超低温条件下活性炭对燃煤烟气中N2O的吸附行为与机制研究

本文推荐：研究揭示了活性炭在超低温（-20°C）条件下对燃煤烟气中强温室气体N2O的吸附机制，发现温度降低至-20°C时吸附容量提升80倍，并阐明了SO2竞争吸附（抑制率37%）及热再生可行性，为冷氧化吸附工艺（COAP）实现多污染物协同控制提供理论支撑。

　　

Highlight

活性炭在N₂氛围中的吸附行为

N₂O在N₂氛围下的吸附性能如图2所示。吸附初始阶段，N₂O突破率为0，表明活性炭可完全吸附N₂O。随着吸附持续，突破率逐渐上升至1（即进出口浓度平衡）。此时吸附达到饱和，吸附容量可通过积分突破曲线计算。

结论

燃煤电厂产生的N₂O是必须严控的主要温室气体。本研究采用超低温吸附技术，发现活性炭对N₂O的吸附容量在温度从80°C降至-20°C时提升80倍。等温吸附与原位红外（FTIR）分析表明，低温不仅强化物理吸附，还改变了N₂O的吸附路径：10°C时氧化产物（-N=C=O）为主，-20°C时还原路径增强并生成-NH₂。SO₂的竞争吸附使N₂O吸附量降低37%，但热再生实验证实-NH₂基团可完全脱附且活性位点无损。该研究为燃煤电厂开发先进N₂O净化技术奠定理论基础。