活性炭脱硫原理是什么？活性炭对SO2 的吸附包括物理吸附和化学吸附。当烟气中无水蒸汽和氧气存在时,主要发生物理吸附,吸附量较小。当烟气中含有足量水蒸汽和氧时,活性炭法烟气脱硫是一个化学吸附和物理吸附同时存在的过程。首先发生的是物理吸附,然后在有水和氧气存在的条件下将吸附到活性炭表面的 SO2 催化氧化为H2 SO4。长期以来,人们将反应的总过程用以下化学方程式描述:
　　SO2 +O2 +H2O-H2 SO4<A href="/muzhifenzhuanghuoxingtan.html">粉状活性炭</a>
　　1. 2　有H2O存在时的活性炭脱硫反应过程
　　活性炭烟气脱硫法不同于其他的烟气脱硫技术,它是以传统的微孔吸附原理为理论基础的一门技术。然而,这种吸附作用与常用的工业吸附净化水技术有很大的区别,由于涉及到多组分物质的吸附传质,使其吸附过程十分复杂。在有水存在的条件下,在活性炭表面附近、表面、中孔、大孔以及微孔内,均可形成水、水蒸汽、SO2、SO2 - 3 、SO2 - 4 等多种组分的复杂混合体,这些分子或离子的存在及其数量, 或可促进吸附性能的提高,或可制约活性炭的吸附能力。H2O的参与从根本上改变了SO2 在炭表面的反应机理,有关反应过程的假设众说纷纭。 L izzio、Mochida、Cazorla - Amoros等人认为SO2 和O2 存在竞争活性位的现象,在可能存在的3种氧化反应中,只有下式可以顺利进行[ 1 - 3 ] :
　c-SO2 +O2 +CC-SO3 +C-O
　　即只有气态的氧才可以与吸附态的SO2 反应。 Tamura则认为H2O、SO2 和O2 分子可被活性炭吸附,只要它们之间具有足够近的距离和一定的空间构型, 彼此之间就可直接反应, 并zui终生成 H2 SO4 [ 4 ] 。在这种理论模型中,氧化反应式为:<A href="/muzhifenzhuanghuoxingtan.html">粉状活性炭</a>
　　C-SO2 +C-O C-SO3 +C
　　上式为反应的控制步骤,其余的反应步骤则依赖于该反应的顺利与否。
　　Zawadzki等认为H2O 的参与改变了SO2 在炭表面的反应机理,在无H2O的条件下,氧化反应不能进行[ 5 ] 。在有H2O存在的条件下,活性炭表面的吡喃酮官能团和离域TT电子均会与H2O分子反应生成H2O2 ,而H2O2 可以将SO2 溶于水后形成的 H2 SO3 氧化成为H2 SO4。刘义等经过多年深入细致的理论分析和试验研究[ 6 ] ,认为在有水存在的条件下,有效吸附位的数量并非由微孔容积和微孔数量决定,微孔填充理论并不适用于水洗脱附条件下的活性炭脱硫, Tamura机理和Lizzio理论均不适用于此种技术, Zawadzki的理论分析是一种较为合理的解释,活性炭表面应遵循以下反应式:
　　SO2 .H2O +H2O2 2H+ -SO2 - 4 +H2O