U usporedbi s konvencionalnim aktivnim ugljenom, aktivna karbonska vlakna imaju očite prednosti u fizikalnim i kemijskim svojstvima. Kao nano-porozni adsorpcijski materijal, aktivna karbonska vlakna imaju vitku strukturu vlakana promjera oko 20μm i visoke čvrstoće, a može se obrađivati u različite oblike (kao što su filc, tkanina itd.). Specifična površina do 2 000m2 /g, površina mu je sto ili čak tisuću puta aktivni ugljen, čime se uvelike povećava adsorpcija i katalitički kapacitet; Budući da su njegove pore površinske pore nano-skale (<2 nm),="" abundant="" in="" quantity="" and="" uniform="" in="" arrangement,="" which="" can="" not="" only="" reduce="" the="" diffusion="" resistance="" of="" gas="" in="" the="" adsorption="" process,="" but="" also="" easily="" regenerate="" the="" activated="" carbon="" fiber="" in="" the="" desorption="">
Zbog obogaćivanja nano-pora na površini aktivnih karbonskih vlakana (efekt molekularnog sita), može ukloniti ultra-nisku koncentraciju SO2, što se čak i trenutni proces mokre desulfurizacije s najvećom učinkovitošću desulfurizacije ne može obaviti, ne samo da se može koristiti za desulfurizaciju i odstranjivanje dimovodnog plina elektrane, već se može koristiti i za poboljšanje okoliša na prometnim raskrižjima, parkova i drugih mjesta. Osim toga, proces denitacije ne mora dodati dodatne reaktante, može postići istovremenu desulfurizaciju i denitaciju, sveobuhvatna ekonomija je bolja od aktivnog ugljena. Zbog svojih prednosti jednostavnog procesa, bez sekundarnog zagađenja i korištenja obnovljivih izvora, ova metoda je postala vruća točka u istraživanjima zaštite okoliša diljem svijeta.
1.Načelo desulfurizacije aktivnih karbonskih vlakana
Na temelju aktivnih karbonskih vlakana ima neusporedive adsorpcijske performanse konvencionalnog aktivnog ugljena, ima široku mogućnost primjene za uklanjanje SO2. Načelo reakcije kontinuiranog uklanjanja SO2 iz dimnog plina aktivnim karbonskim vlaknima prikazano je na slici 1. Nakon adsorpcije na aktivnim karbonskim vlaknima, SO2 se katalizuje u SO3 u prisutnosti kisika. SO3 zatim reagira s vodenom parom u dimnom plinu kako bi stvorio sumpornu kiselinu, koja se izlučuje prekomjernom kondenzacijskom vodom na aktivnim karbonskim vlaknima, čime se napušta adsorpcijsko mjesto SO2 i stvara SO2 Ciklus adsorpcije, oksidativne hidratacije i desorpcije sumporne kiseline nastavlja se kontinuirano, što ne samo da može izbjeći gubitak i pad aktivnosti ugljičnih materijala zbog trošenja ili regeneracije, ali i izbjeći čestu regeneraciju ugljičnih materijala, čime se smanjuju troškovi rada.
2.Uklanjanje NOx
NOx je također jedna od glavnih tvari onečišćenja zraka. Široko se koristi uklanjanje NOx iz dimnog plina NH3 selektivnim procesom katalitičke redukcije (SCR), a najčešće korišteni katalizatori su metalni oksidi, zeolit i aktivni ugljen. Kako bi se osigurala visoka brzina uklanjanja NOx, katalizator metalnog oksida i katalizator zeolita moraju se koristiti u temperaturnom rasponu od 180 ~ 330°C, previsoka temperatura, NH je oksidiran; Niska temperatura uzrokuje nisku aktivnost katalizatora. Nedostatak SCR procesa je u tome što je ponekad potrebno podgrijati dimni plin. Nakon tretmana aktivacije sumporne kiseline, aktivirana karbonska vlakna na bazi asfalta provode selektivno katalitičko smanjenje NOx u dimnom plinu. Kada je sadržaj kisika u plinu manji od 10%, aktivnost selektivnog katalitičkog smanjenja NOx uvelike se poboljšava. I. Mochida et al. sustavno je proučavao katalitičke performanse niza aktivnih karbonskih vlakana na bazi asfalta i otkrio da jedno vlakno aktivnog ugljena može smanjiti NE u dimnom plinu na manje od 10 ml /m3 na sobnoj temperaturi. U isto vrijeme, studija je također otkrila da nakon visokotemperaturnog zagrijavanja, aktivna karbonska vlakna imaju veću aktivnost.
M.Shirahama et al. učitao je ureu na aktivna karbonska vlakna na sobnoj temperaturi i uklonio NO u redukcijskom zraku, što bi moglo smanjiti NO s 50 na 1 000 ml /m3 na dušik, a moglo bi se nastaviti smanjivati sve dok se urea potpuno ne potroši.
3.Istraživački smjer desulfurizacije aktivnih karbonskih vlakana izvan zaliha
U usporedbi s drugim metodama desulfurizacije i denitrifikacije, desulfurizacija i denitrifikacija aktivnih karbonskih vlakana ima prednosti jednostavnog procesa, nema sekundarnog zagađenja, obnovljivog korištenja resursa i ima vrlo široku mogućnost primjene. Međutim, postoje mnoga osnovna istraživanja o reakcijskom mehanizmu, pripremi i modifikaciji aktivnih karbonskih vlakana te istovremenoj desulfurizaciji i denitaciji. Osim toga, u praktičnom aspektu, dizajn procesa je također sadržaj daljnjih istraživanja. Stoga se glavni istraživački pravci desulfurizacije i denitrifikacije aktivnih karbonskih vlakana u budućnosti mogu sažeti na sljedeći način:
(1) Unutarnji mehanizam desulfurizacije i odstranjivanja aktivnih karbonskih vlakana, posebno odnos između površinskih funkcionalnih skupina i desulfurizacije i učinkovitosti odstranjivanja;
(2) Metoda modifikacije aktivnih karbonskih vlakana;
(3) Interakcija između desulfurizacije i denitrifikacije aktivnih karbonskih vlakana te optimizacija uvjeta desulfurizacije i denitrifikacije.
