低濃度二酸化硫黄の常温高深度捕捉による大気浄化技術の展開

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活性炭素繊維は、炭素繊維を賦活することによって得られた繊維状の新しい形態の活性炭である。この活性炭素繊維は、外表面から直接ミクロポアが発達した特異な細孔構造を持つため、通常の粒状活性炭と比較して吸脱着速度が大きく、その前駆体の選択により、種々の表面組成が設計できる。本研究では、PAN-ACF(ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維)の排煙脱硫能の拡大と、硫黄化合物の回収、再生法について検討した。賦活度の違いや、脱硫-再生を繰り返によって得られた性状の異なるPAN-ACFの表面構造を調べ、SO_2吸着容量や吸着メカニズムとの関係について調べ、次いで30〜80℃で、水蒸気添加量をコントロールすることにより、生成硫酸を連続回収する新しい排煙脱硫プロセスの可能性について検討した。まず、加熱処理によるPAN-ACFの排煙脱硫能の向上について検討した。賦活度の異なる4種のPAN-ACFについて、不活性雰囲気下で150〜1000℃で加熱処理をした場合、いずれの場合もその排煙脱硫能は処理温度により大きく変化した。最適温度は賦活度によって異なり、最も賦活度の低いFE-100は600℃、賦活度の高いFE-400は1000℃、その中間であるFE-200、FE-300は800℃で、いずれも処理前の2〜3倍の吸着容量を示した。これらの中では、800℃で処理したFE-300-800のSO_2吸着能が最も大きく、市販の排煙脱硫様の活性炭の約4倍に達した。加熱処理中にCO、CO_2の発生が認められたことから、表面含酸素基の量の最適化がSO_2吸着能の増加をもたらしたことが明かとなった。