活性焦官能团的调控及干法脱除烟气多种污染物机理

目前工业干法协同脱硫脱硝脱汞技术是采用活性焦的移动床工艺，但现有高强度活性焦脱硫脱硝脱汞的效率较差，使得移动床技术整体能耗和运行成本较高，应用受到限制，因此该技术大规模推广主要应解决高强度活性焦的脱硫脱硝脱汞性能。本项目使用现有移动床技术所需的高强度活性焦，在其表面进行氧化或氮化改性，提高表面的含氧或含氮官能团，应用原位DRIFT和暂态响应等分析和实验方法，研究NH3的吸附、部分氧化和与NO或NO2反应，SO2在改性活性焦表面的变迁规律以及元素Hg的氧化吸附行为等，阐明何种官能团主要影响污染物脱除性能，主要含氧或含氮含氮官能团促进脱硫脱硝脱汞的反应机理；吸硫后的改性活性焦经再生，通过分析再生后活性焦表面官能团的变化规律，提出其促进脱硫脱硝脱汞活性和稳定性的本质原因，确定再生方法，最终实现简单方法制备高活性和高稳定性的改性活性焦材料，建立较系统的污染物脱除的移动床工艺。

本项目针对干法协同脱硫脱硝脱汞的移动床工艺所需要的高强度活性焦，在其表面进行氧化或氮化改性，提高表面的含氧或含氮官能团，应用原位DRIFT和暂态响应等分析和实验方法，研究NH3的吸附、部分氧化和与NO或NO2反应，SO2在改性活性焦表面的变迁规律以及元素Hg的氧化吸附行为等，阐明何种官能团主要影响污染物脱除性能，主要含氧或含氮含氮官能团促进脱硫脱硝脱汞的反应机理；吸硫后的改性活性焦经再生，通过分析再生后活性焦表面官能团的变化规律，提出其促进脱硫脱硝脱汞活性和稳定性的本质原因，确定再生方法，最终实现简单方法制备高活性和高稳定性的改性活性焦材料。本工作通过酸改性和渗氮处理，调控活性焦表面含氧含氮官能团，通过合理控制氧化程度以及运用多种分析方法表明，活性焦经HNO3改性后所引入的羧基、酸酐和羟基对脱硝活性的提高发挥主要作用；N-6结构是影响活性炭低温脱硝的主要含氮官能团；动力学研究发现了活性焦在脱硫过程的热场和热量的传递规律，为移动床反应器的设计提供了基础数据。