活性炭纤维(ACF)吸附脱除废气中氯化氢(HCl)的实验研究

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采用焚烧法处理生活垃圾虽然具有减量化、减容化、无害化以及可实现热值回收利用等优点,但焚烧过程中产生的二次污染问题不可忽视,作为主要气体污染物的HCl不仅严重污染环境,还会危害人体健康。垃圾组分中PVC的含量不断提高导致焚烧烟气中HCl浓度不断增加,因此对于HCl的排放控制显得尤为紧迫。本文采用活性碳纤维(Activated Carbon Fiber,ACF)作为吸附质,通过模拟烟气组分在小型固定床实验台架上开展ACF对HCl的吸附脱除实验。首先研究ACF对HCl的吸附脱除机理及ACF比表面积、HCl初始浓度、吸附温度、质流比W/Q、H2O蒸汽、O2、CO2对HCl吸附脱除的影响;其次通过改变气体组分,改变气体通入顺序的方法研究酸性污染气体SO2、NO对HCl吸附脱除的影响;最后考察经过热处理、溶液浸泡等不同方法改性后的ACF对HCl的吸附脱除效果。TPD曲线表明ACF对HCl的吸附仅为物理吸附,XPS测试结果表明ACF表面含氧官能团中的COOH、 C=O对HCl的吸附起促进作用;O2、CO2对HCl的吸附脱除没有影响;温度的升高、HCl浓度的增加均不利于HCl的吸附脱除;质流比W/Q、ACF比表面积的增加均有利于HCl的吸附脱除;气态H2O蒸汽不利于HCl的脱除;SO2对HCl的吸附脱除具有抑制作用,而NO能够促进HCl的吸附脱除,TPD曲线及官能团分析表明NO吸附过程中产生的-NO2可以与HCl产生化学反应,形成某种中间产物;改性研究表明:经过HNO3溶液和Cu(NO3)2溶液浸泡改性后的ACF对HCl的吸附脱除效果大幅增强,XPS测试表明改性后的ACF表面产生了-NO2、-NO3,TPD曲线表明它们与HCl发生了化学反应;热处理过程中由于COOH、 C=O分解,导致ACF对HCl的吸附效果减弱。
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