A hagyományos aktív szénhez képest az aktív szénszál fizikai és kémiai tulajdonságaiban nyilvánvaló előnyökkel jár. Nanoporózus adszorpciós anyagként az aktív szénszál karcsú szálszerkezettel rendelkezik, átmérője körülbelül 20μm és nagy szilárdságú, és különféle formákká alakítható (például filc, szövet stb.). Fajlagos felülete 2 000 m2/g-ig, felülete százszoros vagy akár ezerszeres aktív szén, ezzel nagymértékben növelve az adszorpciós és katalitikus kapacitást; Mivel pórusai nanoméretű felületi pórusok (<2 nm),="" bőséges="" mennyiségben="" és="" egyenletes="" elrendezésűek,="" amelyek="" nemcsak="" a="" gáz="" diffúziós="" ellenállását="" csökkenthetik="" az="" adszorpciós="" folyamatban,="" hanem="" az="" aktív="" szénszálat="" is="" könnyen="" regenerálják.="" a="" deszorpciós="">
Az aktív szénszál felületén található nanopórusok dúsítása (molekulaszűrő hatás) miatt ultraalacsony koncentrációjú SO2-t képes eltávolítani, ami még a jelenlegi legmagasabb kéntelenítési hatékonyságú nedves kéntelenítési eljárás sem valósítható meg, nem csak felhasználható erőművi füstgázok kéntelenítésére és denitrálására, de használható a környezet javítására is forgalmas kereszteződésekben, parkokban és más helyeken. Ezenkívül a denitrálási folyamathoz nincs szükség további reagensek hozzáadására, egyidejű kéntelenítés és denitrálás érhető el, az átfogó gazdaságosság jobb, mint az aktív szén. Az egyszerű eljárás, a másodlagos szennyezésmentesség és az erőforrások megújuló hasznosításának előnyei miatt ez a módszer világszerte a környezetvédelmi kutatások forró pontjává vált.
1.Az aktív szénszál kéntelenítésének elve
Mivel az aktív szénszál a hagyományos aktív szénhez képest összehasonlíthatatlan adszorpciós teljesítményt nyújt, széles körű alkalmazási lehetőségei vannak az SO2 eltávolítására. Az 1. ábrán az 1. ábrán látható a SO2 füstgázból aktív szénszállal történő folyamatos eltávolításának elve. Az aktív szénszálon történő adszorpció után a SO2 oxigén jelenlétében SO3-dá katalizálódik. A SO3 ezután reakcióba lép a füstgázban lévő vízgőzzel, és kénsavat képez, amelyet az aktív szénszálon lévő kondenzvíz túlzott mennyisége eluál, így kiürül az SO2 adszorpciós helye és SO2 keletkezik. Az adszorpció, az oxidatív hidratáció és a kénsav deszorpció ciklusa folyamatosan folytatódik, amely nemcsak a szénanyagok kopásból vagy regenerációból eredő veszteségét és aktivitáscsökkenését képes elkerülni, hanem a szénanyagok gyakori regenerálódását is, csökkentve ezzel az üzemeltetési költséget.
2. NOx eltávolítása
Az NOx a levegőszennyezés egyik fő anyaga is. Az NOx füstgázból történő eltávolítását NH3 szelektív katalitikus redukciós (SCR) eljárással széles körben alkalmazzák, és az általánosan használt katalizátorok a fém-oxidok, a zeolit és az aktív szén. A magas NOx eltávolítási sebesség biztosítása érdekében fém-oxid katalizátort és zeolit katalizátort kell használni 180-330 °C hőmérséklet-tartományban.℃, túl magas hőmérséklet, az NH oxidálódik; Az alacsony hőmérséklet alacsony katalizátoraktivitást okoz. Az SCR eljárás hátránya, hogy időnként szükséges a füstgáz felmelegítése. A kénsav aktiváló kezelés után az aszfalt alapú aktív szénszál szelektív katalitikus redukciót hajt végre a füstgázban lévő NOx-ben. Ha a gáz oxigéntartalma 10%-nál kisebb, az NOx szelektív katalitikus redukciójának aktivitása nagymértékben javul. I. Mochida et al. szisztematikusan tanulmányozta egy sor aszfalt alapú aktív szénszál katalitikus teljesítményét, és megállapította, hogy egyetlen aktív szénszál szobahőmérsékleten 10 ml/m3 alá csökkentheti a füstgáz NO-tartalmát. Ugyanakkor a tanulmány azt is megállapította, hogy a magas hőmérsékletű hevítési kezelés után az aktív szénszál nagyobb aktivitást mutat.
M. Shirahama et al. karbamidot töltött az aktív szénszálra szobahőmérsékleten, és eltávolította az NO-t a redukáló levegőből, ami 50-ről 1000 ml/m3-re csökkentette nitrogénné, és folytatni tudta a redukciót, amíg a karbamid teljesen el nem fogy.
3.Az aktív szénszál kéntelenítésének kutatási iránya elfogyott
Más kéntelenítési és denitrifikációs módszerekkel összehasonlítva az aktív szénszál kéntelenítésének és denitrifikációjának előnyei az egyszerű folyamat, a másodlagos szennyezés hiánya, az erőforrások megújuló hasznosítása, és nagyon széles körű alkalmazási lehetőségei vannak. Számos alapkutatás létezik azonban a reakciómechanizmusról, az aktív szénszálak előállításáról és módosításáról, valamint az egyidejű kéntelenítésről és denitrálásról. Emellett gyakorlati szempontból a folyamattervezés is a további kutatások tartalma. Ezért az aktív szénszálak kéntelenítésének és denitrifikációjának főbb kutatási irányai a jövőben az alábbiakban foglalhatók össze:
(1) Az aktív szénszál kéntelenítésének és denitrálásának belső mechanizmusa, különösen a felületi funkciós csoportok és a kéntelenítési és denitrálási teljesítmény közötti kapcsolat;
(2) Az aktív szénszál módosítási módszere;
(3) Az aktív szénszálas kéntelenítés és a denitrifikáció közötti kölcsönhatás, valamint a kéntelenítési és denitrifikációs feltételek optimalizálása.
