【目的】石炭燃焼煙気中の多成分汚染物質を活性炭上で低温(–20～–40℃)酸化吸着により一体的に除去でき、優れた応用展望と環境効果を有する。【方法】–20℃の低温条件下で、不活性雰囲気および模擬煙気中において、階層化孔構造活性炭、石炭系活性炭および2種類のココナッツ殻活性炭によるNOおよびSO2の吸着過程をそれぞれ検討した。【結果】実験結果より、不活性雰囲気下では4種類の活性炭によるNOの吸着性能は低く、飽和窒素容量は0.07 mg/g未満であった；SO2の吸着飽和硫黄容量は31.70～57.07 mg/gであった。模擬煙気条件下では、O2の酸化作用により活性炭の飽和窒素容量は3桁増加し、飽和硫黄容量は2～5倍増加し、性能最良のココナッツ殻活性炭–2の飽和窒素容量は175.70 mg/g、飽和硫黄容量は320.65 mg/gに達した。DFT計算により、ノコギリ状エッジ炭素モデル上のNO、SO2及びその酸化物の吸着結合エネルギーはNO2 > SO3 > SO2 > NOの順序を示し、NO及びSO2がNO2及びSO3に酸化された後、活性炭表面での吸着能力が著しく向上することを示した。【結論】本研究結果は、低温条件下で石炭燃焼煙気中のNO及びSO2の一体的吸着除去に重要な理論的基礎を提供する。

活性炭;低温吸着;飽和窒素容量;飽和硫黄容量;密度汎関数理論