第 33 卷
1
实验部分
1.1
原焦的性质特点
图1是活性焦放大5000倍的扫描电镜图，从图1可
见，活性焦表面凸凹不平、呈现比较杂乱的状态，且具
有明显的尖角和缺陷，
其中还夹杂着一些狭缝。表1是
活性焦的孔容参数，从表1可以看出，活性焦的微孔
孔容较小，
中孔孔容更低。图2是活性焦的FT-IR图谱，
表2是活性焦的表面元素组成，从图2和表2可以看
出，活性焦表面还含有一定数量的各种官能团，尤其
是含氧官能团。活性焦自身的这种特性将影响其对
污染物的脱除性能，特别有利于对极性污染物的吸附
和催化反应。
1.2
SO
2
和 NO 的脱除实验
活性焦脱除 SO
2
、
NO 的评价实验在微型固定床
的石英管反应器中进行。模拟烟气中的 SO
2
、
NO、
NH
3
、
O
2
、
CO
2
、
H
2
O 等成分的浓度用 IPI 型质谱仪连续
取样检测。模拟烟气由 SO
2
、
NO、
NH
3
、
O
2
、
CO
2
等瓶气
通过质量流量计在线计量控制进入混合器中均匀混
合，然后再与水蒸气混合并进入反应器。平衡气均为
N
2
，反应器内温度控制在恒温 150℃。
实验按模拟烟气中成分的不同和进气次序的不
同来考察活性焦与烟气组分之间的相互作用关系，进
而分析其作用机理。
2
结果与分析
2.1
单一污染物存在时的脱除行为
图 3 是烟气组分仅有 N
2
和 SO
2
时活性焦的脱硫
率与时间的关系；图 4 是烟气组分仅有 N
2
和 NO 时
活性焦的脱硝率与时间的关系。从图 3、图 4 可见，开
始时 SO
2
和 NO 的转化率均较高，然后急剧下降并接
近于零，相比而言 SO
2
的转化率下降得稍缓一些。这
表明了活性焦对 SO
2
的吸附包含物理吸附和化学吸
附，对 NO 的吸附基本上是物理吸附。活性焦的饱和
吸附量即相当于活性焦的微孔容积，由于活性焦的微
孔孔容较小，中孔孔容也不太大，因此导致了物理吸
附态的 SO
2
和物理吸附态的 NO 很快达到饱和；而化
学吸附的 SO
2
，
由于活性焦表面的官能团较少（见图 2），
因此化学吸附的量也极其有限。
2.2
O
2
、
H
2
O 存在时的脱除过程
图 5 和图 6 是烟气组分仅有 N
2
、
CO
2
、
O
2
、
SO
2
及
仅有 N
2
、
CO
2
、
O
2
、
NO 时活性焦的脱硫、
脱硝与时间的
关系。从图可见，O
2
的存在对 SO
2
的脱除没有变化，但
对 NO 的脱除有所降低。
在有 O
2
存在的条件下，
有关脱硫过程的假说众说
纷纭。Lizzio 等认为 SO
2
和 O
2
存在竞争活性位的现象，
表 1 活性焦样品孔容参数表
Table 1
The data of the structure of activated coke
(mL/g)
样品
大孔孔容
中孔孔容
微孔孔容
总孔容
TX
0.2451
0.0259
0.1416
0.4126
表 2 活性焦 XPS 表面元素分析结果
Table2
XPS parameters of activated coke
样品
C1s
（at%）
S2p
（at%）
O/C
（10
-2
）
TX
92.40
0.17
6.96
O1s
（at%）
6.43
N1s
（at%）
Cl2p
（at%）
0.88
0.12
８０