活性炭对二氧化硫的吸附及催化作用

    在有色金属冶炼过程中产生的SO ,是对操作工人身体健康影响最大的有毒气体,必须采取有效的防治措施,以保证工人的身体健康安全。
　　用活性炭处理有色金属冶炼过程中产生的SO2 ,具有脱硫效率高、工艺简单、操作易控制、活性炭可再生重复利用、无二次污染等特点,克服了亚铵法,亚硫酸钠法和氧化锌法在应用上的局限性和缺点,也避免了用V2O5 氧化法的催化剂中毒问题,是一种行之有效且应用前景广泛的方法。
      SO2 被人体吸入呼吸道后,因易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道。在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸,一部分进而氧化为硫酸,使刺激作用增强,如果人体每天吸入浓度为100 ppm的SO2 ,8 h 后支气管和肺部将出现明显的刺激症状,使肺组织受到伤害。有色金属冶炼过程中不但产生SO2 气体,还会产生大量的粉尘。SO2 和粉尘的联合作用,对产业工人的身体健康造成了重大的损害。因为SO2 随飘尘气溶胶微粒进入人体肺部深层,毒性将增加3～4 倍,导致肺泡壁纤维增生。如果增生范围波及广泛,形成肺纤维性变,发展下去可使肺纤维断裂形成肺气肿。据某冶炼厂统计,300 名接触SO2 的职工,有30 %的人患有不同程度的支气管疾病。
　SO2 还可被人体吸收进入血液,对全身产生毒性作用,它能破坏酶的活力,影响人体新陈代谢,对肝脏造成一定的损害。SO2 还具有促癌性，使癌症发病率高于单致癌因子的发病率。
当含SO2 的废气与活性炭接触时,SO2 即被吸附,当有O2 和水蒸汽存在时,伴随着物理吸附同时发生化学吸附,具体反应如下:
　　物理吸附 SO2 ——SO2
　　O2——O2
　　H2O——H2O
　　化学吸附 2SO2 + O2——2SO3
　　SO3 + H2O——H2SO4
　　H2SO4——H2SO4
　　当活性炭上吸附了一定量的H2SO4 后,用水洗法再生活性炭,并得到副产品H2SO4 。
　　SO2 转化为SO3 是在活性炭的催化作用下完成的,传统的活性炭吸附法只是利用了活性炭本身的催化剂性能,催化活性低,反应速度缓慢,设备庞大。而此种活性炭处理法是利用活性炭是催化剂载体的特性,在活性炭上载有某种活性成分,构成了更高活性的活性炭催化剂,使SO2 转化为SO3 的反应速度大大加快,在此基础又研究了影响活性炭吸附法处理SO2 的其它影响因素。
　　从实验结果看, 在25 ℃时脱硫效果最好,100 ℃次之。虽然25 ℃脱硫效率最高,但脱硫后的烟气温度较低,烟气的热浮力降低,不利于烟气扩散,烟气易返回地面,造成附近地面污染。若采用100 ℃时脱硫,虽然脱硫效果不如25 ℃的好,但脱硫效率已经达到较高的数值,并且脱硫后,烟气温度较高,易于排烟,因此,应采用100 ℃温度下脱硫。
　　影响脱硫效率的各种因素相互制约,当脱硫温度取100 ℃时,H2O/ SO2 = 1～2 ,O2/ SO2 = 10～14 ,空速为3 600 h - 1时,脱硫效率可达96 %。
因此可见，活性炭在吸附脱硫的能力上功不可没。