Σε σύγκριση με τον συμβατικό ενεργό άνθρακα, η ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα έχει προφανή πλεονεκτήματα στις φυσικές και χημικές ιδιότητες. Ως νανο-πορώδες υλικό προσρόφησης, η ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα έχει μια λεπτή δομή ινών με διάμετρο περίπου 20μm και υψηλής αντοχής, και μπορεί να επεξεργαστεί σε διάφορα σχήματα (όπως τσόχα, ύφασμα κ.λπ.). Ειδική επιφάνεια έως 2 000m2 /g, η επιφάνειά της είναι εκατό ή και χίλιες φορές ενεργού άνθρακα, αυξάνοντας έτσι σημαντικά την προσρόφηση και την καταλυτική ικανότητα. Επειδή οι πόροι του είναι πόροι επιφάνειας νανοκλίμακες (<2 nm),="" abundant="" in="" quantity="" and="" uniform="" in="" arrangement,="" which="" can="" not="" only="" reduce="" the="" diffusion="" resistance="" of="" gas="" in="" the="" adsorption="" process,="" but="" also="" easily="" regenerate="" the="" activated="" carbon="" fiber="" in="" the="" desorption="">
Λόγω του εμπλουτισμού των νανο-πόρων στην επιφάνεια των ενεργών ινών άνθρακα (μοριακό αποτέλεσμα κόσκινου), μπορεί να αφαιρέσει την εξαιρετικά χαμηλή συγκέντρωση SO2, την οποία ακόμη και η τρέχουσα υγρή διαδικασία αποθείωσης με την υψηλότερη απόδοση αποθείωσης δεν μπορεί να γίνει, όχι μόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθείωση και την αποναύξη του απαερίων σταθμών παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση του περιβάλλοντος στις πολυάσχολες διασταυρώσεις, πάρκα και άλλα μέρη. Επιπλέον, η διαδικασία αποναύλωσης δεν χρειάζεται να προσθέσει πρόσθετα αντιδραστικά, μπορεί να επιτύχει ταυτόχρονη αποθείωση και απονιτοποίηση, η ολοκληρωμένη οικονομία είναι καλύτερη από τον ενεργό άνθρακα. Λόγω των πλεονεκτημάτων της απλής διαδικασίας, της μη δευτερογενούς ρύπανσης και της χρήσης των πόρων από ανανεώσιμες πηγές, αυτή η μέθοδος έχει γίνει ένα καυτό σημείο στην έρευνα για την προστασία του περιβάλλοντος σε όλο τον κόσμο.
1.Principle της ενεργοποιημένης αποθείωσης ινών άνθρακα
Με βάση την ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα έχει ασύγκριτη απόδοση προσρόφησης του συμβατικού ενεργού άνθρακα, έχει μια ευρεία προοπτική εφαρμογής για την αφαίρεση SO2. Η αρχή της αντίδρασης της συνεχούς απομάκρυνσης του SO2 από το απαέριο με ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα παρουσιάζεται στο σχήμα 1. Μετά την προσρόφηση στην ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα, το SO2 καταλύεται σε SO3 παρουσία οξυγόνου. Στη συνέχεια, η SO3 αντιδρά με υδρατμούς σε απαέρια για να σχηματίσει θειικό οξύ, το οποίο εκλούεται από υπερβολικό νερό συμπύκνωσης σε ενεργοποιημένες ίνες άνθρακα, εγκαταλείποντας έτσι το σημείο προσρόφησης του SO2 και καθιστώντας το SO2 Ο κύκλος προσρόφησης, οξειδωτικής ενυδάτωσης και αποξήρανσης του θειικού οξέος συνεχίζεται συνεχώς, γεγονός που μπορεί όχι μόνο να αποφύγει την απώλεια και τη μείωση της δραστηριότητας των υλικών άνθρακα λόγω φθοράς ή αναγέννησης, αλλά και να αποφευχθεί η συχνή αναγέννηση των υλικών άνθρακα, μειώνοντας έτσι το κόστος λειτουργίας.
2.Removal των NOx
Τα NOx είναι επίσης μία από τις κύριες ουσίες της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η απομάκρυνση των NOx από τα απαέρια με τη διαδικασία επιλεκτικής καταλυτικής μείωσης (SCR) του NH3 έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως και οι συνήθως χρησιμοποιούμενοι καταλύτες είναι οξείδια του μετάλλου, ζεόλιθος και ενεργός άνθρακας. Προκειμένου να εξασφαλιστεί υψηλό ποσοστό απομάκρυνσης NOx, ο καταλύτης οξειδίου του μετάλλου και ο καταλύτης ζεόλιθου πρέπει να χρησιμοποιηθούν στην περιοχή θερμοκρασίας 180 ~ 330°C, πάρα πολύ υψηλή θερμοκρασία, NH οξειδώνεται Η χαμηλή θερμοκρασία προκαλεί χαμηλή δραστηριότητα καταλύτη. Το μειονέκτημα της διαδικασίας SCR είναι ότι μερικές φορές είναι απαραίτητο να ξαναζεσταίνετε το απαέριο. Μετά την επεξεργασία ενεργοποίησης του θειικού οξέος, η ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα με βάση την άσφαλτο πραγματοποιεί επιλεκτική καταλυτική μείωση των NOx σε απαέρια. Όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο αέριο είναι μικρότερη από 10%, η δραστηριότητα της επιλεκτικής καταλυτικής μείωσης των NOx βελτιώνεται σημαντικά. Ο I. Mochida et al. μελέτησε συστηματικά την καταλυτική απόδοση μιας σειράς ενεργοποιηθεισών ινών άνθρακα με βάση την άσφαλτο και διαπίστωσε ότι μία ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα θα μπορούσε να μειώσει το ΟΧΙ στα απαέρια σε λιγότερο από 10mL /m3 σε θερμοκρασία δωματίου. Ταυτόχρονα, η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι μετά από επεξεργασία θέρμανσης υψηλής θερμοκρασίας, η ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα έχει υψηλότερη δραστηριότητα.
M.Shirahama et al. φόρτωσε την ουρία σε ενεργοποιημένη ίνα άνθρακα σε θερμοκρασία δωματίου και αφαίρεσε ΟΧΙ στον αέρα μείωσης, ο οποίος θα μπορούσε να μειώσει το ΟΧΙ από 50 σε 1 000mL / m3 σε άζωτο και θα μπορούσε να συνεχίσει να μειώνεται μέχρι να καταναλωθεί πλήρως η ουρία.
3.Research κατεύθυνση της ενεργοποιημένης αποθείωσης ινών άνθρακα από το απόθεμα
Σε σύγκριση με άλλες μεθόδους αποθείωσης και απονιτροποίησης, η αποθείωση και απονιτροποίηση των ενεργών ινών άνθρακα έχει τα πλεονεκτήματα της απλής διαδικασίας, καμία δευτερογενή ρύπανση, ανανεώσιμη χρήση των πόρων, και έχει μια πολύ ευρεία προοπτική εφαρμογής. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές βασικές έρευνες σχετικά με το μηχανισμό αντίδρασης, την προετοιμασία και την τροποποίηση των ενεργών ινών άνθρακα και την ταυτόχρονη αποθείωση και απονιτοποίηση. Επιπλέον, στην πρακτική πτυχή, ο σχεδιασμός της διαδικασίας είναι επίσης το περιεχόμενο περαιτέρω έρευνας. Ως εκ τούτου, οι κύριες ερευνητικές κατευθύνσεις της αποθείωσης και απονιτροποίησης των ενεργών ινών άνθρακα στο μέλλον μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:
(1) ο εσωτερικός μηχανισμός αποθείωσης και αποναύξεωσης της ενεργοποιημένης ίνας άνθρακα, ειδικά η σχέση μεταξύ των λειτουργικών ομάδων επιφάνειας και της απόδοσης αποθείωσης και αποναύησης.
(2) μέθοδος τροποποίησης της ενεργοποιημένης ίνας άνθρακα
(3) Η αλληλεπίδραση μεταξύ της αποθείωσης και απονιτροποίησης των ενεργών ινών άνθρακα και της απονιτροποίησης, καθώς και η βελτιστοποίηση των συνθηκών αποθείωσης και απονιτροποίησης.
