張 振，王 濤，潘曉慧，周濱選，馬春元

(1.華北水利水電大學(xué) 電力學(xué)院，河南 鄭州 450045; 2.山東大學(xué) 燃煤污染物減排國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250061; 3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院,河南 鄭州 450002)

現(xiàn)階段，我國(guó)約92%燃煤電廠采用石灰石-石膏濕法脫硫。每年至少開(kāi)采優(yōu)質(zhì)石灰石1.25億t，破壞生態(tài)環(huán)境;副產(chǎn)劣質(zhì)石膏2.15億t，量大質(zhì)低，難于利用;耗水量大，脫硫廢水難零排放[1]。另外，中國(guó)是天然硫資源貧乏國(guó)家，2017年進(jìn)口硫磺超過(guò)1 100萬(wàn)t[2]。SO2污染排放及低值資源化與硫資源缺乏形成尖銳對(duì)比，因此，燃煤煙氣SO2脫除和硫資源的回收利用是當(dāng)前重要的技術(shù)方向?；钚越垢煞煔饷摿蚴且环N可實(shí)現(xiàn)硫資源回收的煙氣凈化技術(shù)[3-4]。但是，目前工業(yè)應(yīng)用的柱狀活性焦存在成型工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴等問(wèn)題導(dǎo)致迄今為止國(guó)內(nèi)主力發(fā)電機(jī)組中尚沒(méi)有工業(yè)應(yīng)用[5]。針對(duì)以上問(wèn)題，價(jià)格低廉的粉狀活性焦應(yīng)用于煙氣脫硫作為一種解決方案引起了廣泛關(guān)注[6-8]。由于目前煤基粉末活性焦主要用于水處理、土壤改良等，在煙氣脫硫中適用性較差。因此，粉狀活性焦制備的研究對(duì)粉末活性焦的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。

活性焦脫硫過(guò)程中，孔隙結(jié)構(gòu)是SO2吸附并儲(chǔ)存吸附終產(chǎn)物硫酸的的主要場(chǎng)所。褐煤由于其煤化程度低存在大量的原生孔隙，是粉狀活性焦制備的優(yōu)質(zhì)原料。研究表明，快速升溫(升溫速率103～104K/s)可以快速獲得大量的微孔和中孔結(jié)構(gòu)，采用快速升溫方法可以大大縮短制備時(shí)間[9]。在快速升溫制備活性焦的過(guò)程中，溫度對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)起決定性作用，較低溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度慢，不利于孔隙結(jié)構(gòu)快速形成;過(guò)高的反應(yīng)溫度，使得化學(xué)反應(yīng)集中于顆粒表面，造成表面燒失，無(wú)法形成多孔結(jié)構(gòu)[10-12]。另外，粉狀活性焦快速制備過(guò)程中，適量的氧氣和水蒸氣可以促進(jìn)孔隙結(jié)構(gòu)的形成，燃煤煙氣中含有低濃度的H2O和O2，可以作為低成本的活化劑應(yīng)用于粉狀活性焦的制備[13-17]。因此，筆者以褐煤為原料，研究不同溫度下，采用煙氣活化制備活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)分布情況，并重點(diǎn)研究對(duì)SO2吸附起關(guān)鍵作用的微孔結(jié)構(gòu)的演化特性。

1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

粉狀活性焦的制備選用寶日希勒褐煤。將實(shí)驗(yàn)原煤經(jīng)過(guò)破碎、研磨、篩分，選取粒徑為60～90 μm的煤樣作為活性焦制備原料。實(shí)驗(yàn)前將煤樣置于空氣干燥箱中在105 ℃條件下干燥8 h，干燥后放置于干燥器中冷卻，原煤的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，原煤的灰熔融特征溫度見(jiàn)表2。

表1 原煤的工業(yè)分析和元素分析

Table 1 Proximate and ultimate analysis of the coal%

工業(yè)分析AdVdFCd元素分析CdafHdafNdafSdafO?daf9.2544.9445.8171.534.720.560.2622.93

注：*為氧含量通過(guò)差減法計(jì)算，w(Odaf)=100-w(Cdaf)-w(Hdaf)-w(Ndaf)-w(Sdaf)。

表2 煤灰的熔融特征溫度

Table 2 Ash fusion temperature of coal℃

變形溫度軟化溫度半球溫度流動(dòng)溫度1117119011961250

1.2 活性焦的制備實(shí)驗(yàn)裝置

粉狀活性焦的制備采用文獻(xiàn)[5]中的沉降爐實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由配氣系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、沉降爐反應(yīng)器、焦收集系統(tǒng)和尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。配氣系統(tǒng)由氣瓶、質(zhì)量流量計(jì)、過(guò)熱蒸氣發(fā)生器以及氣體混合器組成。氣瓶用于提供N2、O2等高純氣體(99.999%)。質(zhì)量流量計(jì)用于氣體流量的精確控制，精確度為99.5%。給料采用氮?dú)鈹y帶方式，給料速率為0.5 g/min，給料風(fēng)速5 L/min。二次氣流為活化劑，流量隨溫度變化，在氣體混合器內(nèi)完成混合后，混合后氣體的體積分?jǐn)?shù)分別為4%O2,10%H2O及86%N2，經(jīng)過(guò)預(yù)熱段預(yù)熱至300 ℃送入沉降爐內(nèi)，氣體流量采用七星質(zhì)量流量計(jì)控制。沉降爐反應(yīng)器采用長(zhǎng)2 m，內(nèi)徑為80 mm的耐高溫不銹鋼管。采用煙氣分析儀對(duì)反應(yīng)器出口氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變溫度來(lái)制備不同活性焦。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，首先將沉降爐反應(yīng)器升溫至工況溫度，然后用制備所需氛圍置換空氣，待出口氣體濃度穩(wěn)定后給料，在沉降爐內(nèi)完成活性焦制備后，在沉降爐的下部進(jìn)行活性焦的收集。尾氣凈化后進(jìn)入煙氣分析儀，分析煙氣成分。顆粒在爐內(nèi)停留時(shí)間大約為5 s。活性焦命名方式表示為:BRx，x代表反應(yīng)溫度。

1.3 活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)和表面形貌表征

活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)由美國(guó)康塔公司生產(chǎn)的Autosorb-iQ全自動(dòng)比表面和孔徑分布分析儀來(lái)測(cè)定，測(cè)試中采用N2作為吸附質(zhì)，在溫度為77 K，相對(duì)壓力P/P0(P0為吸附質(zhì)在吸附溫度下的飽和壓力，在P為氣體在樣品中吸附平衡的壓力)為10-6～0.995內(nèi)得到活性焦的吸附等溫線?；钚越沟奈⒂^表面形貌的觀測(cè)采用型號(hào)為SUPRATM55的熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，該顯微鏡采用GEMINI鏡筒設(shè)計(jì)和環(huán)形高效In-lens SE探測(cè)器，具有束流穩(wěn)定、分辨率高的特點(diǎn)，其分辨率最高可達(dá)1 nm。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粉焦收率的分析

由于粉焦制備過(guò)程中存在部分顆粒粘結(jié)到反應(yīng)器表面、部分顆粒隨煙氣逃逸無(wú)法收集，無(wú)法用稱量的方法獲得粉焦的收率，粉焦制備過(guò)程中固體顆粒參與的反應(yīng)包含原煤熱解脫揮發(fā)分以及煤焦的氧化反應(yīng)，假設(shè)該過(guò)程中灰分質(zhì)量及成分不發(fā)生變化，粉焦收率(x)按下式計(jì)算:

x=Acoal/Achar

式中，Acoal，Achar分別為原煤及煤焦工業(yè)分析灰成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

圖1為溫度對(duì)粉焦收率及揮發(fā)分含量的影響(揮發(fā)分的含量計(jì)算基于干基原煤質(zhì)量，假設(shè)反應(yīng)前原煤質(zhì)量為1，根據(jù)工業(yè)分析計(jì)算得到)。從圖1可以看出，溫度與粉焦收率呈現(xiàn)線性關(guān)系，線性相關(guān)度R2=0.988。隨著制備溫度的增加，粉焦收率迅速下降，這是由于揮發(fā)分的釋放速率以及焦炭與活化氣體的反應(yīng)速率都隨著溫度的升高而迅速增加。揮發(fā)分從顆粒內(nèi)部釋放而形成的孔道以及活化氣體對(duì)炭的消耗是粉焦孔隙結(jié)構(gòu)的兩種生成方式，由此可知溫度的升高可以促進(jìn)孔隙結(jié)構(gòu)的生成。但是當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，活化反應(yīng)速率過(guò)快會(huì)破壞粉焦的孔隙的骨架結(jié)構(gòu)[6]。因此，需要通過(guò)對(duì)粉焦性能分析確定粉焦制備的最佳溫度。

圖1 溫度對(duì)粉焦收率及揮發(fā)分含量影響

2.2 活性焦孔隙結(jié)構(gòu)特征的分析

圖2為褐煤及不同溫度制得活性焦的吸附等溫線，除原煤外，幾種活性焦的吸附等溫線類型相似，表明活性焦的孔形狀相似。依據(jù)IUPAC的分類標(biāo)準(zhǔn)[18]，原煤的吸附等溫線屬于第II類，不含微孔結(jié)構(gòu)，僅含少量中孔和大孔，說(shuō)明褐煤的原生微孔與表面不相通，熱處理之前處于堵塞狀態(tài)。幾種活性焦的吸附等溫線均具有第Ⅰ類和第Ⅳ類的特征，在較低的相對(duì)壓力下，隨著相對(duì)壓力增加吸附量迅速增加，該階段以微孔吸附為主。相對(duì)壓力增加，可以觀察到遲滯回線，這說(shuō)明煙氣活化快速熱解制備的活性焦除了具備微孔結(jié)構(gòu)，也存在著豐富的中孔結(jié)構(gòu)。氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)結(jié)果表明寶日希勒褐煤制得的活性焦的孔隙均為從微孔到大孔的連續(xù)孔系統(tǒng)。根據(jù)陳萍?xì)w納的吸附回線類，活性焦的孔隙類型為Ⅱ類孔即一端封閉的不透氣性孔，包括一端封閉的圓筒形孔、一端封閉的平行板狀孔、一端封閉的楔形孔以及一端封閉的錐形孔。在中、低壓區(qū)，吸附線與脫附線近乎平行，遲滯回線并沒(méi)有封閉，表明吸附過(guò)程中煤焦有一定程度的膨脹[19]。

圖2 煤及活性焦的氮?dú)馕降葴鼐€

2.3 活性焦孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析

活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)包括比表面積、孔容以及平均孔徑，結(jié)果見(jiàn)表3。雖然褐煤為低煤化程度的煤，原生孔結(jié)構(gòu)比較豐富，但是由于大量孔隙堵塞，因此測(cè)出孔容及比表面積值較低。從表3可以看出，經(jīng)過(guò)快速熱解活化后，堵塞孔隙打開(kāi)及新孔隙的形成使得粉狀活性焦的孔容及比表面積明顯增加。另外，粉狀活性焦的制備溫度對(duì)活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)有重要的影響，其中孔容和比表面積都隨溫度的升高先增加后降低，對(duì)應(yīng)的平均孔徑隨溫度先減小后增加。

表3 粉狀活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

Table 3 Pore structrue characteristics of powder-activated coke

樣品總孔容/(cm3·g-1)微孔孔容/(cm3·g-1)總比表面積/(m2·g-1)微孔比表面積/(m2·g-1)平均孔徑/nmBR1.475×10-21.111×10-43.630.1222.15BR7500.1440.0807276.02240.013.28BR8500.2030.1030368.29308.403.21BR9500.2250.1230437.74384.523.02BR10500.2580.0965346.25292.953.89BR12000.1760.0705284.17204.813.91

溫度為950 ℃時(shí)，總比表面積、微孔孔容和微孔比表面積值最大，而溫度為1 050 ℃時(shí)，總孔容最大。粉狀活性焦制備過(guò)程中主要反應(yīng)包括揮發(fā)分的釋放、C與O2的反應(yīng)以及C與H2O的反應(yīng)，由于寶日希勒褐煤中揮發(fā)分的含量達(dá)到44.94%，隨著煤中有機(jī)質(zhì)的分解，裂解殘留物的縮聚，大量的揮發(fā)分從顆粒內(nèi)部釋放而殘留的通道成為粉狀活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，溫度的升高，揮發(fā)分釋放量增加，形成的孔隙逐漸增加。由于揮發(fā)分大部分為可燃?xì)怏w，由于O2的存在，顆粒升溫過(guò)程中，揮發(fā)分大量釋放之前，碳與氧的反應(yīng)有利于促進(jìn)堵塞孔打開(kāi)，促進(jìn)揮發(fā)分釋放，進(jìn)而促進(jìn)孔隙結(jié)構(gòu)生成。另外，氧氣不僅能夠消耗掉一部分揮發(fā)分，釋放一定熱量促進(jìn)揮發(fā)分的進(jìn)一步釋放，還能與固體顆粒的無(wú)序碳反應(yīng)，消耗一部分碳而產(chǎn)生一定的孔隙。在溫度較低時(shí)，C與H2O的反應(yīng)速率很低，原煤中處于不飽和態(tài)的棱角碳原子具有較高的反應(yīng)性，能夠與活化氣體H2O反應(yīng)，由此產(chǎn)生一定的孔隙，隨著溫度的升高，C與H2O的反應(yīng)性增加，形成的孔隙結(jié)構(gòu)更加豐富。該溫度下微孔結(jié)構(gòu)最佳。當(dāng)溫度為1 050 ℃時(shí)，雖然揮發(fā)分的釋放速率、C與O2以及C與H2O的反應(yīng)速率大大增加，隨著碳的燒失，粉焦的微孔逐漸向中孔及大孔的方向發(fā)展，微孔減少而中孔量增加。由于對(duì)比表面積貢獻(xiàn)最大的為微孔而對(duì)孔容貢獻(xiàn)最大的為中孔及大孔，因此，最終表現(xiàn)為活性焦的總孔容增加，但是總比表面積、微孔孔容及比表面積都有較大幅度的降低，相應(yīng)的平均孔徑有一定程度增加。此外，由于寶日希勒褐煤的煤灰熔融特征溫度較低，溫度達(dá)到1 200 ℃時(shí)，由于灰熔融導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)通道堵塞，使得比表面積、孔容值均大幅度降低，相應(yīng)的平均孔徑增加。

圖3為原煤及粉狀活性焦的微孔及中孔孔徑分布，圖中縱坐標(biāo)dV/dr的物理意義是孔容隨著孔徑的變化率，峰強(qiáng)度越大代表該孔徑的孔越多。明顯的可以看出原煤中基本沒(méi)有微孔，僅含少量的中孔。

圖3 煤及粉狀活性焦的孔徑分布

在制備溫度為750 ℃時(shí)，在0.50～0.65，0.65～0.80，0.8～1.0 nm三個(gè)微孔孔徑范圍呈現(xiàn)3個(gè)強(qiáng)峰，中孔主要分布在2～10 nm以及大于26 nm的范圍內(nèi)。隨著溫度的增加，溫度大于750 ℃時(shí)，0.65～0.7 nm范圍的分布峰消失，在0.50～0.65 nm，0.8～1.0 nm兩個(gè)微孔孔徑范圍呈現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)峰且在1～2 nm呈現(xiàn)若干弱峰。在0.50～0.65 nm，溫度為850 ℃時(shí)，峰強(qiáng)度最大，之后隨著溫度的增加，峰值逐漸降低。在0.8～1.0 nm，溫度增加至950 ℃時(shí)，孔徑分布峰值呈現(xiàn)最大值，隨著溫度的繼續(xù)增加，峰值逐漸降低。在2～50 nm的中孔范圍內(nèi)，溫度為1 050 ℃時(shí)，中孔各峰值及峰寬最大，這與表3中粉狀活性焦的中孔孔容及比表面積變化趨勢(shì)一致。由于隨著溫度的升高，活性焦制備過(guò)程中的各反應(yīng)強(qiáng)度的加強(qiáng)，微孔及中孔孔隙結(jié)構(gòu)相應(yīng)得到發(fā)展，當(dāng)溫度增加至950 ℃時(shí)，微孔孔容及比表面積呈現(xiàn)最大值。當(dāng)溫度進(jìn)一步增加，反應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，活性焦的孔隙向孔徑增加的方向發(fā)展，孔隙結(jié)構(gòu)逐漸向中孔方向發(fā)展，微孔量減少，中孔量逐漸增加，溫度達(dá)到1 050 ℃時(shí)，中孔量呈現(xiàn)最大值。當(dāng)溫度為1 200 ℃時(shí)，由于灰熔融堵塞孔隙而導(dǎo)致微孔及中孔量大量減少。

2.4 活性焦的孔隙結(jié)構(gòu)分形特征的分析

目前應(yīng)用的分形維數(shù)的計(jì)算方法主要有分形BET法、分形Langmuir法、熱力學(xué)法、分形Frenkel-Halsey-Hill(FHH)法等[20-24]，其中在多孔材料方向應(yīng)用最廣泛的方法為分形FHH法。分形FHH方法[25]的基本方程為

ln(V/Vm)=C+A[ln(ln(P0/P))]

其中，V為壓力為P時(shí)的N2吸附量;Vm為單層吸附量;A為基于分形維數(shù)D的吸附冪指數(shù);P0為飽和吸附壓力;C為常數(shù)?；诘?dú)馕降葴鼐€，采用FHH方程對(duì)lnV-ln[ln(P0/P)]進(jìn)行線性擬合，擬合曲線的斜率即為A，通過(guò)A來(lái)計(jì)算分形維數(shù)D。分形維數(shù)計(jì)算應(yīng)用最廣泛的方程有D=3+3A以及D=3+A[26-27]。根據(jù)分形維數(shù)的基本理論，D的值在2～3。但是，大量研究表明，當(dāng)采用D=3+3A計(jì)算得出分形維數(shù)D小于2，有悖于分形維數(shù)的基本理論。因此，本文采用D=3+3A計(jì)算分形維數(shù)。

圖4為FHH方程對(duì)原煤及粉狀活性焦的lnV-ln[ln(P0/P)]擬合曲線圖。從圖4可以看出，由于高壓段和低壓段吸附機(jī)理的不同，在P/P0的值分別介于0～0.5以及0.5～1.0時(shí)，存在兩種不同的線性擬合曲線，線性擬合度高(R2>0.96)。將低壓段與高壓段計(jì)算得出的分形維數(shù)分別記為D1和D2，D1用于表征煤及活性焦孔隙結(jié)構(gòu)的表面粗糙度;D2用于表征煤及活性焦孔隙結(jié)構(gòu)的空間粗糙度。

分形維數(shù)D1,D2隨活性焦制備溫度的變化如圖5所示。隨著溫度的升高，D1,D2均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。溫度為950 ℃時(shí)，D1呈現(xiàn)最大值;溫度為850 ℃時(shí)，D2呈現(xiàn)最大值。通常來(lái)說(shuō)，活性焦的比表面積主要與內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)尤其是微孔相關(guān)，結(jié)合表3中粉焦孔隙結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，分形維數(shù)與比表面積表現(xiàn)出良好的正相關(guān)性。溫度低于850 ℃時(shí)，分形維數(shù)D1和D2隨溫度升高而增大，隨著揮發(fā)分的析出，粉焦生成大量的孔隙結(jié)構(gòu)。分形維數(shù)D1在溫度大于850 ℃時(shí)持續(xù)降低，這是由于無(wú)定形碳的消耗及表面微晶趨向有序性，表面粗糙程度降低。而分形維數(shù)D2在溫度升高至950 ℃時(shí)仍然有所增加，這是由于微晶的消耗促進(jìn)了新的微孔結(jié)構(gòu)的生成，溫度大于950 ℃時(shí)，微孔的消耗速率增加導(dǎo)致微孔量減少。當(dāng)溫度增加至1 200 ℃時(shí)，一方面由于灰熔融堵塞孔隙，另一方面由于在高溫條件下，微晶結(jié)構(gòu)有序堆疊，孔隙結(jié)構(gòu)及表面活性大幅度降低，分形維數(shù)大幅度降低。

圖4 原煤及粉狀活性焦的FHH 擬合曲線

圖5 溫度對(duì)分形維數(shù)的影響

2.5 活性焦的SO2吸附特性分析

活性焦的SO2吸附特性分析采用文獻(xiàn)[28]中固定床吸附的方法(溫度為75 ℃，SO2體積分?jǐn)?shù)1 500×10-6，O2體積分?jǐn)?shù)6%，H2O體積分?jǐn)?shù)8%)，由于完全吸附飽和需要十幾小時(shí)甚至更多的時(shí)間，考慮到實(shí)際因素分析采用2 h吸附時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算活性焦的硫容[29]。不同溫度制得粉焦的吸附特性如圖6所示。從圖6中可以看出，粉焦的制備溫度對(duì)其SO2吸附性能有很大的影響。2 h的吸附時(shí)間內(nèi)幾種粉焦都沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)，BR1200出口SO2體積分?jǐn)?shù)最高為1 290×10-6。當(dāng)制備溫度從750 ℃增加至950 ℃時(shí)，出口SO2的體積分?jǐn)?shù)為0即吸附效率為100%的時(shí)間從15 min增加至35 min，吸附時(shí)間為2 h時(shí)出口SO2的濃度從1 130×10-6降至800×10-6，對(duì)應(yīng)的2 h的SO2吸附量由70.05 mg/g提高至104.09 mg/g。當(dāng)溫度升高至1 050 ℃后，粉焦的吸附量開(kāi)始下降，吸附效率為100%的時(shí)間為20 min，與850 ℃條件下相當(dāng)。而B(niǎo)R1050的2 h出口SO2體積分?jǐn)?shù)為860×10-6，相比850 ℃有所下降。當(dāng)溫度進(jìn)一步增加至1 200 ℃時(shí)，吸附初始5 min即穿透，2 h時(shí)出口SO2體積分?jǐn)?shù)為1 290×10-6，對(duì)應(yīng)的吸附量為51.92 mg/g，吸附量及吸附速率均大幅度減少。

圖6 活性焦的SO2吸附穿透曲線

粉焦吸附SO2可分為2個(gè)階段，第1階段為完全吸附階段，此時(shí)出口SO2體積分?jǐn)?shù)為0;第2階段為穿透階段，出口SO2體積分?jǐn)?shù)從0逐漸增加，吸附速率逐漸降低。結(jié)合表3中孔隙結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，可知第1階段SO2吸附量與微孔比表面積由很好的正相關(guān)性。其中BR950具有最豐富的微孔結(jié)構(gòu)，第1階段的吸附量最高，可以達(dá)到40 mg/g;而B(niǎo)R1200微孔比表面積最小，對(duì)應(yīng)的第1階段的吸附量最低，僅為5 mg/g。該階段為快速吸附階段，SO2吸附后主要儲(chǔ)存在微孔中。

第2吸附階段除BR1200外，其余粉焦吸附量與中孔孔容成正相關(guān)關(guān)系，吸附量最大的BR950可達(dá)到71.5 mg/g。BR1200雖然具有較高的中孔孔容0.106 cm3/g，但是其吸附量仍然最小，僅為45 mg/g。這是由于，該階段除了發(fā)生微孔吸附以外，還發(fā)生了吸附的SO2向中孔內(nèi)遷移并儲(chǔ)存的過(guò)程[30]。因此，該階段吸附與微孔及中孔都有很大關(guān)系。

3 結(jié) 論

(1)煙氣活化可以制得具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的褐煤基粉焦。粉焦的孔隙組成以微孔為主，褐煤基粉焦的比表面積隨制備溫度升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，制備溫度950 ℃時(shí)呈現(xiàn)最大值?？兹莘e與比表面積的變化趨勢(shì)相似，溫度為1 050 ℃時(shí)呈現(xiàn)最大值。溫度過(guò)高，導(dǎo)致灰熔融造成孔隙堵塞而影響粉焦的孔隙結(jié)構(gòu)。

(2)分形維數(shù)D2與粉焦的比表面積的變化趨勢(shì)一致，表明粉焦的微孔結(jié)構(gòu)變化對(duì)褐煤空間結(jié)構(gòu)影響更大，D2更適合用來(lái)表征褐煤的微孔結(jié)構(gòu)變化特征。

(3)褐煤基粉焦的SO2吸附性能與孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，吸附量大小主要由微孔決定，在微孔結(jié)構(gòu)相似條件下，吸附量大小主要取決于中孔量的多少。