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脫硫化氫活性炭的再生方法

　　硫化氫是一種具有臭雞蛋氣味的有毒氣體，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的影響。近年來(lái)，用活性炭脫除氣體中低濃度的硫化氫是一種經(jīng)濟(jì)而有效的方法，其基本原理是在有一定氧氣和水分的情況下，活性炭作為催化劑將硫化氫催化氧化成為單質(zhì)硫。因?yàn)樯傻牧蚨逊e在活性炭孔道里面，活性炭到一定時(shí)候容易失活，必須進(jìn)行再生。脫硫化氫活性炭的再生方法原理主要是轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫；因此，對(duì)活性炭進(jìn)行再生的關(guān)鍵是要脫除活性炭孔道里面的硫。

　　脫硫化氫活性炭的方法常采用水蒸汽再生，另外是采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w對(duì)活性炭進(jìn)行熱再生，但再生效果并不是很理想。為了解決活性炭的再生問(wèn)題，本文研究采用溶劑法和氣體再生法，將活性炭孔道內(nèi)的單質(zhì)硫通過(guò)氧化或者還原，使失活后的活性發(fā)得到再生。

　　一、脫硫化氫活性炭的再生方法研究部分

　　1.溶劑再生本文研究對(duì)象主要采用的再生溶劑有: H2O2溶液、HNO3溶液以及NaOH溶液。分別把失活后的活性炭3g裝入盛有30 mL上述不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的燒杯中,加熱到定溫度后維持一段時(shí)間，取出活性炭，在70℃烘干，得到不同條件下的樣品1#~ 8#。

　　2.氣體再生
　　本文研究采用的再生氣體主要有:高純N2，含10%O2的N2，H2。氣體再生裝置如下圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)氣體流量為150 m/min；用程序升溫裝置控制再生溫度。再生出口氣體用堿液進(jìn)行處理。得到不同條件下的樣品9#~15#。

　　3.活性炭比表面積(SN2) 的測(cè)定
　　氨低溢(77 K)吸附等溫線在物理吸附儀上進(jìn)行。按照標(biāo)準(zhǔn)的操作程序，先在一定溫度下抽真空，進(jìn)行脫氣干燥12 h以上，以保證試樣初始吸附相對(duì)壓力p/po在10^-8以下。

　　二、研究脫硫化氫活性炭的再生方法結(jié)果與討論

　　1.溶劑法再生結(jié)果分析
　　從表1可看出，用NaOH溶液再生幾乎沒(méi)有任何效果，而H2O2和HNO3都能在一定程度上將反應(yīng)生成的單質(zhì)硫再生脫出，這是因?yàn)镠2O2和HNO3都具有氧化性，能將活性炭孔道中的硫氧化生成SO2,從而使活性炭得到再生。 由于是氧化反應(yīng)，所以溫度越高，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，硫的脫除率更高一些。表中還可以看到，溶液的濃度高一些，硫的脫附率要大一些，用H2O2比HNO3能將活性炭孔道中的單質(zhì)硫氧化得更，所以用H2O2的效果比HNO3好。
　　2.氣體熱再生活性炭結(jié)果分析
　　表2中我們可以看出,直接用氮?dú)鉄嵩偕臅r(shí)候,當(dāng)溫度為500℃時(shí)比在400℃時(shí)效好,這是因?yàn)閱钨|(zhì)硫的沸點(diǎn)為沸點(diǎn)44.6℃,當(dāng)溫度為400℃時(shí)未達(dá)到它的沸點(diǎn),而500℃時(shí)超過(guò)了沸點(diǎn),但是用含有20%O2的N2再生比純N2再生效果要好,這是因?yàn)榱蚧瘹滢D(zhuǎn)化成的單硫與活性炭表面結(jié)合比較緊密，用熱再生的只能有小部分單質(zhì)硫脫附出來(lái),而再生氣體中含有氧氣能夠?qū)⒒钚蕴靠椎乐械牧蜓趸?這樣效果好于熱再生,反應(yīng)中出口能檢測(cè)到SO2就證實(shí)了這個(gè)結(jié)果。
　　3.再生后的活性炭性能比較
　　通過(guò)溶劑法和氣體再生后的樣品,根據(jù)再生后的效果,選取了幾種進(jìn)行各種性能的比較,結(jié)果見(jiàn)表3。反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度25℃,濕度40%,硫化氫體積分?jǐn)?shù)為3.80×10^-4,當(dāng)硫化氯出口濃度為1.0×10^-6時(shí)為活性炭的穿透點(diǎn)。
　　研究結(jié)果表明：對(duì)失活后的活性炭可以用溶劑法和氣體再生，脫硫化氫活性炭的再生方法其實(shí)質(zhì)都是需要將活性炭孔道里的單質(zhì)硫脫除。通過(guò)氧化還原反應(yīng)使失活的活性炭再生，效果要好于熱再生。