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我国蕴藏着非常丰富的煤炭资源,也是世界上最大的煤炭生产国和消费国。而且在我国,84%左右的煤炭被直接燃烧。大量的燃煤造成了我国以煤烟型为主的空气污染,产生了大量的烟尘SO2和NOX。本文首先对影响活性碳纤维脱硝活性的几个因素进行了实验研究,其中着重研究了温度和水蒸汽对其的影响。研究表明:在常温常压情况下,没有水蒸汽存在时,ACF最大脱硝效率最佳;有水蒸汽存在时,就脱除率来看,反而效果不如没有水蒸汽时的,尤其是水蒸汽量越多,效果越差;随着温度的升高,有效吸附时间变短,最大脱硝效率也变低。
为了进一步改善ACF的脱硝效果,借助超声对ACF进行改性。实验证明:当超声间隔方案为(10,5,30)时,改性效果最佳;烘干方式对于超声过程中引入的水分的去除更为有效;随着活性碳纤维量的增加,ACF脱除NO的能力增大,吸附脱除时间增加;超声处理时间应当适量;超声处理后,PAN-ACF的脱硝活性得到了明显的改善,而且超声处理功率为400W时,其脱硝活性最佳。
影响ACF脱硝活性的因素有两个,一个是ACF的微孔结构,另一个是ACF的表面官能团结构。本文通过扫描电镜(SEM)、静态吸附、XPS实验对超声改性的ACF进行观察,发现超声处理的确能改变ACF的微孔结构以及表面官能团结构,这是脱硝效果提高的原因。