活性炭脱硫剂的SE M 研究
张春山,邵曼君
(中国科学院过程工程研究所多相反开放实验室,北京100080)
基金项目:中国科学院开放实验室基金资助项目.
活性炭材料是由石墨微晶和无定形炭构成的一
种黑色多孔固体,孔隙结构发达,具有巨大的比表面积,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。以活性炭为脱硫剂吸附烟气中的S O 2具有良好的应用前景。1 实验方法
活性炭以河南长葛生产的T103和RS2型为原料。并用JS M 26700F 场发射扫描电镜观察其形貌。通过测定一定条件下,模拟烟气在活性炭床层的穿透时间,考察活性炭对S O 2的吸附能力。2 结果与讨论
由穿透曲线(图1)可以看出:T103的脱硫效果要明显好于RS2,在实验条件下,
两种活性炭的吸附
图1 不同活性炭吸附S O 2的吸附穿透曲线。
硫容分别为7416和4412(mgS O 2P gAC )。
图2是T103和RS2在低倍下的SE M 形貌图。
从低倍下的照片可以发现尽管它们都是由几个甚至几十个微米的颗粒组成的,颗粒之间的缝隙大约为几个微米。这些颗粒在结构上有较大的差别:组成T103的颗粒从外观上似乎比较致密,在更大的放大倍数下,还不能看到T103更细微的结构;而组成RS2的颗粒比较疏松,在低倍数下就可以看到在RS2的颗粒上有孔隙结构。
随着放大倍数的增加,活性炭的微观结构就更加清楚,T103和RS2的微观结构差别也越趋明显。从T103有代表性的一个颗粒200000X 的显微照片(图略)可以发现,看似致密的颗粒上仍然有许多平均孔径约为几个纳米的微孔。正是这些微孔的存
在,使得T103的BET 比表面积达到1200m 2
左右;而在RS2上尽管也可以观察到个别的几个纳米的微孔,但是颗粒的大部分表面上是看不到微孔的。在组成RS2的颗粒上,孔的大小大部分在10nm 以上。
这也就导致了RS2的BET 比表面积只有232m 2
。
通过对不同活性炭的微观形貌研究,并结合活性炭对S O 2的吸附穿透曲线,可以得出:微孔丰富的孔系结构,以及由此而造成的大的比表面积是影响活性炭吸附能力的主要因素。参考文献略
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图2 活性炭T 103(2a ),RS2(2b )的微观形貌图。2a :Bar =10μm ;2b :Bar =10μm
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54电子显微学报 J.Chin.E lectr.Microsc.S oc. 23(4)∶459～459 2004年
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
活性炭再生技术的发展(一) 摘要：活性炭是废水处理中常用的一种有效吸附剂,其再生具有重要意义。对热再生法、生物再生法等活性炭再生的传统方法进行了回顾,同时也对目前新兴的活性炭再生技术,如电化学法、超临界流体法、催化湿式氧化法和超声波法等进行了介绍与讨论。 关键词：活性炭再生水处理 活性炭是一种无毒无味,具有发达细孔结构和巨大比表面积的优良吸附剂。20世纪60年代初,欧美各国开始大量使用活性炭吸附法处理城市饮用水和工业废水。目前,活性炭吸附法已成为城市污水、 工业废水深度处理和污染水源净化的一种有效手段。我国于20世纪60年代已将活性炭用于二硫化碳废水处理,自20世纪70年代初以来,采用粒状活性炭处理工业废水,不论是在技术上,还是在应用范围和处理规模上都发展很快,如在炼油废水、炸药废水、印染废水、化工废水和电镀废水处理等方面都已有了较大规模的应用,并取得了满意的效果。 随着活性炭的应用范围日趋广泛,活性炭的回收开始得到了人们的重视。如果用过的活性炭无法回收,除了每吨废水的处理费用将会增加0.83～0.90元外1],还会对环境造成二次污染。因此,活性炭的再生具有格外重要的意义。 1传统活性炭再生方法 1.1热再生法 热再生法是目前应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法2,3]。处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段,温度将达到800～900°C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能,活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。 1.2生物再生法 生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程1,2]。生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。 生物法简单易行,投资和运行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。微生物处理污染物的针对性很强,需就特定物质专门驯化。且在降解过程中一般不能将所有的有机物彻底分解成CO2和H2O,其中间产物仍残留在活性炭上,积累在微孔中,多次循环后再生效率会明显降低。因而限制了生物再生法的工业化应用。 1.3湿式氧化再生法 在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为湿式氧化再生法4]。再生条件一般为200～250°C,3～7MPa,再生时间大多在60min以内。湿式氧化再生法处理对象广泛,反应时间短,再生效率稳定,再生开始后无需另外加热。但对于某些难降解有机物,可能会产生毒性更大的中间产物。同济大学环境学院以苯酚吸附等温线的变化为评价标准,系统地研究了活性炭湿式氧化再生过程中的主要影响因素,并从理论上探讨了其规律性;探讨了各主要因素之间的协同作用;考察了饱和炭多次循环再生的可能性;并对活性炭自身结构在湿式氧化过程中的变化情况进行了研究。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230°C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,
脱硫剂的介绍 一、常温氧化铁脱硫剂 1. 常温氧化铁脱硫剂主要活性组份是水含氧化铁Fe2O3·H2O，它是一种高分数散活性物质，对H2S有很高的反应活性和吸收能力；常温下就能有效地脱除H2S，且精度也高，硫容可达25%以上。工厂使用脱H2S情况见表1、表2。 表1年产3万吨合成氨厂CNJT-01脱硫情况[1] 表2氧化铁进出口H2S测试情况[2]
常温氧化铁脱硫剂型脱硫剂由于活性组份高的分散度和大的比表面积，对有机硫也有一定的脱除能力，见表3。 表3常温氧化铁脱硫剂脱除有机硫情况[3]
从表1、表2和表3可见，常温氧化铁脱硫剂脱硫剂在空速～300H-1可将高达～200PPm H2S脱至～1PPm；而脱有机硫效果差、波动大，且脱除量很小，主要为吸附。 2. 常温氧化铁脱硫剂的特性活性氧化铁Fe2O3·H2O3脱H2S的有效性与使用的环境有关。在处于碱性条件下发生如下反应。 3H2S+Fe2O3·H2O3 = Fe2O3·H2O+21.76KJ/mol (1) (红褐) (黑) 该反应是H2S分子在碱性液膜中溶解及离解而进行的。除脱硫剂本身具有一定碱度外，气氛为碱性环境也是有利的(如含一定的氨)；水份含量对脱硫剂也是至关重要，以～10%为宜，使用中气体中水汽含量以接近或达到饱和状态为好，如在20～40℃水汽车含量为～4%即可。这有助于抑制气流将脱硫剂中水份带走；但应避免大量水蒸气在床层中冷凝或带水而造成微孔堵塞和损坏强度。 气体中含有一定的氧可发生再生反应，对脱硫有利。 Fe2O3·H2O+3/2O2 = Fe2O3·H2O+3S+197KJ/mol (2) 反应(1)和(2)均为放热反应，低温有利于反应平衡，速度不利，通常以20～40℃为宜。当氧含量达到O2∕H2S＞2.5时，反应生成的硫化物可实现连续再生。则反应(1)和反应(2)合并为： Fe2O3·H2O H2S+1∕2 O2----------H2O+S 水合氧化铁Fe2O3·H2O相当于催化剂。
燃煤电厂烟气脱硫脱硝专用型活性炭相关资料（之一） (2009-12-07 22:14:07) 转载▼ 一. 项目提出的背景 1、日趋严重的环境问题及其与燃煤发电技术的关系 目前我们生存的地球面临三大环境问题：—是由于CO2和CH4引起的“温室效应”导致气候持续变暖；二是由于SO2和NOx的过度排放引起的酸雨频发；三是NOx与HC类化合物引起的臭氧层消失危机。这三大环境问题均与燃煤发电技术密切相关。 化石类燃料燃烧产出的CO2、NOx、SO2及粉尘分别占大气污染物排放总量的99%，99%，91%和90%；在我国，燃煤产生的NOx、SO2和粉尘分别占大气中各污染物总量的67%，87%和79%。统计数据显示，我国1988年燃煤锅炉的NOx排量达132～177万吨，1989年国内5万千瓦以上的燃煤电厂SO2排量达420万吨(占全部排量的27%)【1】。 从1980年到1996年，我国燃煤电厂的装机容量和燃煤消耗量分别增加3.27倍和2.8倍，SO2的排放总量以100万吨／年的速度递增,原因是脱硫技术进展缓慢且投资过大〔2〕。 1999年全国煤炭产量为11.5亿吨,主要用于发电、工业锅炉、冶金、建材、化工及民用等方面，以平均含硫1.25%，其中可转化成气相含硫化合物的比例以83.5%计，则当年因燃煤排放的SO2总量高达2400万吨，造成的经济损失约160亿元，同时威胁着12亿人口的身体健康和16亿亩耕地的正常耕作。而SO2排放较为集中的就是电厂的燃煤锅炉〔3〕。 自然界SO2的正常浓度为0.0001～0.001ppm,超出此范围即会引发酸雨，1999年进行的城市酸雨发生情况调查结果表明，全国81.6%的大中型城市均发生酸雨现象，且62.3%的城市环境中空气SO2年平均浓度超过国家二级排放标准，年均降水pH<5.6的地区已达国土总面积的40%左右，降水pH≤4.5的国土面积达17%,华东、华中及华南各大区酸雨频率高达90%以上，部分地区已恶化至“十场雨十场酸”的地步〔4〕。 煤电占全国发电总容量的80%以上,2000年总发电量达1200～1300GWh,装机容量250～270GW,煤耗达5亿吨,占当年全国煤炭总耗量的37.6%, SO2排量1140万吨,占我国当年SO2总排量的44%〔5〕。 由以上列举的资料数据可知，燃煤电厂烟道气排放的SO2、NOx是我国大气环境污染的主要源头，且我国乃至全世界面临的环境问题均与燃煤发电技术有密切的关联关系。 更为严重的是，经历了2003年和2004年两个年度史无前例的“电荒”之后，国内的燃煤电厂新建及扩建的装机容量将于2006年～2008年迎来高峰期，届时我们面临的环境问题将更为严峻。 2、燃煤电厂烟道气污染物排放治理技术的进展趋势分析 热电厂烟道气的主要污染物成分有SOx(包括SO和SO2)、NOx和粉尘，近年来将CO2 亦归属于污染物范畴。目前治理技术最成熟的为粉尘和SOx的脱除技术，而NOx和CO2 的脱除在日本、美国和德国已有成熟技术，而在我国尚处于探索阶段。下面将与本项目有关的SOx和NOx的脱除技术分别予以介绍。 (1)烟道气脱硫技术的类型及进展情况 烟道气脱硫技术大致可分为四种工艺类型。 一、用各种液相或固相物料吸附或吸收SOx的工艺技术。此类工艺应用最广，亦最为成熟。又可细分为湿法(脱硫剂和脱硫产物均为液体)、干法(脱硫剂和脱硫产物均为固体)、半湿法(脱硫剂为液体，产物为固体)和半干法(脱硫剂为固体，产物为液体)四种类型〔4〕。典型的湿法脱硫技术有碱法、双碱法(钠∕钙法)、魏尔曼—洛德法(即亚硫酸盐法)、碳酸钠水溶液法等；典型的干法脱硫技术有氧化镁法、氧化锌法、活性炭吸附法、负载金属的活性炭吸
活性炭的再生方法 1、热再生法：热再生是目前应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法，其原理是将湿炭用高温气体慢慢干燥，在加热过程中，被吸附的有机物.. 1、热再生法： 热再生是目前应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法，其原理是将湿炭用高温气体慢慢干燥，在加热过程中，被吸附的有机物按其性质不同，通过水蒸气蒸馏、解吸或热分解这些过程，以解吸、炭化、氧化的形式从活性炭的基质上消除。活性炭在再生过程中，根据加热到不同温度时有机物的变化，一般分为干燥、高温炭化及活化3 个阶段。热再生操作简单，成本低，但是其不能完全消除活性炭中的污染物，并且吸附性能没有得到很大的提高；同时由于所需温度较高，烧失也较大，造成得率较低。 2、生物再生法： 生物再生是利用微生物将吸附在活性炭上的污染物质氧化降解。微生物的分解效果在于：在活性炭颗粒周围生长了一层嫌气性生物膜，分解被吸附的高分子物质或者生物分解度低的物质。通过这种作用使难于被吸附的分解产物解吸，再通过外侧的好气性微生物而被氧化。生物法简单易行，投资和运行费用较低，但所需时间较长，受水质和温度的影响很大。微生物处理污染物的针对性很强，需特定物质专门驯化。且在降解过程中一般不能将所有的有机物彻底分解成CO2 和H2O，其中间产物仍残留在活性炭上，积累在微孔中，多次循环后再生效率会明显降低。 3、湿式氧化再生法： 活性炭湿式氧化再生是在高温高压条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法。湿式氧化再生法处理对象广泛，反应时间短，再生效率稳定。利用失效炭本身氧化热来维持反应系统温度，再生过程中无需另外加热。但湿式再生氧化也存在不足： 1) 随吸附种类不同，氧化难易程度相差很大，需选用催化剂，增加了成本； 2) 降低活性炭吸附性能，氧化液和废气需进一步处理； 3) 最佳氧化温度不易控制； 4) 所需设备需耐腐蚀、耐高压。
现代农业以大量化肥代替原有农家有机肥的使用，以人工饲料代替农业废弃物饲料的使用，加之现代农业集约化和规模化的发展，打破了传统农业中废弃物的循环利用环节，结果造成了农业废弃物的大量积累，进而产生了较为严重的环境问题和资源浪费问题。因此，农业废弃物资源的合理利用已日益成为当前世界大多数国家共同面临的问题。国内外实践表明，农业废弃物的资源化利用和无害化处理，是控制农业环境污染、改善农村环境、发展循环经济、实现农业可持续发展的有效途径。 活性炭是一种具有特殊微晶结构、发达孔隙结构、巨大比表面积和较强吸附能力的含碳材料。其化学稳定性好，具有耐酸、耐碱、耐高温等特点。作为一种优良的吸附剂，人们对活性炭的应用开发研究越来越多。20世纪70年代前，活性炭在国内的应用主要集中于制糖、制药和味精工业：后来又扩展到水处理和环保等行业;20世纪90年代，除以上领域外，扩大到溶剂回收、食品饮料提纯、空气净化、脱硫、载体、医药、黄金提取、半导体等众多应用领域[1-5]。 2农业废弃物利用现状 农业废弃物(agriculturalresidue)是指在农业和林业生产与加工过程中产生的副产品、数量巨大、具有可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点，是重要的生物质资源。主要有树皮、果壳、锯末、秸秆、蔗渣等。据有关资料，我国产生的农业废弃物按目前的沼气技术水平能转化成沼气3111.5亿
m3，户均达1275.2m3，可解决农村能源短缺。以农作物秸秆为例，将目前的6.5亿吨秸秆转化为电能，按1kg秸秆产生电1千瓦时计算，就具有产生6.5亿千瓦时电能的潜力;作为肥料可提供氮大约2264.4万吨、磷459.1万吨、钾2715.7万吨;作为饲料，仅玉米秸秆就能提供1.9～2.2亿吨。然而，目前我国农业废弃物的利用率却很低乃至没有利用。因此，农业废弃物一方面成为最大的搁置资源之一，另一方面又成为巨大的污染源[6]。 从资源经济学的角度上看，农业废弃物本身就是某种物质和能量的载体，是一种特殊形态的农业资源，蕴含着丰富的能源和营养物质。目前，随着石油、煤炭等不可再生资源的日益短缺，越来越多的国家特别是发达国家已经把农业废弃物等可再生资源的转化利用列入社会经济可持续发展的重要战略，以农业废弃物等可再生资源为原料制备工业新产品的研究引起了世界各国的关注。在我国，随着经济的迅速发展，开发利用农业废弃物资源，逐步补充或替代化石资源，是关系到我国社会经济可持续发展的重大问题。 3农业废弃物制备活性炭及其改性 目前活性炭制备原料的使用也是由木屑和木片到煤和各种 农林产品的充分利用。产品由单一品种向多品种发展：由低档活性炭向高档活性炭转变。农业废弃物制备活性炭的过程一般经过原料粉碎、压棒、炭化、活化、漂洗、烘干和活性炭粉碎等几个
邯郸学院化学系综合设计实验报告 题目活性炭溶剂法再生研究实验 学生杨永博刘艳凯 指导教师王建森教授 年级2009 级 专业化学本科 邯郸学院化学系 邯郸学院化学系 2011年7月 活性炭溶剂法再生研究实验
杨永博刘艳凯2009级化学本科班指导教师：王建森教授 一.实验目的与原理 目的：了解活性炭性质及再生方法，掌握活性炭溶剂再生法；探索一种经济效益高的活性炭再生方法，增强活性炭的再生利用价值。 原理：溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系 , 通过改变温度、溶剂的pH值等条件，打破吸附平衡，将吸附质从活性炭上脱附下来［1］。溶剂再生法比较适用于那些可逆吸附，如对高浓度、低沸点有机废水 的吸附。它的针对性较强，往往一种溶剂只能脱附某些污染物，而水处理过 程中的污染物种类繁多，变化不定，因此一种特定溶剂的应用范围较窄 [2]。 二.实验试剂及仪器 试剂：工业盐酸、分析纯盐酸、阳离子交换树脂、去离子水、亚甲基蓝、硫酸铜溶液、邻二氮菲、盐酸羟氨等。 仪器：分析天平、马弗炉、721型分光光度仪、MYB型调温电热套、烘箱、称量天平等。 三.实验步骤 1.溶剂法再生主要流程 (1)对废弃活性炭样品进行性质检测，包括测定铁含量、灰分含量、亚甲基蓝吸附值等； (2)摸索活性炭溶剂法再生需要的具体物质比例； (3)确定具体物质的比例，进行再生实验研究； (4)对再生后的活性炭样品进行性质检测，包括测定铁含量、灰分含量、亚甲基蓝吸附值等； (5)对再生前后的活性炭样品性质数据进行对比、分析。 2.具体步骤 2.1根据国家活性炭标准测定方法［3］对废弃活性炭样品进行铁含量、灰分含量、亚甲基蓝吸附值测定。 2.1.1标准曲线的测绘分别吸取铁液 0、1.0、2.0、 3.0、 4.0、 5.0、 6.0、 7.0mL于8只50mL容量瓶中，加入乙酸-乙酸钠缓冲溶液5mL,盐酸羟胺溶液 2.5mL, 1,10-菲啰啉溶液1mL,用水稀释至标线，摇匀放置10min，用分光光度计在波长 510nm,光径1cm比色皿中测定吸光度。以铁标准溶液的使用量( mL) 为横坐标，以吸光 度为纵坐标绘制标准曲线。
脱硫剂一般指脱除燃料、原料或其他物料中的游离硫或硫化合物的药剂；在污染物的控制和处理中主要指能去除废气中硫氧化物（包括SO2和SO3）所用的药剂。各种碱性化合物都可作为脱硫剂。 去除烟道废气中二氧化硫的脱硫剂，采用最多的是廉价的石灰、石灰石和用石灰质药剂配制的碱性溶液。脱硫剂能吸收烟气中大部分的二氧化硫固定在燃料渣内。化工厂、冶炼厂等常采用碳酸钠、碱性硫酸铝等溶液作为脱硫剂处理含二氧化硫的尾气，并可解吸回收利用。 这种混合溶液脱硫剂具有表面活性，催化氧化，可以性促进SO2的直接反应，加速CaCO3的溶解，促进CaSO3迅速氧化成CaSO4，强化CaSO4的沉淀，降低液气比，减少钙硫比，减少水分的蒸发。当烟气入口SO2浓度增加，高于设计值时，吸收塔反应池内PH值降低，需要更大的Ca/S比时，在吸收塔反应池容积不需扩大的情况下，CaCO3能够快速溶解，增加钙离子浓度，保持浆液PH值在正常范围，对PH值有一定的缓冲作用。延长工作段浆液的运行时间，减少配浆次数，可使设备结垢明显减少，垢层变薄，停机后用水冲洗，垢层容易脱落。对脱硫系统结垢起分散性和活动性，减少结垢的淤积，减少浆液中氯离子的含量，对脱硫设备中各种材质的腐蚀、结垢速率均有不同程度的减少，其中碳钢减少最多，腐蚀、结垢速率分别可减少74%和79%，聚氯乙烯可减少48%和55%。脱硫剂的加入，可起到阻垢防腐缓蚀的作用，减少脱硫喷嘴的堵塞、结垢、腐蚀、磨损，减少浆液循环泵及叶轮的结垢、腐蚀、磨损，减少脱硫系统中备品备件维修和更换。拓宽脱硫材料的选择范围，提高系统的可靠性。在不同的工况下可减少和停用浆液循环泵及氧化风机，提高脱硫效率，降低运行费用，适合煤中的含硫量变化，及适用高硫煤。在烟气脱硫应用中，具有广阔的市场推广优势，可产生可观的经济效益和社会效益。 编辑本段氧化铁脱硫剂 氧化铁脱硫剂是一种固体脱硫剂，其原理是将废气中的含硫化合物吸附到脱硫剂的小孔中，从而净化气体。当脱硫剂达到饱和后，即其不再具有脱硫能力是，需要对其进行再生，如采用水蒸汽进行汽提再生。但是，氧化铁脱硫剂在长时间使用后，其活性会不断下降，如其中的小孔被一些杂质物所堵塞，这时脱硫剂就失活了。废脱硫剂可以回收其中的活性成分。编辑本段液态脱硫剂 因质子传递.H2S与MDEA进行的反应几平是受气膜控制的瞬时化学反应: H2S+R2NCH3 R2NHCH3+HS 由于MDEA是一种叔胺，CO2只有与水生成碳酸氢盐后才与胺进行酸碱中和反应：CO2+H2O+R2NCH3 R2NHCH3+HCO3(2) 因为CO2和水需要缓慢的中间过程.这种反应速率上的巨大差别构成选择性吸收的基础.即MDEA在CO2存在下对H2S吸收具有较高的选择性。 酸性尾气经水洗除去其中的CH3OH和HCN后进入吸收塔底部与从顶部加入的贫胺液逆流接触，脱硫后的净化气从吸收塔顶部逸出。离开吸收塔富胺溶液通过换热器与贫胺换热得到加热，然后在再生塔中再生，脱除的含H2S和CO2的再生酸气作为克劳斯装置进料，贫胺经冷却泵送至吸收塔
浸渍改性活性炭脱除低浓度H 2 S的研究① 秦 悦,张永春,陈绍云 (大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116012) 摘要:研究了活性炭种类、浸渍剂种类及浓度、添加剂种类及浓度、反应温度六种因素对改性活性炭脱硫效果的影响,结果表明活性炭和浸渍剂种类是决定改性活性炭硫容量的关键因素。最优的改性活性炭脱硫剂组成是光华GH216杏壳活性炭负载7%Na OH浸渍液,并以1%的MC M241分子筛作为添加剂,这样制得的改性活性炭硫容量可提高200%以上。 关键词:活性炭;浸渍;硫化氢;脱硫;添加剂 中图分类号:T Q42411文献标识码:A文章编号:100727804(2009)0420020204 doi:1013969/j1issn1100727804120091041005 Re m ova l of H2S of L ow Concen tra ti on by Im pregna ted Carbon Q IN Yue,Z HANG Yong2chun,CHE N Shao2yun (State Key Laborat ory of Fine Chem ical,Dalian University of Technol ogy,Dalian116012,China) Abstract:The effects of such six fact ors as the variety of activated carbon,the i m p regnant and its p r oporti on,the additive and its a mount,the temperature of reacti on on the sulfur capacity of the i m p regnated activated carbon have been investiga2 ted.It is concluded that the pore structure of activated carbon and variety of i m p regnant are the key fact ors t o deter m ine the sulfur capacity.The best desulfurizing agent is composed of GH216activated carbon,7%Na OH as i m p regnant and1% MC M241as additive,and its sulfur capacity may i m p r ove more200%than common one. Key W ords:activated carbon;i m p regnated;hydr ogen sulfide;desulfurizati on;additive 硫化氢是一种有毒有害气体,它不仅会危害人身健康,而且还会在湿热的环境下腐蚀金属管道和设备。工厂排放的尾气及天然气里即使很少量的硫化氢也会造成环境污染,所以硫化氢的排除尤其是低浓度的硫化氢的排除是急需解决的问题[122]。利用活性炭作为催化剂将硫化氢催化氧化成单质硫而脱除,是一种有效而经济的脱硫方法。在活性炭中浸渍某些金属化合物作为改性剂,可以显著增强其催化活性,既降低脱硫温度,又可大大提高硫容量[325]。本实验采用浸渍法对活性炭进行改性的方法来提高脱硫效率。 1 实验部分 111 活性炭的改性 实验中选择碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、氢氧化钾溶液和碘化钾溶液等作为浸渍液对活性炭进行改性[627]。首先用去离子水洗涤活性炭数次,然后将活性炭在去离子水中浸泡2h,在100℃下干燥12h,然后用一定浓度的浸渍液浸渍干燥好的活性炭2h,放入100℃的干燥箱内干燥12h,制得成品。 112 实验分析方法 实验结果分析是以每克活性炭所吸附的硫化氢的质量作为衡量硫容量(q)的标准,硫容量单位为mg/g,穿透硫容量的时间取出口硫化氢浓度为1×10-6的时间。硫化氢的检测采用上海天美科学仪器有限公司出品的GC7890FP型色谱,检测出口硫化氢浓度。色谱采用火焰光度检测器(FP D),气化温度为323K,检测柱温度为323K,检测器 第27卷第4期低温与特气Vol127,No14 2009年8月Low Te mperature and Specialty Gases Aug1,2009 ①收稿日期:2009205211
活性焦联合脱硫脱硝技术 宋丹 （中国人民大学环境学院，北京 100872） 摘要：本文介绍了活性焦联合脱硫脱硝技术的含义，重点分析了其脱除机理、工艺流程、优缺点、应用情况与发展前景，指出该技术可以有效地脱除烟气中的SO2和NO X，工艺简单，活性焦可以再生，脱除过程基本不耗水，无须对烟气进行加热，还实现了对硫的资源化利用，是适合我国国情的烟气脱硫脱硝技术，但仍需进一步的开发和研究。 关键词：活性焦；脱硫；脱硝；烟气 Activated Coke Combined Desulfuration and Denitration Tecnology Abstract: This article described the meaning of activated coke combined desulfuration and denitration tecnology，and selectively analysed the reaction mechanism of the removal of SO2/NO X，the technological process，the advantages and disadvantages，the situation of application and the develpment of this tecnology.Pointed out that the activated coke combined desulfuration and denitration tecnology achieved effective removal of SO2/NO X with simple process，regenration of activated coke，no-water procudure and without any extra gas heating step.Besides，it accomplished the re-utilization of sulfur resources，which is in line with China’s national conditions and has broad application prospects.However，further research and develpment work is still needed. Keywords: activated coke；desulfuration；denitration；flue gas 我国的能源结构以煤炭为主，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。大量的燃煤造成了以煤烟型为主的空气污染，燃煤烟气中的SO2和NO X 是大气污染物的主要来源，也是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质，给生态环境带来严重危害。目前最有效且最常用的脱硫脱硝方法为燃烧后的烟气脱硫脱硝。烟气脱硫技术中应用较多的是石灰石—石膏法与湿式氨法，脱硝技术则应用选择性催化还原（SCR）工艺较广泛。这些脱硫、脱硝单独处理的技术存在不少问题：如石灰石
再生活性炭项目可行性研究报告 中咨国联出品
目录 第一章总论 (9) 1.1项目概要 (9) 1.1.1项目名称 (9) 1.1.2项目建设单位 (9) 1.1.3项目建设性质 (9) 1.1.4项目建设地点 (9) 1.1.5项目负责人 (9) 1.1.6项目投资规模 (10) 1.1.7项目建设规模 (10) 1.1.8项目资金来源 (12) 1.1.9项目建设期限 (12) 1.2项目建设单位介绍 (12) 1.3编制依据 (12) 1.4编制原则 (13) 1.5研究范围 (14) 1.6主要经济技术指标 (14) 1.7综合评价 (16) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (17) 2.1项目提出背景 (17) 2.2本次建设项目发起缘由 (19) 2.3项目建设必要性分析 (19) 2.3.1促进我国再生活性炭产业快速发展的需要 (20) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (20) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (21) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (21) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (21) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (22) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (22) 2.4项目可行性分析 (23) 2.4.1政策可行性 (23) 2.4.2市场可行性 (23) 2.4.3技术可行性 (23) 2.4.4管理可行性 (24) 2.4.5财务可行性 (24) 2.5再生活性炭项目发展概况 (24) 2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (25) 2.5.2试验试制工作情况 (25) 2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (25)
T703（原EF-2）型氧化铁常温精脱硫剂使用说明书 一、性能特点及用途： 氧化铁脱硫剂因其硫容大、价格低、可在常温下空气再生等特点而深受用户欢迎。但也存在着强度差、遇水粉化、脱硫精度不高（1ppm）等不足之处，影响了其工业应用。 针对上述情况，湖北省化学研究所经过几年潜心研究，开发了T703型特种氧化铁常温精脱硫剂，其特点是： 1、脱硫精度高： 进口H 2S100ppm时，出口H 2S≤ 0.03ppm，比普通Fe 3O 4的脱硫精度（<1ppm）高30倍； 2、反应速度快： 使用空速1000-2000h，比普通Fe 2O 3要高3～6倍； 3、工作（穿透）硫容大： 在1和2的条件下，一次性精脱H 2S硫容有O2时为15～20%，是普通Fe
2O 3脱硫剂的3～6倍，见表2，北京化工实验厂对国内8种氧化铁脱硫剂工业测流试验表明，T703型精脱硫剂的工作硫容最高，且遥遥领先，是其它氧化铁的3～5倍。 4、强度好，耐水性好。水煮2h或浸泡30天不粉化，强度不变；12Mpa压力下急骤充压、卸压进行100次冲击试验后，强度也无变化，见表3。 5、适用温度范围厂，5～90℃。 6、可在高CO 2条件下应用。-1 该精脱硫适用于天燃气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、CO 2再生气、食品CO 2、合成原料气、沼气、废气等各种气体的精脱硫H 2S，也可与T504水解催化剂配套使用达到H 2S+COS< 0.06ppm，弥补T 101、T102活性炭精脱硫剂的不足，使TTL-1常温精脱硫新工艺应用更为广泛。 二、脱除原理： Fe 2O 3+H 2S→FeS+FeS
生物活性炭(PACT)工艺研究 1 引言 生物活性炭法(PACT)是指将粉末活性炭投加到好氧系统的回流污泥中，通过含炭污泥中粉末活性炭(PAC)与活性污泥中微生物的相互作用，提升对废水中污染物的去除效果.目前较多应用在印染废水、化工废水、垃圾渗滤液的处理中.研究表明，PACT工艺的促进机理主要在于系统内“吸附-降解-再生-再吸附”的协同作用，涉及到复杂的吸附与生物降解同步作用过程，因此在具体微观机理和动力学模型方面仍有研究空间.此外，对PACT工艺的宏观生物强化效果，也缺乏全方位的表征，使得PACT工艺在实际运行中缺乏相应的针对性. 本文以印染园区实际综合废水为处理对象，主体处理工艺为水解酸化+A2/O工艺，通过平行对比A2/O与A2/O(PACT)中试运行效果，从常规处理指标(尤其是低温运行条件下)入手对比PACT工艺的强化作用，再通过毒性、重金属指标、GC-MS、紫外-可见光光谱等表征手段，重点研究PACT系统的生物强化特性，探讨PACT工艺的主要作用目标和规律.本研究对深入理解PACT工艺作用机理、提高PACT作用效率以及实现园区综合废水的有效处理，具有较大的借鉴意义. 2 材料与方法 2.1 实验水样及材料 实验以苏南某印染废水为主(印染废水占85%，化工废水占10%，生活污水占5%左右)的园区集中污水处理厂水解酸化处理出水为试验对象(进水).由于进水水质不尽相同，因此其具体水质指标见相应实验结果. 粉末活性炭为100目木质炭(溧阳东方活性炭厂)，经检测(ASAP2010，Micromeritics，美国)，该粉末活性炭的内部性质为：BET 比表面积532.26 m2 · g-1，微孔(<2 nm)体积0.1 cm3 · g-1，中孔(2~50 nm)体积0.449 cm3 · g-1，平均孔径3.8 nm. 2.2 实验装置及运行条件 本研究的实验装置如图 1所示. 图 1 实验装置结构图 中试实验装置含A2/O反应器以及二沉池，其中A2/O反应器有机玻璃材质，有效容积为1.0 m3. 二沉池为竖流式沉淀池，表面负荷0.63 m3 · m-2 · h-1. A2/O反应器实验装置
活性焦干法烟气净化技术的进展与应用 活性焦烟气净化技术是一种资源化的脱硫,脱氮、脱重金属和脱二嗯英等功能的烟气净化技术,近年来的应用不断增多,其主要技术优势是:)1 污染控制减排,脱硫效率高,可达9 %;可同时进行脱氮,脱氮率达70 % 以上,脱除汞、二嗯英、卤化氢和粉尘,实现集成净化;也可分别进行脱硫或脱氮。)2 节水:在烟气净化操作温度宽(08 一108‘C ),不需工艺水,省去废水处理设施,不需要烟气再热,设备腐蚀轻,同时还可节约我国宝贵的水资源。)3 资源回收: 脱硫副产物是富含5 02气体,便于生产硫酸(89 % );硫磺等化工产品,利用价值大,实现资源利用。1 1 0)4 环保性能优异,无二次污染。脱硫副产物生产化工产品,脱硫废水排放,脱硫破碎活性焦可做燃料或作为炭材料用其他污染控制,同时脱硫剂原料为煤,我国资源丰富。活性焦烟气净化技术 目前存在的主要问题是: 高效多污染物联合脱除活性焦性能需提高,活性焦成本偏高,硫氮双脱吸附反应塔结构开发与工程放大需加强,再生装备能耗偏高,产业化推广工作滞后 活性焦净化过程反应慢,净化反应器体积大,初次装填活性焦,床层阻力大等,同时活性焦硫容相对较低,活性焦的循环再生量大,增加了再生过程的机械磨损,同时使加热的能量热能耗大,因此造成活性焦净化技术目前的成本较高。目前进行国产化研究重点是降低联合净化装置的建设投资及运行费用,活性焦的研究主要是通过原料配煤和生产工艺的改进研制廉价高性能的活性焦;净化装置方面优化工艺,采开发多功能设备,减少运行过程活性焦的消耗和能耗,以进一步提高系统经济性。 典型工艺的运行费用和投资由装备费、活性焦费和运行费等组成;初次填装活性焦时初次投资较大,如06 o MW 机组,初次填装活性焦需要80 0 。吨左右,市场价近50 0 0 万左右,运行消耗活性焦中整个运行费用的5 0一07 %。目前活性焦净化装置单位投资05 0 元/ kw,但副产物的价值高,硫酸价值在050元/ 吨, 新的研发方向主要集中在:活性焦脱硫脱硝与多污染集成净化的专用活性焦、工艺条件、动力学、新工艺流程、新装备等方面。通过研发,提高联合脱除效率,降低能耗与成本,优化流程与装备流体力学性能,实现工程装备的大型化,从而开发成套技术与装备,为实现活性焦烟气净化的技术创新和进一步产业化推广提供新的技术支持。 活性焦孔结构及表面性质对脱除烟气中SO2的影响 吸附性能 活性焦的脱硫性能与其表面积的大小无关, 而与其微孔结构存在一定的关系, 但表现不明显. 活性焦表面碱性的强弱直接关系着脱硫性能. 而表面碱性的强弱与表面官能团的种类和浓度密切相关. 较高浓度的羧基官能团会抑制SO2的吸附, 羰基官能团与醚基官能团可通过重排构成具有碱性行为的吡喃酮或类吡喃酮结构从而表现出脱硫活性, 因此, 这两种官能团含量的多少在一定程度上决定了活性焦的脱硫性能. 吸附系统是活性炭/焦脱硫工艺的核心。 吸附塔是活性炭/焦脱硫工艺的核心设备。活性焦脱硫吸附塔内装有一定量的活性焦，经过除尘器之后的烟气进入吸附塔，烟气中的SO2被活性炭/焦吸附，净化后的烟气从烟囱排入大气。吸附SO2至饱和的活性焦送入脱附塔再生后，连同补充的新鲜活性焦一起输送回吸附塔。 吸附设备有固定床吸附塔和移动床吸附塔两种形式。固定床活性炭(焦) 吸附烟道气
013,V o l .30N o .12化学与生物工程 C h e m i s t r y &B i o e n g i n e e r i n g 基金项目:广东省科技计划项目(2012A 020602061收稿日期:2013-08-13 作者简介:周琴(1987-,女,江苏宿迁人,硕士研究生,研究方向:生物质转化和开发利用;通讯作者:黄敏,教授,E -m a i l :m i n _h u a n g @1 63.c o m 。d o i :10.3969/j .i s s n .1672-5425.2013.12.003活性炭的制备及再生研究进展 周琴1,2 ,沈健1,黄敏2 (1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113000;2.广东石油化工学院,广东茂名525000 摘要:活性炭具有吸附-脱附速率快、可再生等特点,是人们关注的热点。综述了目前活性炭的制备和再生方法,分析了它们的优缺点。指出随着人们环保意识的加强、对低能耗技术要求的提高,微波技术因其节能、省时、环保,在活性炭的制备和再生方面均具有广阔的应用前景。 关键词:活性炭;制备;再生 中图分类号:T Q 424.1文献标识码:A 文章编号:1672-5425(201312-0010-04 活性炭具有发达的孔隙结构和较高的比表面积,
表面可附加特殊官能团,具有吸附性能良好、化学性质 稳定、容易再生等优点[1,2] ,作为吸附剂、催化剂、催化 剂载体、 储存气体及电能、双电层电容器电极材料广泛应用于食品、医药、化工、环保等领域[ 3- 7]。随着人们生活水平的提高及环保意识的加强, 对活性炭的性能也提出了更新、 更高的要求,这也是活性炭未来发展的必然趋势[ 8] 。目前,活性炭产品除了常规的粉状炭、粒状炭、破碎炭、 柱状炭、纤维活性炭以外,还出现了超细活性炭粉末、蜂窝状活性炭、磁性活性炭、板状活性炭、球状活 性炭等[3] 。活性炭的制备原料十分广泛,几乎所有含 碳物质都可用来制备活性炭,主要可以分为木质和煤质,国内制备活性炭的最常用原材料是煤和椰子壳 [9,10] 。近年来,随着人们环保意识的加强、资源的短
T102、T103精脱硫剂 已广泛用于合成氨、甲醇、联醇、甲烷化、合成燃料、食品CO2、聚丙烯等生产工艺中精脱硫。EAC-2或EAC-3型活性炭精脱硫剂97年元月已通过化化工部和湖北省联合主持的专家鉴定，分别被化工部化肥催化剂标准化技术归口单位正式命名为T102和T103型活性炭精脱硫剂，列为国家正式产品。 一、与普通脱硫剂相比，T102及T103精脱硫剂有下列特点： 1.脱硫精度高。普通脱硫剂脱硫精度为出口H2S≤1.0ppm，用于粗脱硫；而EAC精脱硫剂脱硫精度高为出口H2S≤0.03ppm。 2.反应速度快。研究表明，EAC的穿透空速是普通脱硫剂的2~3倍。工业使用时，普通脱硫剂的使用空速为200~500h-1，EAC的使用空速为1000~2000h-1左右。 3.精脱硫剂的工作（穿透）硫容高。研究表明，EAC型精脱硫剂工作硫容为其它常温脱硫剂的3~5倍。 三、反应原理及质量检验标准 1. 反应原理 原料气中的H2S与残存的O2作用生成硫沉积在微孔中。 其反应式为：H2S＋1/2O2＝S＋H2O △H＝－434.0KJ/mol
DS-1精脱硫剂 DS-1精脱硫剂是湖北省化学研究院采用全新配方及工艺研制开发出来的新型、高效耐缺氧型精脱硫剂，可在10~150℃的无氧条件下，用于天然气、油田气、液化气、炼厂气、合成气、变换气等多种气体及石脑油、汽油等液态烃的精脱硫，以保证各类气体及油品的总硫和铜片及银片腐蚀达标，保证蒸气转化、低变、甲烷化、甲醇、联醇、合成氨、聚丙烯和羰基合成等含镍、铜、铁及贵金属催化剂的正常使用和产品质量的提高。 一、性能特点 （1）特别适用于无O2的气体或液体，在使用过程中不需向脱硫系统补充空气或氧气。目前，国内各种活性炭与氧化铁（精）脱硫剂的硫容在无O2工况下急聚下降，ZnO虽然可以使用，但在低常温下硫容低、价格高。对比试验表明在低常温无O2工况中，DS-1精脱硫剂的硫容比国内最好的脱硫剂产品要高3倍。（2）脱硫精度高，进口H2S 100~15000 mgS/m3时，出口H2S＜0.03 mgS/m3。 （3）反应速度快，使用空速500~1500h-1。 （4）耐水性能好，长期水浸不粉化，水煮沸2h不粉化。 （5）使用温度宽，范围广，可在5~150℃下使用。 二、主要物理化学性能（见表1） 三、反应原理 MO+H2S==MS+H2O MO+COS==MS+CO2 四、正常操作使用条件 1.空速：（气相）500~1500h-1 （液相）0.5~3h-1 2、温度：5 ~150℃ 3、压力：常压~3.0MPa
活性炭的制备 1 活性炭的制备原料 (1) 2 活性炭的制备方法 (1) 3 煤基活性炭的制备方法 (2) 4 煤基活性炭中的粘结剂 (3) 1 活性炭的制备原料 活性炭的结构特性依赖于前躯体的性质、原料的炭化、活化和化学的调整条件[22]。选择合适的原料是影响活性炭性质的一个重要因素，活性炭可用各种类型的碳质材料来制备，来源非常广泛，大体可以分为以下几类： ①有机高分子聚合物，如萨兰树脂、酚醛树脂、聚糖醇等； ②植物类，主要是利用植物的坚果壳或核，如核桃壳、杏核、椰壳等； ③煤及煤的衍生物，如各种不同煤化度的煤及其混合物。 原料的选择一般以低灰分、高含碳量以及尽可能低的挥发分为最佳。较好的原料主要是煤（褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤）、木材、果壳。由于煤来源广泛、价格低廉、制备工艺相对简单而应用较多。煤的主要成分是碳，表面化学性质活泼，孔隙率高、比表面积大，其多孔结构有利于制成活性吸附材料。在以煤为原料制备活性炭的技术开发方面，德国、日本、美国、俄罗斯和中国已做了大量的研究工作，并取得了一定成果。 2 活性炭的制备方法 活性炭的制备方法主要可以分为：碳化法、活化法、碳沉积法、热收缩等方法。碳化法是将碳质原料置于惰性气氛中，以适当的热解条件得到碳化产品的方法。其基本原理是基于加热过程中各基团、桥键、自由基和芳环等复杂的分解聚合反应，表现为碳化产物的孔隙发展、孔径的扩大和收缩。在碳化过程中，碳质原料中的热不稳定组分以挥发分形式脱出，从而在半焦上留下孔隙。碳化法适用于高挥发分原料，是所有其他方法的基础。影响碳化过程的主要因素是升温速率、碳化温度与恒温时间。采用的升温速率一般在5～15°C/min，碳化温度多在500～
脱硫活性炭的作用详细说明介绍 郑州永坤环保科技有限公司 脱硫活性炭的作用详细说明介绍，活性炭脱硫剂是一种高比表面积的微孔活性炭，具有发达的孔隙结构，无浸渍意味着在对H2S的催化、氧化过程中活性炭脱硫剂的所有孔径和表面积可供储存大量的硫元素。活性炭脱硫剂不同于当今市场所供的其他臭气吸附活性炭，是一种由特殊生产工艺、选用活性原料及科学配方生产的活性炭产品，活性炭脱硫剂有特别高的H2S去除能力。这种臭气控制活性炭
是不浸渍的，在运输、使用过程中和废料处理上都不会遇到象其它碱性浸渍炭那样所带来的严重的安全问题，活性炭脱硫剂的着火点大于450℃。 活性炭脱硫剂的发展历史介绍：活性炭脱硫剂是最早使用的干法脱硫剂之一,至今已有70多年的使用历史.早先的活性炭脱硫技术设
备庞大,再生和硫回收过程较复杂,操作烦锁。在20世纪50年代逐渐被湿法所取代。近年来由于再生方法得以改进和简化,又开发了精脱硫用的活性炭脱硫剂和常温精脱硫技术,有不少中、小型合成氨厂、尿素厂、联醇生产厂利用活性炭脱硫剂干法脱除原料气中的部分有机硫。此法具有硫容大,适应性强,操作温度低,并可再生反复使用且能回收硫磺等优点,而且活性炭脱硫剂的价格比较便宜。但活性炭脱硫剂仅限于有氧的情况,无氧时吸硫能力很低.就耐水性而言,活性炭脱硫剂优于氧化铁脱硫剂。
活性炭脱硫原理：活性炭脱硫机理是利用活性炭表面活性基团的催化作用加速气体中的H2S和O2发生下述反应: 2H2S+ O2 →2H2O+2S ΔH= -434.3kJ/mol ,H2S与O2在活性炭表面的反应实际上分两步进行,首先是活性炭表面吸附氧,形成活性中心的表面氧化物,然后气体中的H2S分子与化学吸附的氧发生反应,生成的硫磺沉积在活性炭发灰的微孔中。为了加速反应的进行,提高脱硫效果,实际O2/H2S之比需大于理论值0.5,其比值以大于3为好。活性炭脱硫剂可能过浸渍法引入活性金属如铜、碱金属划碱土金属等,以改性提高其催化活性。应用领域?臭气控制?污水处理厂?冶炼、纸浆和造纸厂?酸性气体，如：HCL、SO ?易挥发的有机化合物制备方法活性炭脱硫剂有两种:一种是用于粗脱硫的普通活性炭脱硫剂,还有一种是用于精脱硫的改性活性炭脱硫剂.前者常以煤为原料,以焦油为胶粘剂挤条成型后经炭化处理,再用水蒸气活化,经筛分后制成。后者常选用已成型的活性炭,用活性炭金属盐容液等浸渍后,再经干燥、焙烧和过筛后制得。如在活性炭上涂渍上乙醇胺等可以使活性炭得以改性,能脱除大部分的有机硫醚.再生：水洗再生