燃煤煙氣中所含的二氧化硫、氮氧化物、重金屬等大氣污染的主要物質(zhì)，對(duì)大氣、環(huán)境、建筑物、人體健康等均具有很大危害性。集中供熱的燃煤供熱鍋爐房一般位于市區(qū)或者距離居民生活區(qū)較近，需遵循的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)高，環(huán)境、大氣的質(zhì)量要求相對(duì)更為嚴(yán)格。常用的濕法脫硫技術(shù)，提高了附加的運(yùn)行費(fèi)用，增加了水資源消耗。活性（焦）炭干法脫硫技術(shù)效率高，降低耗能和節(jié)約用水，已經(jīng)在日本和歐洲有一定規(guī)模的應(yīng)用，我國(guó)也投入了大量的研究，活性炭作為擔(dān)載體，噴淋氨或改性后能夠取得很高的脫硝效率，并且也是很好的脫除重金屬的吸附劑。活性炭一般由優(yōu)質(zhì)煙煤制備，工序繁復(fù)，成本高，工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用初投資高，不適合我國(guó)國(guó)情。降低活性焦炭成本的途徑之一，可采用農(nóng)業(yè)廢棄物如玉米或小麥秸稈制備價(jià)格低廉而吸附效果好的吸附劑。本文在鋸末顆粒活性炭脫污研究的基礎(chǔ)上，使用秸稈類(lèi)生物質(zhì)制取的活性炭顆粒在青島大學(xué)鍋爐房進(jìn)行了重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，比較了幾種活性炭聯(lián)合脫污性能，為生物質(zhì)顆粒活性炭替代煤質(zhì)活性炭提供了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1、活性炭的品質(zhì)分析
1.1工業(yè)分析
    鋸末炭、麥秸炭、麥秸加煤炭的制作工藝相同，熱解終溫450℃，以水蒸氣為活化劑，終溫700℃，其原料及由原料制成的活性炭成分見(jiàn)表1所示。由表1可知，麥秸原料的灰分含量較鋸末多，鋸末中的固定碳含量高于麥秸；在制成的活性炭中，麥秸加煤材料的活性炭灰分含量最高，這是因?yàn)槊褐谢曳值暮�量要大于麥秸的灰分含量；幾種活性炭揮發(fā)分含量都較低，說(shuō)明熱解比較充分；鋸末活性炭的固定碳含量最高，揮發(fā)分最少，灰分適中。
    農(nóng)作物秸稈其實(shí)也是一種很好的資源，如果可以其中回收經(jīng)秸稈粉碎機(jī)粉碎然后再經(jīng)過(guò)秸稈壓塊機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)壓制成生物質(zhì)燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個(gè)兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷(xiāo)售老百姓也可以增加收入。

1.2活性炭BET測(cè)試結(jié)果及其分析
    經(jīng)過(guò)氮?dú)馕�附儀(TriStar 3000)測(cè)定，不同材料的活性炭BET測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2所示。由表2可知，鋸末炭比表面積最大、孔容最高，又由于其灰分含量較少，因此應(yīng)該有最好的煙氣脫污效率；麥秸炭與之相反，煙氣脫污效率最差；秸稈加煤活性炭，比表面積和孔容都較麥秸炭有所增加，這說(shuō)明，加入煤有利于增加活性炭的脫污性能。

1.3活性炭能譜分析
    3種活性炭中元素含量的對(duì)比見(jiàn)圖1所示。秸稈加煤活性炭的C元素含量最高，數(shù)量大于工業(yè)分析中固定碳含量，說(shuō)明秸稈加煤炭中含有部分碳酸鹽類(lèi)灰分，相比秸稈，加入煤后增加了碳含量，也帶人了更多的碳酸鹽灰分。鋸末炭的含碳量最近于工業(yè)分析中固定碳含量，這是鋸末中灰分少、碳酸鹽分少的原因。

    本實(shí)驗(yàn)所制得的活性炭中含有豐富的礦物元素，其中有堿性元素K，Na，Ca，F(xiàn)e，Mg和酸性元素Si，P，S，Cl。對(duì)其含量進(jìn)行比較可知，堿金屬元素含量高，使活性炭總體的官能團(tuán)呈現(xiàn)堿性。尤其K，Ca等活躍的堿性金屬，對(duì)于炭的堿性起到更大的作用。因此，生物質(zhì)顆粒活性炭用于脫除酸性氣體是有利的，它們?cè)诨钚蕴勘砻嫘纬蓧A性基團(tuán)有利于S03的吸附。其中鋸末活性炭的K+Na含量最高，利于化學(xué)吸附。此外，鋸末活性炭中含有較大量的Fe元素，猜測(cè)可能是鐵離子復(fù)合物，有利于吸附的S02形成更穩(wěn)定的形態(tài)，而包含鐵離子復(fù)合物的活性炭材料當(dāng)其表面具有堿性時(shí)可大大提高其脫硫能力。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其討論
2.1原材料對(duì)活性炭脫硫脫氮性能的影響
    3種材料的活性炭聯(lián)合脫硫脫氮曲線(xiàn)見(jiàn)圖2所示。由圖2看出，在70℃時(shí)，秸稈加煤材料活性炭高效脫除二氧化硫和氮氧化物的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，這說(shuō)明秸稈加入煤后有利于提高脫污能力。圖中幾種材料的活性炭脫污曲線(xiàn)隨著時(shí)間的延續(xù)，脫硫、脫氮的效率均逐漸降低，符合一般活性炭脫污的規(guī)律。而麥秸活性炭脫硫效率降低速度快，高效脫污持續(xù)時(shí)間短，其脫氮效率的波動(dòng)可能為煙氣成分的波動(dòng)或者是測(cè)量誤差的原因。
2.2工作溫度對(duì)活性炭脫硫脫氮性能的影響
    一般煙氣脫污試驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行2h，其中每隔10 min測(cè)一次數(shù)據(jù)。現(xiàn)將兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的脫污性能進(jìn)行比較，分別取煙氣處理第10 min和第60 min時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖3和圖4所示。
    圖3和圖4形狀比較相似，麥秸加煤活性炭在70，90，130℃時(shí)聯(lián)合脫硫脫氮的曲線(xiàn)較平穩(wěn)，即在幾種溫度條件下工作效率接近，受溫度條件影響較小，并且聯(lián)合脫硫脫氮效率較其他兩種炭高。鋸末活性炭與麥秸活性炭受溫度影響比較大，不同工作溫度，聯(lián)合脫除效率差異較大。一般，炭材的脫污效率隨著溫度升高是逐漸降低的，圖中鋸末活性炭符合這個(gè)規(guī)律，而麥秸與麥秸加煤活性炭的脫污效率90℃呈現(xiàn)低效后有所回升。分析原因，低溫時(shí)活性炭吸附以物理吸附為主，而在高溫時(shí)以化學(xué)吸附為主。麥秸與麥秸加煤活性炭性能變化明顯是由低溫(70℃)時(shí)的物理吸附到溫度升高而吸附能力下降，但高于100℃以后的溫度時(shí)，炭表面的眾多堿性基團(tuán)發(fā)揮作用（吸附酸性氣體）的化學(xué)吸附，因而吸附效率又有回升，這與上文中的能譜分析結(jié)果一致。因此，本實(shí)驗(yàn)制備的麥秸加煤活性炭在低溫(70℃)和高溫(130℃)時(shí)都能夠保持很好的脫污性能。

3、結(jié)束語(yǔ)
    麥秸摻入10%的煤粉制取的高機(jī)械強(qiáng)度活性炭顆粒較煤質(zhì)活性炭有更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性，在炭的比表面積、孔容、化學(xué)吸附性能等方面較純生物質(zhì)活性炭顆粒有了較大的提高，較鋸末炭、麥秸活性炭顆粒有更好的脫硫脫氮性能，其工作溫度范圍也有所擴(kuò)大，在低溫(70℃)和高溫(130℃)時(shí)，都有優(yōu)良的脫污性能，其脫硫脫氮效率可長(zhǎng)時(shí)間維持在95%，85%左右，是一種較為理想的干法煙氣處理吸附劑。
    三門(mén)峽富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。