用活性炭吸附二氧化硫模拟实验

郑爱华（北票市污染减排与总量控制办公室，辽宁 北票 122100）

用活性炭吸附二氧化硫模拟实验

郑爱华
（北票市污染减排与总量控制办公室，辽宁 北票 122100）

摘要：目前净化烟气的方法很多，主要有吸附法、吸收法、催化法、冷凝法和燃烧法。其中吸附法由于固体吸附剂吸附量小，需要的吸附剂量大，设备就大，一次性投资大，所以存在一些弊端。但是吸附法具有选择性高，净化效率高，吸附剂能再生，能实现自动控制等优点，在世界各国环境工程中得到了广泛的应用。随着我国经济的增长，人们生活水平的提高，人们对生存环境的质量要求越来越高，吸附法在我国得到了广泛的应用和推广。

关键词：活性炭；吸附；二氧化硫

洗发发净化烟气的工艺流程设计计算，随着不同的吸附质和采用不同的吸附剂而异。就是对同种吸附质采用相同的吸附剂，因生产吸附剂的厂家不同，性能不一，得出的数据也大相径庭，因此很难找出一组数据可做为设计计算的依据。本实验采用比较简单的工艺流程装置，用市售活性炭在常温下吸附含二氧化硫的气体。得出不同高度时的穿透时间，从而计算出吸附量（静活性和动活性），可作为设计计算时的依据。

表1

吸附柱中活性炭层高乙（m）　0 . 2 5　0 . 5 0　0 . 7 5　1 . 0 0测得浓度采样点　A　B　A　B　A　B　A　B采样时间（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、实验流程

由钢瓶来的二氧化硫气体经过流量计与压缩空气泵来的经流量计乙的空气混合，经管道送入内装有活性炭的吸附柱进行吸附；由吸附柱出来的净化气体经碱吸收后，再经水吸收，最后通过缓冲瓶由真空泵排出。在吸附柱的进出口设立取样点A和B。

表2

二、实验装置及条件的几点说明

1吸附柱的材料用有机玻璃柱，直径10cm，高1.5m，管道采用塑料胶管，阀门也采用塑料制品。进出吸附柱的管段用橡皮联接，以便抽气采样。

2整个系统密封性要好，特别是采样点B前的部分应严格密封。

3压缩空气与二氧化硫气体混合后，应通过一定长度的管道进入吸附柱，以便很好的混合均匀，减小测试误差。

4活性炭装填应紧凑，市售活性炭的性能如下：直径3mm，真密度300g/l~ 600g/l，比表面积700m2/g~1600m2/g，孔隙率0.33~0.43cm3/cm3。

5实验时空塔气速控制在0.3m/s左右，流量计甲的流量控制在4.5lm/min，流量计乙的流量控制在15ol/min；操作时的环境温度为18℃，空气的湿度为0.98%。

表3

三、测试结果及数据处理

不同高度时的活性炭吸附层吸附相同浓度的二氧化硫气体可得不同的穿透时间（由气流进入固定床床层列床层被穿透这段时间）。实验时每次用注射器在吸附柱的进出口A、B点分别吸取10mL的气体进行分析，二氧化硫浓度的分析方法采用我国监测规范中规定的标准分析法。实验结果见表1。

由表2可以求出斜率K=493.3min/m。

四、静活

性和动活性的计算

静活性是指一定的温度下，与流体相中不同高度的动活性计算结果见表3。

五、结果

讨论

本实验装置是在常温常压下在空气中吸附二氧化硫气体，测得静活性较大。但总的说来，用活性炭吸附二氧化硫的净化能力比用活性炭吸附诸如四氯化碳等有机溶剂的净化能力要小的多，因此用吸附法净化二氧化硫的吸附装置最好用于净化低浓度的二氧化硫烟气。如果二氧化硫浓度较高，应首先通过其他净化装置降低二氧化硫的浓度，然后再通过吸附装置把烟气净化干净。否则高浓度的二氧化硫气体会使吸附剂很快达到饱和，再生周期减小。

吸附柱中活性炭层越厚，动活性越大，活性炭的利用率越高，列乙等于0.55m时，动活性的增大速率变小。所以确定床层高度时应最小不低于0.55m。但也不能太高，否则压降增加。

本实验装置简单易制，可作为一般厂家用吸附法净化烟气中的二氧化硫的模拟实验，如果烟气性能不同，可在此实验装置前加上适当的装置：如升温，升压，增加水份，增加氧份或其他气体成份等装置，以便与真实情况吻合。

参考文献

[1]李国莲.改性活性炭吸附净化二氧化硫实验研究[J].安徽建筑工业学院学报：自然科学版，2010，18（02）：71-74.

中图分类号：TQ424.1

文献标识码：A