活性炭吸附SO2动力学模型与数值模拟研究

"该文研究了活性炭用于脱除SO2的吸附动力学模型和数值模拟，探讨了活性炭颗粒尺寸大于3mm时，由于内扩散阻力，传统的LDF模型的局限性。作者建立了一个更适合大粒径活性炭颗粒脱除SO2的气固床传质模型，并分析了不同SO2浓度下的吸附动力学。研究发现活性炭对SO2的吸附主要受内扩散控制，Boyd模型能有效描述这一过程。进一步，他们基于固相扩散模型和Vermeulen模型构建了穿透曲线模型，该模型能准确预测活性炭在不同SO2浓度和空塔线速度下的出口浓度。" 本文是关于活性炭在烟气脱硫中的应用，主要关注的是活性炭颗粒对二氧化硫（SO2）的吸附动力学。由于实际操作中活性炭颗粒的粒径可能达到3mm以上，这导致了内扩散阻力成为主要的限制因素，使得基于气膜控制的Langmuir-Dean-Falkenhagen (LDF)模型在预测吸附效率时存在较大误差。因此，研究人员建立了一个新的气固床传质模型，该模型特别针对3mm以上的活性炭颗粒设计，以更准确地描述SO2的脱除过程。 在不同SO2浓度条件下，研究者对比了几种吸附动力学模型的相关性系数，以确定哪种模型更能解释活性炭对SO2的吸附行为。结果表明，活性炭对SO2的吸附主要由内扩散步骤控制，Boyd模型能较好地描述这一过程。Boyd模型是基于内扩散理论的一种动力学模型，适用于多孔材料内部扩散控制的吸附现象。 此外，研究人员还基于固相扩散模型，分析了单颗粒活性炭上不同动力学模型下的吸附速率方程，揭示了吸附速率与吸附量之间的关系。他们选择了Vermeulen模型作为颗粒内部推动力模型，建立了穿透曲线模型，该模型可以预测活性炭颗粒在各种操作条件下的性能，如不同SO2浓度和空塔线速度下的出口浓度，从而提高了预测精度。 该研究提供了活性炭脱除SO2的新见解，提出的模型和数值模拟方法对于优化活性炭在烟气脱硫过程中的应用具有重要指导意义，有助于提高脱硫效率并减少环境影响。关键词包括活性炭、吸附动力学和烟气脱硫，该研究对环境污染控制和能源利用领域的工程实践具有参考价值。