铝电解过程中,会产生大量含有CO2、PFCs和HF的烟气。随着环保要求日趋严格,对烟气净化的要求越来越高,提高烟气净化效率就显得愈加重要。基于铝电解工业现行的干法烟气净化工艺,本课题开展了氧化铝对氟化氢的穿透吸附实验,并对氟化氢在氧化铝颗粒表面的吸附机理进行了部分研究。针对我国氧化铝行业中新兴的高铝粉煤灰生产氧化铝技术,本论文中还将一种拜耳法氧化铝和一种粉煤灰酸法氧化铝的吸附行为和吸附机理进行了对比研究。本研究工作中,首先测试了两种氧化铝的微观形貌、物相组成、粒径分布、比表面积、孔径分布及灼减。然后采用实验室自行设计、搭建的固定床吸附装置对两种氧化铝进行了 25℃和70℃温度下的穿透吸附实验。最后采用X射线衍射分析和X射线光电子能谱对穿透后的载氟氧化铝样品进行表征分析,探究氟化氢在两种氧化铝上的化学吸附机理。从两种氧化铝的对比结果可以发现,两种氧化铝的主要区别在于微观形貌、粒径分布、孔径分布及灼减。拜耳法氧化铝与粉煤灰酸法氧化铝的单个颗粒通常由多个较小的氧化铝颗粒集聚而成,内部均呈现取向明显的狭缝,但粉煤灰酸法氧化铝的表面常覆盖一层薄片且内部空隙更大。与拜耳法氧化铝相比,粉煤灰酸法氧化铝的平均粒径明显偏大,为155μm,且其粒径分布范围更宽。两种氧化铝的B.E.T.比表面积差别不大,拜耳法氧化铝97.79 m2/g,粉煤灰酸法氧化铝101.31m2/g。B.J.H.孔径分布结果显示,粉煤灰酸法氧化铝具有较拜耳法氧化铝更宽的孔径分布,粉煤灰酸法氧化铝最可几孔径7.94nm,拜耳法氧化铝5.46nm。粉煤灰酸法氧化铝的高温灼减大于拜耳法氧化铝,表明粉煤灰酸法氧化铝具有较高的羟基含量。吸附机理方面,研究了氧化铝附着水含量对两种氧化铝的穿透吸附量和吸附机理的影响。25℃时,附着水含量从0%升高至3.83%,拜耳法氧化铝的穿透吸附量由34.85mgHF/gAl2O3提高到47.99mgHF/gAl2O3;但对粉煤灰酸法氧化铝穿透吸附量的提升并不明显,MOI含量为0和3.91%时,粉煤灰酸法氧化铝的含量分别为35.71mgHF/gAl2O3和37.34mgHF/gA12O3。当吸附温度升高至70℃,两种氧化铝的穿透吸附量都有所减小,其中粉煤灰酸法氧化铝的穿透吸附量减小了36.69%。对25℃穿透吸附实验得到的两种载氟氧化铝和原样品分别进行X射线光电子能谱分析。发现两种载氟氧化铝中均出现Al-F和F-O/F-OH键存在的证据。且随着氧化铝附着水含量升高,Al-F和F-O/F-OH键含量呈现降低趋势。对氟的修正俄歇参数进行计算,显示吸附水含量为0%的载氟氧化铝样品中的氟键合方式更接近AlF3形式。说明在载氟氧化铝中,氟元素除了直接与氧化铝中的铝和氧直接键合,随着物理吸附水含量的增加,氟元素还可能通过水分子以氢键互相链结吸附更多的氟化氢分子。