彬县煤活性焦表面性质对其脱硫性能的影响.pdf

第3 2 卷第6 期 2 0 0 3 年1 1 月 中国矿业大学学报 J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y V o l ，3 2N o ，6 N o v ．2 0 0 3 文章编号l0 0 019 6 4 2 0 0 3 0 60 6 3 60 5 彬县煤活性焦表面性质对其脱硫性能的影响 张守玉1 ，王洋2 ，吕俊复1 ，岳光溪1 1 ．清华大学热能工程系热能工程研究所，北京10 0 0 8 4 2 ．中国科学院山西煤炭化学研究所，山西太原0 3 0 0 0 1 摘要在流化床上用彬县煤制备了脱硫用活性焦样品，使用X P S 等分析手段考察了制得的活性 焦表面性质对其脱硫性能的影响．分析了活性焦表面性质与其脱硫性能之间关系．结果表明，活 性焦表面多环芳香平面层上的离域≈电子系统是脱硫用活性焦碱性的主要来源，并在活性焦吸 附转化烟气中的S O ，过程中起着重要的作用．在与o ，和H ，0 共存的情况下，S O 可能被在活性 焦表面碱性活性位上催化生成的H 。o 。氧化为硫酸．随着活化强度的增加，活性焦脱硫能力增 强，但是活化温度、活化时间以及活化介质中的水蒸汽浓度对活性焦表面碱性活性位影响则有所 差异． 关键词烟气；脱硫；活性焦；表面性质 中图分类号T Q7 0 1 ．3文献标识码A 煤制活性焦因其脱硫效果较好、原料易得、价 格低廉、着火点高、机械强度好等特点而在烟气脱 硫方面得到了广泛的应用．在与氧气、水蒸汽共存 的情况下，烟道气中低浓度S O 。吸附在活性焦的 微孔中并被催化氧化为硫酸贮存于活性焦的内部， 吸附后的活性焦可以通过水洗或加热再生并可回 收含硫产品．在活性焦孔隙表面存在着不同类型的 酸碱活性中心，对活性焦脱硫性能的影响较大．活 性焦的脱硫性能是由原料煤种及制备工艺决定，其 中活化过程是活性焦制备过程中最重要的一环，不 同活化条件下制得的活性焦表面化学性质与脱硫 性能亦有所不同．本研究主要利用X P S 等分析手 段考察彬县煤活性焦的表面信息，探讨不同活化条 件下制得的活性焦表面化学性质对活性焦脱硫性 能的影响，以期获得较为清晰的认识． 1 实验部分 1 ．1 原料性质 实验中所用的煤种为陕西彬县煤，其煤质分析 数据见表1 ．将原料煤破碎，取其中1 ～1 ．2 5m m 筛 分作为实验物料． 表1原料煤的工业分析与元素分析数据 T a b l e1T h ep r o x i m a t ea n du l t i m a t ea n a l y s i so f B i n x i a nc o a lw B ／％ 竺墅 坠堕些些旦堕 5 7 】9 ．9 82 2 ．2 4 0 ．3 46 76 33 ．7 4 1 56 20 ．9 8 1 ．2 实验装置 用流化床作为制焦设备，其装置流程见图1 图1 活性焦制各实验装置流程图 F i g ．1 T h es c h e m a t i cd i a g r a mo fe x p e r i m e n t a la p p a r a t u s f o ra c t i v a t e dc o k ep r o d u e t i o n 赛{ ；％蓦蒜餐；荽怒霉；挚每屡毳撇瓮魏群 ‰讳粪豫；”1 4 ．嚆翥豫。1 k 锚蟹篙埭蕊 收稿日期z2 0 0 2 1 2 0 9 基金项目国家重大基础研究规划项目 G 1 9 9 9 0 2 2 2 0 4 f 国家“十五”科技攻关项目 2 0 0 1 B A 4 0 1 A 0 3 作者简介，张守玉 1 9 7 1 I 男，吉林省集安市』、，清华大学博士后，从事燃料化工方面的研究 万方数据 第6 期 张守玉等彬县煤活性焦表面性质对其脱硫性能的影响6 3 7 由可调节泵将蒸馏水泵人预热器内汽化为水 蒸汽，与氮气混合预热后进人反应器．反应器为一 长为7 0 0r a m ，十5 7X 4m m 的耐高温不锈钢管，分 布板为烧结金属丝板网制成． 1 ．3 实验步骤 首先将1 0 0g 实验用煤从反应器上方加入流 化床反应器中，然后通人一定流量的氮气以将实验 系统内的氧排出，同时使床内物料处于初始流化状 态。流化床反应器开始加热升温，升温速率为 1 0C ／m i n ，反应器升至炭化温度 6 0 0 C 时停留 3 0r a i n ．炭化结束后，继续升温至设定的活化温度， 此时将氮气切换为设定混合比例的氮气与水蒸汽 混合气，经设定的活化时问后，在氮气的保护下降 至室温． 1 ．4 活性焦性能检测 活性焦碘值测定依据中华人民共和国国家标 准G B 7 7 0 2 ，78 7 进行． 活性焦的表面积是由美国M I C 生产的 A S A P 2 0 0 0 M 吸附仪测定的，以N 。为吸附质，在液 氮温度 1 9 6 ℃ 下进行吸附，应用B E T 方程确定 活性焦的比表面积． 活性焦的苯甲酸吸附值测定方法口～窜温条 件下，将样晶在浓度为0 ．0 lm o l ／L 的苯甲酸乙醇 溶液中浸泡4 8h ，振荡后静置，取出一定量的上层 溶液用标准的N a O H 溶液滴定．根据浸泡括性焦 前后的苯甲酸乙醇溶液中苯甲酸浓度的变化计算 出活性焦的苯甲酸吸附量 r e t o o l ／g ． 活性焦x 射线光电子能谱 X P S 分析是在 P e r k i n E l m e r 公司的P H I5 3 0 0E S C A 型x 射线光 电于能谱仪进行的．测定过程的操作参数为主真 空室真空度为1 0n P a ；分辨率为0 ．8e V ；灵敏度为 8 0kC P S ；角分辨为5 ～9 0 。；X 射线源为M gK c t 靶，光电子能量为12 5 3 ，6e V ；配有灵敏监测器 P S D ．以污染碳 C l s ，结合能2 8 4 ．6e V 校正结 合能值．通过峰面积计算表面各元素含量，焦表面 含氧官能团含量采用拟和分峰求得． 在一恒温固定床反应器上对活性焦S O 。吸附 量进行了测定．该固定床反应器由置于一个1k W 管式电炉内 内径为1 3m m ，长为5 0 0m m 的玻璃 管构成 ．内装床层体积约为1 0m I ．的活性焦，其 粒径为1 ～1 ．2 5r l l r f t ．反应温度为1 0 0 ℃，进气空 速为60 0 0h ．配气模拟烟道气，组成为9 S O 。 一1 ％，p 。 一6 ％，烈H 。O g 1 0 ％，余为N z ．吸 附时间为3h ．活性焦吸附前后硫含量用L e c o 公司 生产的S C 一4 4 4 定炭定硫仪测定．每克活性焦样品 所能吸附的S O 量 硫容 计算公式如下 m s 。2 2 0 0 0 m z w 2 一m l z 0 1 ／m ， 式中t t 9 1 t s o 。为每1g 样品吸附S O z 的量，m g ／g ；m - ， m z 分别为吸附前后的样品质量，g ；w ，，“ C O ，分别为 吸附前后样品中的硫的质量分数，％． 2 结果与讨论 前人已发现，活性碳质材料的脱硫能力与表面 上某些具有酸碱性质的活性位有关，活性碳质材料 表面碱性位数量的增加有益于其脱除烟气中的 S 0 2 口“] ．1 3 a v i n i [ 3 “j 与C a r r a s c o M a r i n 等“发现， S O 的吸附量与用苯甲酸吸附测得的炭表面碱性 位含量之问有着非常密切的关系，苯甲酸吸附值越 高，活性焦表面碱性活性位含量越高，活性焦的脱 硫性能越好．关于活性碳质材料的碱性长期以来争 论颇多，主要集中于表面碱性含氧官能团口’4 - - s ] 、碳 平面层上的离域”电子 c 。 的电子给体一受体 E D A 的相互作用[ 7 1 或二者的共同作用_ “⋯．这些 表面碱性活性位位于微孔内，对S O 。的吸附、氧化 是在微孔中进行的“’“Ⅲ．煤经过炭化、活化后得 到的活性焦具有一定的微孔结构，在表面上分布着 不同性质的活性位．活化过程促进了活性焦表面活 性位的产生，同时，由于孔隙结构的发展而使之开 放于外界，使得话性焦表面性质得以体现．因此，活 化条件不同，活性焦表面性质亦不同，其脱硫性能 也有所差异． 2 ．1 活化温度的影响 活化条件为活化温度分别为6 0 0 ，7 0 0 ，8 0 0 ， 8 5 0 ，9 0 0C ；活化时间为4 0m i n ；活化介质组成为 5 0 ％H z o g } 5 0 ％N 。．不同活化温度下制得的 活性焦分析结果见表2 ．由表2 中数据可知，随着 活化温度的增加，活性焦的碘值、表面积均增加，同 时，活性焦的苯甲酸吸附值也随着活化温度的增加 而增加，表明活性焦表面碱性位数量增加，相应地 活性焦的硫容亦随之提高．由此可知，随着活化温 度的升高，活性焦的孔隙结构亦越来越丰富，开放 于外部空间的表面活性位也越多，活性焦的脱硫能 力也就越好．表3 是不同活化条件下活性焦的X P S 分析结果。由表3 可知，随着活化温度的增加，活性 焦表面o ／c 下降．表4 为不同活化温度下制得的 活性焦C l s 谱图的拟合结果．活性焦的C l s 峰均可 拟合为5 个峰，按照键能从小到大的顺序排列，这 5 个峰对应的官能团分别为石墨化碳 c c 2 8 4 ．6 ～2 8 5 ．1e V ．C o 2 8 6 ．3 ～2 8 7 ．0e V ， C I o 2 8 7 ．5 ～2 8 8 ．1e V ．C O O H 2 8 9 ．3 ～ 万方数据 中国矿业大学学报第3 2 卷 2 9 0e V 及7 广一Ⅱ” 2 9 1 ．2 ～2 9 2 ．1e V ““．由此可 知，随着活化温度的增加，活性焦表面氧含量下降， 结合在多环芳香平面层边缘的氧原子数量减少，因 此，氧对平面层中”电子的定域效应降低，”电子 的离域效应增强口2 ““．由以上数据可知，芳环平面 层上的n 电子系统与活性焦的碱性及其脱硫能力 之间存在着紧密的联系． 表2 不同活化温度下制得的活性焦性质 T a b l e2T h ep r o p e r t i e so ft h e a c t i v a t e dc h a r sp r e p a r e d u n d e rd i f f e r e n ta c t i v a t i o nt e m p e r a t u r e 表3 不同活化温度下制得的活性焦X P S 分析结果 T a b l e3T h eX P Sr e s u l t so f t h ea c t i v a t e dc h a r sp r e p a r e d u n d e rd i f f e r e n ta c t i v a t i o nt e m p e r a t u r e 表4 不同活化温度下制得的活性焦C l s 谱圈拟台结果 T a b l e4T h ed a t ao fc u r v e f i t t i n go fC l ss p e c t r af o rt h e a c t i v a t e dc h a ro fd i f f e r e n ta c t i v a t i o nt e m p e r a t u r e 2 ，2 活化时间的影响 活化条件为活化温度为8 5 0 。C ，活化时间分 别为5 ，2 0 ，4 0 ，6 0r a i n ，活化介质组成为5 0 ％H 。O g 5 0 ％N 。．不同活化时间下制得的活性焦分析 结果见表5 ．由该表可知，活性焦的碘值、表面积均 随着活化时间的增加而增加，而其苯甲酸吸附值先 随着活化时间增加，在活化4 0r a i n 后，其苯甲酸吸 附值不再增加．表6 和表7 是不同活化时间下制得 的活性焦的X P S 分析结果．由表6 ，7 可知，活性焦 表面的o ／c 比值与活化时间之间并没有规律性的 关联，其表面，r 一“4 含量亦是先随着活化时间增 加，然后不再随之增加，与表面碱性有着较好的关 联．活性焦的硫容则随着活化时间的增加而增加， 并没有表现出与其表面碱性及表面””。含量 相同的变化趋势，说明在表面碱性相差不多的情况 下，活性焦脱硫性能受孔隙结构的限制，因为较丰 富的孔隙结构可以为S O 。脱除过程中生成的硫酸 提供较大的储存空间． 衰5 不同活化时间下制得的活性焦性质 T a b l e5T h ep r o p e r t i e so ft h ea c t i v a t e dc h a r s p r e p a r e du n d e rd i f f e r e n ta c t i v a t i o nt i m e 碘值／比表面积／苯甲酸吸附值／硫容／ ‘”“7 ⋯“ “g ．g _ 1 m 2 ．g _ 】 m t n 0 1 ．g1 “％．g 一1 53 8 47 82 4 8 ．0 80 ．0 51 3 4 ．1 7 Z 05 7 8 ．9 74 3 6 ．4 80 ．2 31 7 7 ．f ；5 4 07 0 59 85 4 71 40 ．3 2l9 7 ．2 0 6 07 6 9 ．5 76 0 4 ．7 30 ．3 12 2 8 ．3 3 表6 不同活化时间下制得的活性焦X P S 分析结果 T a b l e6T h eX P Sr e s u l t so ft h ea c t i v a t e dc h a r s p r e p a r e du n d e rd i f f e r e n ta c t i v a t i o nt i m e 表7 不同活化时间下制得的活性焦C l s 谱图拟台结果 T a b l e7T h ed a t ao fc u r v e f R t i n go fC l ss p e c t r af o r t h ea c t i v a t e dc h a ro fd i f f e r e n ta c t i v a t i o nt i m e 2 ．3 水蒸汽浓度的影响 活化条件为活化温度为8 5 0 “ C ；活化时间为 4 0r a i n ；活化介质中9 水蒸汽 分别为3 0 ％，5 0 ％， 8 0 ％．表8 为不同水蒸汽浓度下制得的活性焦的性 质．由表中数据可知，活化介质中水蒸汽浓度对活 性焦性质的影响类似于活化时间的影响．随着水蒸 汽浓度的增加，活性焦的碘值、表面积增加，然而其 苯甲酸吸附值随着水蒸汽浓度增加先增加，当水蒸 汽浓度超过5 0 ％后，制得的活性焦碱性不再增加． 活化介质中不同水蒸汽浓度下制得的活性焦X P S 分析结果见表9 和表1 0 ．同样，活性焦表面的o ／c 比值与水蒸汽浓度之间并没有很好的比例关系，其 表面r ””含量亦是先随着水蒸汽浓度的增加 而增加，然后不再增加，但与表面碱性之间有着较 好的关联．活性焦的硫容则随着活化介质中水蒸汽 浓度的增加而增加，并没有表现出与表面碱性及表 面”一” 含量相同的变化趋势，这也说明了当活 性焦表面碱性相差不多时，活性焦脱硫性能受孔隙 结构的限制． 万方数据 第6 期张守玉等彬县煤活性焦表面性质对其脱硫性能的影响 表B 不同水蒸汽浓度下制得的活性焦性质 T a b l e8T h ep r o p e r t i e so ft h ea c t i v a t e dc h a r s p r e p a r e du n d e rd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o no fw a t e rv a p o r “水蒸汽 ／ 碘值， 比表面积／苯甲酸吸附值／硫容／ ％ m g g1 m 2 g1 m m o l - g - 1 m g E1 表9 不同水蒸汽浓度下活性焦X P S 分析结果 T a b l e9T h eX P Sr e s u l t so ft h ea c t i v a t e dc h a r sp r e p a r e d u n d e rd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o no fw a t e rv a p o r 表10 不同水蒸汽浓度下的活性焦c l s 谱国拟台结果 T a b l e1 0T h ed a t ao fc u r v e f i t t i n go fC l ss p e c t r af o r t h e a c t i v a t e dc h a ro fd i f f e r e n t c o n ￡e n t r a t i o n o fw a t e rv a p o r 由以上数据和分析可知，不同煤种活性焦表面 ，r “’含量大小顺序与碱性致，说明活性焦表 面多环芳香平面层的离域“电子是脱硫用活性焦 表面碱性的主要来源，由此也可知活性焦表面离域 ”电子 c 。 在脱硫过程中起着重要的作用．c 。位于 碳原子平面层上远离边缘的”电子丰富的区域，构 成了炭表面的L e w i s 碱性位，具有足够的碱性从酸 性溶液中获取质子，从而赋予了炭表面吸附酸的特 性．H 。O 是足够强的酸，当碱性炭与纯水接触时， 会从水中获得质子而使悬浮液呈现碱性“，C ，获 得水中质子的反应表达式如下口。⋯ C 。} 2 H 2 0 C 。H 3 O H ． 1 因此，活性焦表面多环芳香平面层上的离域n 电子系统可以通过其获得质子的能力而使活性焦 表面表现出碱性性质． 在与O 。与H 。o 共存的情况下，会有以下电化 学反应得以发生”’“] C 。⋯0 2 。d 。 2 H 2 0 一，C H 2 0 2 2 0 H ． 2 a d s 表示吸附状态 ． 同时，有的学者o ’”’”3 发现在没有H 。O 的情 况下，在活性碳质材料表面不会有氧化反应发生． 因此，在与o 和H 。O 共存情况下吸附在活性焦表 面E 的S O 。比值吸附氧化过程很可能按照以下的 步骤进行 S 0 2 十z H 2 0 C } C 一 S 0 2 x H 2 0 ， 3 c 表示炭表面上的活性位 ． C 。⋯0 2 日d ； 2 H z O C H 2 0 2 2 0 H ， C 一 S 0 2 x H 2 0 H 2 0 2 一 C 一 H 。S O 。z H 2 0 ． 4 3 结论 通过对不同活化条件下制得的活性焦表面性 质与脱硫性能的分析和对前人工作的总结可知，活 性焦表面多环芳香平面层的离域“电子系统是脱 硫用活性焦碱性的主要来源，在活性焦吸附转化烟 气中S O 。过程中起着重要的作用．在与0 ，和H 。O 共存的情况下，S O 可能被在活性焦表面碱性活性 位上生成的H O 。氧化为硫酸．随着活化强度的增 加，活性焦脱硫能力增强，但是活化温度、活化时间 和活化介质中的水蒸汽浓度对活性焦表面碱性活 性位影响各不相同．活性焦脱硫性能不仅受其表面 化学性质的影响，还取决于其孔隙结构的丰富程 度． 参考文献； [ 1 ] R u b i oB ，l z q u i e r d oM T ．L o wc o s ta d s o r b e n t sf o rl o w t e m p e r a t u r ec l e a n i n go f f l u eg a s e s [ J ] ．F u e l ，1 9 9 8 ， 7 7 6 6 3 1 - 6 3 7 ． [ 2 ] C a r r a s e oMF ，U l t r e r aHE ，R i v e r aUJ e ta l A d s o c p l i o no fS 0 。i nf l o w i n ga i r o n t oa c t i v a t e d c a r b o n sf r o mo l i v es t o n e s [ J ] ．F u e l ，19 9 2 ，7 1 5 5 7 55 7 8 ． [ 3 ] D a v i n iP ．D e s u l f u r i z a t i o np r o p e r t i e so fa c t i v ec a r b o n s o b t a i n e df r o mp e t r o l e u mp i t c hp y r o l y s i s [ J ] C a r b o n ， 1 9 9 9 ，3 7 13 6 3 】3 7 1 ． [ 4 ] D a v i n iP ．A d s o r p t i o na n dd e s o r p t i o no fS 0 20 1 3 ．a c t i v e c a r b o n T h ee f f e c to fs u r f a c eb a s i cg r o u p s [ JJ - C a r b o n ，1 9 9 0 ，2 8 4 5 6 55 7 1 ． E 5 ] B o e h mHP ．S o m ea s p e c t so ft h es u r f a c ec h e m i s t r yo f c a r b o nb l a c k sa n do t h e rc a r b o n s 口] ．C a r b o n ，1 9 9 4 ， 3 2 5 f7 5 9 7 6 9 ． [ 6 ] P a p i r e rE ，D e n t z e rJ ，L iS ，e ta 1 ．S u r f a c eg r o u p so n n i t r i ca c i do x i d i z e dc a r b o nb l a c ks a m p l e sd e t e r m i n e d b yc h e m i c a la n dt h e r m o d e s o r p t i o na n a l y s e s [ J ．． C a r b o n ，1 9 9 1 ，2 9 1 6 9 7 2 ． [ 7 ] R a d o v i cLR ，R o d r i g u e z R e i n o s oF ．C a r b o nm a t e r i a l s i nc a t a l y s i s [ J ] ．C h e m i s t r ya n dP h y s i c so fC a r b o n ， 1 9 9 7 ，2 5 2 4 33 5 8 ． [ 8 3C o n t e s e uA ，V a s sM ，C o n t e s c uc ．e ta 1 ．A c i db u f f e r i n gc a p a c i t y o fb a s i cc a r b o n sr e v e a l e db y1 h e i r 万方数据 6 4 0中国矿业大学学报 第3 2 卷 c o n t i n u o u sp Kd i s t r i b u t i o n [ J ] ．C a r b o n ，1 9 9 8 ，3 6 3 2 4 7 - 2 5 8 ． [ 9 ] T s u j iK ，S h i r a i s h iI ．C o m b i n e dd e s u l f u r i z a t i o n ， d e n i t r i f i c a t i o na n dr e d u c t i o no fa i rt o x i c su s i n g a c t i v a t e dc o k e1 ．A c t i v i t yo fa c t i v a t e dc o k e [ J j ． F u e l ，1 9 9 7 ，7 6 6 5 4 9 5 5 4 ． [ 1 0 j F o s t e rA1 ，L i n n e yHJ ，T e n n i s o nSR ，e ta 1 ．T h e u s eo fc a r b o n sp r o d u c e df r o mp h e n o l i cr e s i n sf o rf l u e g a sd e s u l f u r i z a t i o n [ J ] ．F u e l ，1 9 9 3 ，7 2 2 2 3 7 2 4 2 ． [ 1 1 ] B i n i a kS ，S z y m a n s k iG ．S i e d l e w s k iJ ，e ta 1 ．T h e c h a r a c t e r i z a t i o no fa c t i v a t e dc a r b o n sw i t ho x y g e n a n dn i t r o g e ns u r f a c eg r o u p s 口] ．C a r b o n ，I9 9 7 ，3 5 1 2 1 7 9 9 1 8 1 0 ． [ 1 2 j L e o nYL e o nCA ，R a d o v i eLR ．I n t e r r a c i a l c h e m i s t r ya n de l e c t r o c h e m i s t r yo fc a r b o ns u r f a c e s [ J ] ．C h e m i s t r ya n dP h y s i c so fC a r b o n ，l9 9 4 ，2 4 2 】3 2 9 4 ． [ 13 j L e o nyL e o nCA ，S o l a rJM ．C a l e m m aV ，e ta l E v i d e n c ef o rt h ep r o t o n a t i o no fb a s a lp l a n es i t e so n [ 1 4 ] [ 1 5 3 [ 16 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] c a r b o nE J ] ．C a r b o n ，1 9 9 2 ，3 0 5 7 9 78 1 1 ． T a m o nH ，O k a z a k lM ．I n f l u e n c eo fa c i d i cs n r f a c e o x i d e so fa c t i v a t e dc a r b o no n g a sa d s o r p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s [ J ] ．C a r b o n ，19 9 6 ，3 4 6 7 4 1 7 4 6 ． B o e h mHP ．S o m ea s p e c t so ft h es u r f a c ec h e m i s t r y o fc a r b o nb l a c k sa n do t h e rc a r b o n s [ J ] ．C a r b o n ． 1 9 9 4 ，3 2 5 7 5 97 6 9 ． S t o h rB ，B o e h mHP ，S c h l o g lR ．E n h a n c e m e n to f t h ec a t a l y t i c a c t i v i t y o fa c t i v a t e dc a r b o n si n o x i d a t i o n r e a c t i o n sb yt h e r m a lt r e a t m e n tw i t h a n l i i l o n i ao rh y d r o g e nc y a n i d ea n do b s e r v a t i o no fa s u p e r o x i d es p e c i e s a s p o s s i b l ei n t e r m e d i a t e [ J ] ． C a r b o n ．1 9 9 1 ，2 9 6 7 0 77 2 0 ． Z a w a d z k iJ ．I n f r a r e ds t u d i e so fS 0 2o i lc a r b o nI ． i n t e r a c t i o no fS 0 2w i t hc a r b o nf i l m s [ J ] C a r b o n ， 1 9 8 7 ．3 5 3 4 3 14 3 6 ． M a r i n o vVN ．S e l f i g n i t i o na n dm e c h a n i s m so f i n t e r a c t i o no fc o a lw i t ho x y g e na tl o wt e m p e r a t u r e s [ J ] ．F u c l ，19 7 7 ，5 6 3 1 5 3 1 7 0 E f f e c to fS u r f a c eC h a r a c t e r i s t i c so fA c t i v a t e d C h a rD e r i v e dF r o mB i n x i a nC o a lo nI t sC a p a b i l i t yo fR e m o v i n gS 0 2 Z H A N GS h o u y u l 。W A N GY a n 9 2 ．L UJ u nf u l 。Y U EG u a n g x i l 1 ．T h e r m a lE n g i n e e r i n gD e p a r t m e n to fT s i n g h u aU n i v e r s i t y ，B e q i n g1 0 0 0 8 4 ，C h i n a ； 2 ．I n s t i t u t eo fC o a lC h e m i s t r y ，C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，T a i y u a n ，S h a n x i0 3 0 0 0 1 ，C t f i n a A b s t r a c t T h ea c t i v a t e dc h a rd e r i v e df r o mB i n x i a nc o n lw a sp r e p a r e do nab a t c hf l u i d i z e db e df o rF G D ．T h e e f f e c to ft h es u r f a c ec h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h ea c t i v a t e dc h a r ．p r e p a r e do n1 t sd e s u l f u r i z a t i o nc a p a b i l i t y w a s i n v e s t i g a t e du s i n gX P Sa n do t h e rm e t h o d s ，T h er e s u l ts h o w st h a t1 ． t h eb a s i c i t yo fa c t i v a t e dc h a ri sm a i n l y c o n t r i b u t e dt ot h ed e l o e a l i z e d l r e l e c t r o ni nt h eg r a p h e n el a y e r sF o ri tp l a y sak e yr o l ei nt h ea c t i v a t e dc h a r a d s o r b i n gS 0 2f r o mf l u eg a sa n dc o n v e r t i n gi t i n t os u f u r i ca c i d ；2 I nt h ep r e s e n c eo f0 2a n dH 2 0 ，t h e a d s o r b e dS 0 2m a yb eo x i d i z e db yH 2 0 zd e r i v e df t o m0 2a n dH 2 0c a t a l y z e db yt h eb a s i cs i t e so nt h es u r f a c eo f a c t i v a t e dc h a r ；3 W i t ht h ei n c r e a s eo fi n t e n s i t yo fa c t i v a t i n gc o n d i t i o n s ，t h ed e s u l f u r i z a t i o nc a p a b i l i t yo f a c t i v a t e dc h a rp r e p a r e di n c r e a s e s ；4 H o w e v e r ，t h ee f f e c to fa c t i v a t i n gt e m p e r a t u r eo nt h es u r f a c eb a s i cs i t e s o fa c t i v a t e dc h a rd i f f e r sb e c a u s eo fa c t i v a t i n gt i m ea n dt h ec o n c e n t r a t i o no fw a t e rv a p o r ． K e yw o r d s f l u eg a s ；d e s u l f u r i z a t i o n ；a c t i v a t e dc h a r ；s u r f a c ec h a r a c t e r i s t i c 责任编辑李戒俊 万方数据