用活性炭吸附二氧化硫模擬實驗

鄭愛華（北票市污染減排與總量控制辦公室，遼寧 北票 122100）

用活性炭吸附二氧化硫模擬實驗

鄭愛華
（北票市污染減排與總量控制辦公室，遼寧 北票 122100）

摘要：目前凈化煙氣的方法很多，主要有吸附法、吸收法、催化法、冷凝法和燃燒法。其中吸附法由于固體吸附劑吸附量小，需要的吸附劑量大，設備就大，一次性投資大，所以存在一些弊端。但是吸附法具有選擇性高，凈化效率高，吸附劑能再生，能實現自動控制等優點，在世界各國環境工程中得到了廣泛的應用。隨著我國經濟的增長，人們生活水平的提高，人們對生存環境的質量要求越來越高，吸附法在我國得到了廣泛的應用和推廣。

關鍵詞：活性炭；吸附；二氧化硫

洗發發凈化煙氣的工藝流程設計計算，隨著不同的吸附質和采用不同的吸附劑而異。就是對同種吸附質采用相同的吸附劑，因生產吸附劑的廠家不同，性能不一，得出的數據也大相徑庭，因此很難找出一組數據可做為設計計算的依據。本實驗采用比較簡單的工藝流程裝置，用市售活性炭在常溫下吸附含二氧化硫的氣體。得出不同高度時的穿透時間，從而計算出吸附量（靜活性和動活性），可作為設計計算時的依據。

表1

吸附柱中活性炭層高乙（m）　0 . 2 5　0 . 5 0　0 . 7 5　1 . 0 0測得濃度采樣點　A　B　A　B　A　B　A　B采樣時間（m i n ）5 0　7 . 9 9 6　/ 6 0　7 . 8 3 4　/ 7 0　7 . 7 7 2　/ 8 0　7 . 8 8 5　/ 9 0　7 . 4 6 4　/ 1 0 0　7 . 8 9 9 0 . 0 1 6 1 1 0　7 . 8 5 4 0 . 4 3 0 1 2 0　7 . 8 0 3 2 . 5 4 6 1 9 0　 　 　7 . 5 5 5　/ 2 0 0　 　 　7 . 3 9 3　/ 2 1 0　 　 　7 . 7 4 5　/ 2 1 5　 　 　7 . 9 3 2 0 . 0 4 6 2 2 0　 　 　7 . 4 3 8 1 . 0 3 3 3 0 0　 　 　 　 　7 . 6 4 3　/ 3 1 0　 　 　 　 　7 . 4 3 2　/ 3 2 0　 　 　 　 　7 . 5 0 9　/ 3 2 5　 　 　 　 　7 . 6 6 0　/ 3 3 0　 　 　 　 　7 . 6 4 6 0 . 3 2 5　 　/ 3 3 5　 　 　 　 　7 . 8 9 7 1 . 2 4 0　 　/ 4 2 0　 　 　 　 　 　 　7 . 9 9 0　/ 4 3 0　 　 　 　 　 　 　7 . 4 1 2　/ 4 3 5　 　 　 　 　 　 　7 . 2 3 4 4 4 0　 　 　 　 　 　 　7 . 5 6 9 4 4 5　 　 　 　 　 　 　7 . 4 1 3 0 . 1 2 9 4 5 0　 　 　 　 　 　 　7 . 3 0 0 2 . 1 4 3

一、實驗流程

由鋼瓶來的二氧化硫氣體經過流量計與壓縮空氣泵來的經流量計乙的空氣混合，經管道送入內裝有活性炭的吸附柱進行吸附；由吸附柱出來的凈化氣體經堿吸收后，再經水吸收，最后通過緩沖瓶由真空泵排出。在吸附柱的進出口設立取樣點A和B。

表2

二、實驗裝置及條件的幾點說明

1吸附柱的材料用有機玻璃柱，直徑10cm，高1.5m，管道采用塑料膠管，閥門也采用塑料制品。進出吸附柱的管段用橡皮聯接，以便抽氣采樣。

2整個系統密封性要好，特別是采樣點B前的部分應嚴格密封。

3壓縮空氣與二氧化硫氣體混合后，應通過一定長度的管道進入吸附柱，以便很好的混合均勻，減小測試誤差。

4活性炭裝填應緊湊，市售活性炭的性能如下：直徑3mm，真密度300g/l~ 600g/l，比表面積700m2/g~1600m2/g，孔隙率0.33~0.43cm3/cm3。

5實驗時空塔氣速控制在0.3m/s左右，流量計甲的流量控制在4.5lm/min，流量計乙的流量控制在15ol/min；操作時的環境溫度為18℃，空氣的濕度為0.98%。

表3

三、測試結果及數據處理

不同高度時的活性炭吸附層吸附相同濃度的二氧化硫氣體可得不同的穿透時間（由氣流進入固定床床層列床層被穿透這段時間）。實驗時每次用注射器在吸附柱的進出口A、B點分別吸取10mL的氣體進行分析，二氧化硫濃度的分析方法采用我國監測規范中規定的標準分析法。實驗結果見表1。

由表2可以求出斜率K=493.3min/m。

四、靜活

性和動活性的計算

靜活性是指一定的溫度下，與流體相中不同高度的動活性計算結果見表3。

五、結果

討論

本實驗裝置是在常溫常壓下在空氣中吸附二氧化硫氣體，測得靜活性較大。但總的說來，用活性炭吸附二氧化硫的凈化能力比用活性炭吸附諸如四氯化碳等有機溶劑的凈化能力要小的多，因此用吸附法凈化二氧化硫的吸附裝置最好用于凈化低濃度的二氧化硫煙氣。如果二氧化硫濃度較高，應首先通過其他凈化裝置降低二氧化硫的濃度，然后再通過吸附裝置把煙氣凈化干凈。否則高濃度的二氧化硫氣體會使吸附劑很快達到飽和，再生周期減小。

吸附柱中活性炭層越厚，動活性越大，活性炭的利用率越高，列乙等于0.55m時，動活性的增大速率變小。所以確定床層高度時應最小不低于0.55m。但也不能太高，否則壓降增加。

本實驗裝置簡單易制，可作為一般廠家用吸附法凈化煙氣中的二氧化硫的模擬實驗，如果煙氣性能不同，可在此實驗裝置前加上適當的裝置：如升溫，升壓，增加水份，增加氧份或其他氣體成份等裝置，以便與真實情況吻合。

參考文獻

[1]李國蓮.改性活性炭吸附凈化二氧化硫實驗研究[J].安徽建筑工業學院學報：自然科學版，2010，18（02）：71-74.

中圖分類號：TQ424.1

文獻標識碼：A