活性炭在治理含二氧化硫的废气中的应用

    空气中的二氧化硫是污染空气的大有害成分，是形成酸雨的主要因素。1997年我国工业系统排放的二氧化硫有害废气高达1882万吨。燃烧燃料和工业生产排放的二氧化硫废气可分为两类：有色冶炼厂等排放的高浓度废气，都以接触氧化法回收硫酸；火电厂等的锅炉烟气量大、二氧化硫浓度低，大都为0．1％～0．5％。如不予治理排放，将严重污染空气。
    烟气脱硫技术有两百多种，目前火电厂应用的仅约十种，常用的有湿式石灰石一石膏工艺、喷雾干燥工艺、炉内喷钙加尾部增湿工艺、循环流化床工艺等。应用活性炭治理工艺也在不断开发，已有较成熟的工业应用。活性炭对烟气中的二氧化硫吸附，在低温(20～100℃)主要是物理吸附；在中温(100～160℃)主要是化学吸附，活性炭表面对二氧化硫和氧的反应具有催化作用，生成三氧化硫，从而与水生成硫酸；在高温(>250~C)几乎全是化学吸附。吸附二氧化硫的活性炭，由于表面被生成的硫酸所覆盖，活性炭吸附能力下降，需要再生：用水洗法洗出活性炭中的硫酸，再将活性炭干燥；或用加热法使硫酸与炭反应，还原为二氧化硫，从富集的二氧化硫中制造硫酸或硫黄。通过回收、浓缩成70％的硫酸，也可制磷肥，如湖北松木坪电厂、中国科学院大连化学物理研究所和湖北化学所协作的研究成果值得应用。
    松木坪电厂采用活性炭吸附塔，入口二氧化硫浓度3200mL／m。，效率>90％，活性炭吸附量>12．3g／100g活性炭。活性炭浸渍含碘物作为催该法具有费用较省和体积较小的优点。治理铜及其合金工件酸洗抛光时，产生高浓度氮氧化物废气，可用活性炭吸附，大型立式不锈钢装置的净化效率达99％以上，有效地排除了氮氧化物的污染。将活性炭浸润在含碳酸钠或碳酸氢钠的溶液中，干燥后，放人储罐中，排出的含氮氧化物废气通过储罐而净化。含一氧化氮的废气可通过活性炭充填的净化罐，温度低于50℃，相对湿度≤50％。活性炭吸附一氧化氮后，可加热至100～200℃解析。这个废气处理工艺适用于隧道废气净化，使低含量的一氧化氮浓缩而排除。
    关于从废气中同时脱除氮氧化物和硫氧化物的方法，已被广泛关注。1976～1984年日本住友重机械株式会社成功研究活性炭脱硫、硫硝技术，1985年有人用活性炭对氮氧化物和硫氧化物进行同时脱除，脱硫效率较高，脱氮效率却很低。迄今，国内外未有在常温下能同时脱除这两种气体的理想吸附剂。对活性炭来说，重要的问题是要研究出脱硫、硫氮性能高、耐磨强度大、着火点高、成本低的专用活性炭。由活性炭、氢氧化钙、硫酸钙、含水氢氧化钾和无机黏结剂组成的蜂窝状结构的吸附剂，适用于脱除烟囱中排出的氮氧化物和硫氧化物。将一定质量的活性炭粉(20～40目)在氢氧化钾和强氧化剂溶液中浸渍，烘干后，能在常温常压下有效地大容量吸除低浓度的氮氧化物和硫氧化物，同时对苯等有机物也有一定的脱除效果。在有些舱室内存在多种有害气体：二氧化硫、二氧化氮、苯、臭氧、乙醇胺、二甲苯等，虽然浓度不高，但长期逗留，会影响健康。以往的空气净化主要依靠浸渍活性炭上的铜、铬、银的氧化物起作用，但净化容量低，有些方法不适合在常温常压下使用。
    同一反应器内同时脱硝、脱硫的技术，目前国内外尚处于开发和研究阶段。