热改性对柱状活性炭脱硫能力的影响

作者：佘雪峰; 刘松昊; 王延江; 王建芳; 王静松; 薛庆国

来源：钢铁, 2022, 57(04): 130-137.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20210618

• 活性炭
• 吸附
• 热改性
• 脱硫
• 官能团

在N_2保护下采用不同温度对柱状活性炭进行热改性，得到了5种改性活性炭(AC-1～AC-5),将改性前后的活性炭(AC)分别置于含有SO_2且有水蒸气和氧气存在的条件下进行脱硫试验，利用气体吸附仪和扫描电镜对改性前后活性炭表面的物理性质进行了表征。试验结果表明，当改性温度为700～900℃时，改性后活性炭的脱硫能力随着改性温度的升高而提升，当改性温度为900℃时，所得活性炭的脱硫能力最强，当改性温度达到1 100℃时活性炭脱硫能力明显变差。气体吸附仪所得的BET分析结果和扫描电镜的结果表明，在加热过程中活性炭部分原本堵塞的孔道被打开，增大了其吸附表面积，对提升活性炭的初始脱硫率有利，但过高温度会破坏活性炭原有孔径结构，导致AC-4和AC-5样品脱硫能力变差。此外，利用程序升温脱附技术(TPD)对活性炭样品AC～AC-4的酸碱量进行了分析，结果表明，活性炭表面强碱中心的碱量与其脱硫能力存在良好的正线性相关关系，对比样品AC-2和AC-3发现，在活性炭物理性质差别不大的情况下，其脱硫能力的提升主要得益于表面化学性质的改变，尤其是碱性的增强。同时，通过Boehm滴定并结合傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭样品AC和AC-3的表面酸性官能团变化进行分析，发现在热改性后活性炭表面羧基、内酯基和羟基数量减少，这说明热处理能使活性炭表面的酸性官能团分解，有利于提升其脱硫能力。

• 单位
  北京科技大学; 钢铁冶金新技术国家重点实验室