型非线性拟合效果为:Bangham模型>Lagergren模型>Ho模型>Elovich模型。吸附等温线线性拟合效果为:Redlich-Peterson> Freundlich> Langmuir-1> Langmuir-2> Langmuir-3> Langmuir-4;而非线性拟合效果为:Redlich-Peterson> Freundlich> Langmuir。 Redlich-Peterson和Freundlich非线性拟合优于线性拟合。(4)建立活性炭固定床传质模型,考察传质系数、温度、浓度和空塔速度对浓度分布的影响。结果表明:模拟值和实验值能较好的吻合。传质系数减小,传质区变宽,浓度曲线变缓。吸附温度和进气浓度增大,传质区移动速度加快;空塔速度增大,传质区由短变长,吸附穿透时间减小;传质系数随吸附温度和空塔速度的增大而增大;进气浓度增大到一定程度时,传质系数不再增加。