人走茶凉4．7活性焦脱硫效率曲线的测定
根据以上实验结果可得，在无02和水蒸气存在的条件下，活性焦对S02的吸附量是很小的，而在有02或水蒸气的情况下，活性焦的硫容均有增加，但是可以明显看出当S02，02和水蒸气共存时，活性焦硫容的增量更大。结合以上实验结果及实际工程脱硫情况，采用60目-80目颗粒状活性焦，在床层温度120℃、S02浓度3000x 10-6、02体积浓度8％、水蒸气体积浓度12％、气体流速2．5m／min，N2为载气的实验条件下，进行2h吸附实验，每隔20min，采样一次，测定不同时间下脱硫效率变化趋势，得到吸附时间对活性焦脱硫效率的影响曲线，如图4．7所示。从图4．7中可以看出，吸附时间也是影响脱硫效率的重要因素，刚开始吸收的30min内活性焦的脱硫效率可以达到97％以上，后20min内脱硫效率下降速率加快，此时便可认为S02已经穿透活性焦床层。由于采用活性焦的量相对较少，使其较高脱硫效率的保持时间较短。由图亦知，在吸附开始阶段，活性焦的脱硫效果较好。随着时间的推进，脱硫效率下降速率加快。主要原因是吸附初期，活性焦内表面存在较多的活性位，脱硫效果较好，随着吸附的进行，可能是由于活性焦表面吸附H2S04的量不断增加，占据了越来越多的活性位，使活性焦的吸附能力逐渐降低，最终导致脱硫效率下降。
6 活性焦吸附、解吸循环脱硫特性研究
活性焦解吸再生后脱硫性能的优劣，是评价活性焦性能的一个重要的指标。一种性能优良的活性焦不仅在于其具有较好的初始脱硫性能，还在于其在解吸再生的
脱硫性能以及可循环使用次数的多少。实验研究了工业活性焦在循环再生过程中脱硫性能的变化趋势。
6．1循环次数对活性焦硫容的影响
采用60目～80目颗粒状活性焦样品，在床层温度120℃、S02浓度3000xlO-6、 02体积浓度8％、水蒸气体积浓度12％、气体流速2．5m／rain，N2为载气，解吸温度为370℃，解吸气体吸收液为0．1mol／L NaOH溶液的实验条件下，进行吸附．解吸脱硫实验。根据上述实验结果，吸附和解吸实验分别进行2h，吸附实验结束后进行加热解吸，解吸完成后开始下一个循环脱硫，如此交替，共进行5个循环过程。实验可以得到循环次数与硫容的关系曲线，如图6．1所示。
从图6．1可以看出，5次吸附、解吸循环中，活性焦的硫容大小顺序为2>3>4>1>5。 第2次循环中活性焦吸附的硫容达到了最大值，原因主要是在第1次的高温解吸过程中，活性焦微孔表面吸附产生的H2S04与表面的碳质材料发生氧化还原反应，消耗了微孔表面的一部分活性焦，从而使微孔表面积相应增大，孔容也随之增大，孔结构更适合S02的充分吸附，因而在第2次循环的吸收阶段活性焦扩大的微孔内可以更多地吸附反应产生的H2S04。由于活性焦氧化S02的能力受其微孔面积的影响，活性焦硫容的变化与其微孔面积近乎成正比关系。而且活性焦的解吸量也与其微孔孔容成正比，这就说明了活性焦的微孔是贮存硫酸的主要场所。而且研究发现能够吸附、催化氧化S02的活性位位于微孔中。因此活性焦的微孔面积越大，其表面吸附氧化S02的活性位可能越多，微孔孔容越大，所能容纳的硫酸就越多，活性焦脱除烟气中S02的性能就越好。从图中亦可看出随着吸附．解吸循环次数的增加，活性焦的硫容在不断减小，原因主要是活性焦的微孔在每次解吸后都得到一定量的扩大，虽然比表面积和孔容面积均有所增加，但是微孔面积占总面积
的份额有所下降，当微孔扩大到一定程度时，微孔的表面积反而会减少，此时的微孔结构就无法使S02得到充分的吸附，而导致硫容随之降低。由此可知，活性焦的微孔面积和孔结构在其将S02氧化为H2S04的过程中起着重要的作用。 6．2 循环次数对活性焦脱硫效率的影响
经过5次吸附．解吸循环实验可以得到循环时间和脱硫效率的关系曲线，如图6．2 所示。
从图6．2可以看出，活性焦的脱硫效率随着循环次数的增加有所降低。活性焦首 次的脱硫效率接近97％，经过5次解吸后的活性焦与活性焦原样相比，脱硫效率变化很小，仍能保持96％的脱硫率，这说明活性焦具有良好的再生脱硫活性，能很好地满足工业使用的要求。
6．3循环时间对活性焦脱硫效率的影响
经过5次吸附．解吸循环实验同样可以得到循环时问和脱硫效率的关系曲线，如 图6．3所示。从图6．3可以看出，最初5min的脱硫性能几乎没有太大变化；而随着循环时间的增加，5min后的每次循环的脱硫效率均在逐步下降，循环次数越多，脱硫效率下降越明显，但是活性焦仍能保持较高的吸附活性，这同样说明活性焦具有良好的再生脱硫活性。由此可知，如果使用足够量的活性焦，其脱硫时间可以增加到数小时，而且经过数次循环使用后的脱硫效率仍能保持在90％以上，这便能很好地满足工业使用的要求。
6．4循环次数对S02解吸效率的影响
经过5次吸附．解吸循环实验可以得到循环次数和解吸效率的关系曲线，如图6．4 所示。从图6．4可以看出，总体上活性焦的解吸效率随着循环次数的增加而增加。其中第2次循环中活性焦的解吸效率较首次解吸效率有明显增加，达到了最大值，然后出现下降趋势，但是后3次循环的解吸效率几乎没有发生太大变化。主要原因可能是第2次循环中活性焦吸附的硫容达到了最大值，给解吸提供了足够的解吸量，因此第2次循环的解吸效率增加很明显。随着循环次数的增加，活性焦微孔表面积降低，表面的碱性活性基团数量减少，活性位数量办减少，使活性焦的硫容降低，因此活性焦的解吸率也随之降低。
9结论
通过消除活性焦内外扩散的实验条件；各实验条件对活性焦的硫容及脱硫效率的
影响，确定了实验的最佳实验条件；解吸温度与时间对活性焦吸附成分解吸的影响；吸附一解吸循环次数对活性焦硫容及脱硫效率的影响；并分析了活性焦表面性质对脱硫效率的影响，得出以下结论：
(1)在活性焦吸附S02的过程中，活性焦的粒径是影响内扩散消除的主要因素， 而烟气流速是影响外扩散消除的主要因素。通过实验得到了消除内外扩散影响的实验条件是：活性焦的粒径为60目～80目，烟气流速大于2m／min；
(2)在活性焦吸附S02的过程中，床层温度、SO2进口浓度、02浓度和水蒸气浓度对活性焦的硫容和脱硫效率都有影响。活性焦硫容随S02进口浓度的增加而增大，但是穿透时间变短；在一定范围内，降低床层温度、增大02和水蒸气的含量均有利于活性焦硫容的增加和脱硫效率的提高。通过吸附实验得到了最佳实验条件：当S02进口浓度为3000x lO-6时，床层温度为80℃，02浓度为20％，水蒸气浓度为12％时活性焦的硫容最高，脱硫效率最好：
(3)在活性焦吸附．解吸循环实验中，循环次数和循环时间对活性焦硫容和脱硫效率均有影响。在5次吸附一解吸循环中，第2次的活性焦硫容达到了最大值，约为6．8％，然后随着循环次数的增加，活性焦的硫容不断减小，最后一次的硫容甚至小于首次的硫容。活性焦的脱硫效率随着循环次数的增加有所降低，但降低的幅度很小，活性焦首次的脱硫效率接近97％，经过5次解吸后的仍能保持约96％的脱硫效率；
(4)采用扫描电镜分析了活性焦样品的表面微观结构得到活性焦表面孔结构很 发达，由于表面吸附了H2S04，活性焦吸附样品的孔隙明显变小变窄，活性焦解吸样品的孔隙增多，更容易进行吸附和脱附反应。
