活性炭對二氧化硫的吸附及催化作用

    在有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的SO ,是對操作工人身體健康影響最大的有毒氣體,必須采取有效的防治措施,以保證工人的身體健康安全。
　　用活性炭處理有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的SO2 ,具有脫硫效率高、工藝簡單、操作易控制、活性炭可再生重復(fù)利用、無二次污染等特點,克服了亞銨法,亞硫酸鈉法和氧化鋅法在應(yīng)用上的局限性和缺點,也避免了用V2O5 氧化法的催化劑中毒問題,是一種行之有效且應(yīng)用前景廣泛的方法。
      SO2 被人體吸入呼吸道后,因易溶于水,故大部分被阻滯在上呼吸道。在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸,一部分進(jìn)而氧化為硫酸,使刺激作用增強(qiáng),如果人體每天吸入濃度為100 ppm的SO2 ,8 h 后支氣管和肺部將出現(xiàn)明顯的刺激癥狀,使肺組織受到傷害。有色金屬冶煉過程中不但產(chǎn)生SO2 氣體,還會產(chǎn)生大量的粉塵。SO2 和粉塵的聯(lián)合作用,對產(chǎn)業(yè)工人的身體健康造成了重大的損害。因為SO2 隨飄塵氣溶膠微粒進(jìn)入人體肺部深層,毒性將增加3～4 倍,導(dǎo)致肺泡壁纖維增生。如果增生范圍波及廣泛,形成肺纖維性變,發(fā)展下去可使肺纖維斷裂形成肺氣腫。據(jù)某冶煉廠統(tǒng)計,300 名接觸SO2 的職工,有30 %的人患有不同程度的支氣管疾病。
　SO2 還可被人體吸收進(jìn)入血液,對全身產(chǎn)生毒性作用,它能破壞酶的活力,影響人體新陳代謝,對肝臟造成一定的損害。SO2 還具有促癌性，使癌癥發(fā)病率高于單致癌因子的發(fā)病率。
當(dāng)含SO2 的廢氣與活性炭接觸時,SO2 即被吸附,當(dāng)有O2 和水蒸汽存在時,伴隨著物理吸附同時發(fā)生化學(xué)吸附,具體反應(yīng)如下:
　　物理吸附 SO2 ——SO2
　　O2——O2
　　H2O——H2O
　　化學(xué)吸附 2SO2 + O2——2SO3
　　SO3 + H2O——H2SO4
　　H2SO4——H2SO4
　　當(dāng)活性炭上吸附了一定量的H2SO4 后,用水洗法再生活性炭,并得到副產(chǎn)品H2SO4 。
　　SO2 轉(zhuǎn)化為SO3 是在活性炭的催化作用下完成的,傳統(tǒng)的活性炭吸附法只是利用了活性炭本身的催化劑性能,催化活性低,反應(yīng)速度緩慢,設(shè)備龐大。而此種活性炭處理法是利用活性炭是催化劑載體的特性,在活性炭上載有某種活性成分,構(gòu)成了更高活性的活性炭催化劑,使SO2 轉(zhuǎn)化為SO3 的反應(yīng)速度大大加快,在此基礎(chǔ)又研究了影響活性炭吸附法處理SO2 的其它影響因素。
　　從實驗結(jié)果看, 在25 ℃時脫硫效果最好,100 ℃次之。雖然25 ℃脫硫效率最高,但脫硫后的煙氣溫度較低,煙氣的熱浮力降低,不利于煙氣擴(kuò)散,煙氣易返回地面,造成附近地面污染。若采用100 ℃時脫硫,雖然脫硫效果不如25 ℃的好,但脫硫效率已經(jīng)達(dá)到較高的數(shù)值,并且脫硫后,煙氣溫度較高,易于排煙,因此,應(yīng)采用100 ℃溫度下脫硫。
　　影響脫硫效率的各種因素相互制約,當(dāng)脫硫溫度取100 ℃時,H2O/ SO2 = 1～2 ,O2/ SO2 = 10～14 ,空速為3 600 h - 1時,脫硫效率可達(dá)96 %。
因此可見，活性炭在吸附脫硫的能力上功不可沒。