过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (7): 771-780.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225265
王斌1, 李玉然1*, 白芳1, 华超1, 王保登2, 崔倩2, 朱廷钰1
Bin WANG1, Yuran LI1*, Fang BAI1, Chao HUA1, Baodeng WANG2, Qian CUI2, Tingyu ZHU1
摘要: 活性炭法烟气净化技术可协同脱除烟气中多种污染物,净化效率高,已广泛应用于钢铁、有色、燃煤电厂等行业烟气治理,但活性炭吸附烟气污染物后易积热形成热点,存在自燃安全隐患,因此系统评估不同吸附工况下活性炭热稳定性具有工程指导意义。本研究采用热重-差热分析仪(TG-DTA)开展活性炭氧化燃烧试验,系统探究单一CO2, SO2, NOx气氛及多组分混合烟气、不同吸附饱和度耦合作用下活性炭的热稳定特性,同步定量分析着火温度、燃尽温度、放热特征与燃烧表观活化能等关键动力学参数,阐明多污染物与吸附饱和度的耦合调控机制。结果表明,CO2, SO2及混合气氛可将活性炭着火温度提升18~77℃,CO2及SO2气氛下平均最大放热量较原始炭分别降低8%和9%,显著抑制自燃风险;NOx气氛作用则相反,100%吸附饱和度时自燃风险最高,着火温度降至340℃,最大放热速率对应温度较原始炭下降26℃,平均最大放热量提升0.5 mW/mg,炭氧化动力学壁垒大幅降低,自燃倾向性显著增强。复杂动力学特征源于CO2位点竞争吸附、NOx化学吸附催化促燃、SO2表面钝化抑燃多重效应相互制衡。本研究明确了高吸附饱和NOx气氛下活性炭特殊自燃风险,揭示多污染物共存时对活性炭热氧化特性的协同调控规律,为工业烟气活性炭净化装置安全稳定运行提供理论支撑。