活性炭深度脫除硫化氫氣體是一項(xiàng)重要的環(huán)保技術(shù)，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化工、電子、能源、醫(yī)藥等各種工業(yè)過程中，也是活性炭的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。系統(tǒng)闡述了活性炭、催化劑和吸附條件等對硫化氫吸附的影響規(guī)律，以及活性炭吸附脫除硫化氫的主要機(jī)制與關(guān)鍵步驟，..總結(jié)了活性炭的生產(chǎn)方法、孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)對硫化氫吸附和催化轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律；比較分析了堿金屬化合物、堿土金屬化合物、重金屬化合物等三類催化劑對活性炭吸附脫除硫化氫的促進(jìn)作用機(jī)理，總結(jié)了氣流的濕度、吸附溫度、氨氣、氧氣及氧氣含量、接觸時(shí)間等吸附條件的影響；較為詳細(xì)地闡述了吸附-溶解-氧化轉(zhuǎn)化的活性炭吸附脫除硫化氫機(jī)制以及發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)，提出了活性炭深度吸附脫除硫化氫的前提與關(guān)鍵步驟，明確了活性炭、催化劑、吸附條件等影響活性炭深度脫除H2S的本質(zhì)原因。.后，根據(jù)活性炭深度脫除硫化氫研究進(jìn)展，并結(jié)合自身的科研實(shí)踐，提出了今后深度脫除硫化氫用活性炭的主要發(fā)展方向及需要解決的問題。

1、活性炭

在這些吸附材料中，活性炭具有商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)較成熟、成本較低、結(jié)構(gòu)易于調(diào)控和物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等顯著優(yōu)點(diǎn)；因此，在工業(yè)上活性炭是目前深度脫除H2S的主要吸附劑，活性炭吸附成為深度脫除H2S的主要技術(shù)。

我國是..制造大國，大量生產(chǎn)過程涉及H2S的釋放，給環(huán)境質(zhì)量和生命健康造成許多隱患，因此，活性炭深度脫除H2S應(yīng)用越來越廣泛；不僅已成為活性炭應(yīng)用和環(huán)境治理領(lǐng)域的主要技術(shù)，也成為化工生產(chǎn)等工業(yè)過程..產(chǎn)品質(zhì)量、延長催化劑使用壽命、降低生產(chǎn)成本的常用工藝步驟。

盡管有關(guān)活性炭脫除H2S的研究和應(yīng)用已有近幾十年的歷史，然而，還未見有關(guān)活性炭深度脫除H2S方面的綜述文獻(xiàn)。

活性炭脫除H2S技術(shù)涉及各種理論知識(shí)，包括活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)、吸附機(jī)理、吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)等，以及各種工藝影響因素。南京林業(yè)大學(xué)左宋林，劉斌綜合國內(nèi)外近幾十年的相關(guān)研究進(jìn)展，并結(jié)合本課題組在活性炭脫除H2S氣體方面的研究結(jié)果和工業(yè)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，從活性炭、催化劑以及吸附條件等方面..總結(jié)分析了活性炭的結(jié)構(gòu)、催化種類以及吸附脫除條件的影響規(guī)律，論述了活性炭深度脫除H2S氣體的吸附機(jī)理，希望能為活性炭深度脫除H2S理論和技術(shù)的進(jìn)一步研究開發(fā)提供科學(xué)的指導(dǎo)。

2、硫化氫

硫化氫(H2S)是一種有毒且具有腐蝕性的酸性氣體，具有強(qiáng)烈的臭雞蛋味，嗅覺閾值極低。H2S的污染源十分廣泛，包括煉焦?fàn)t、污水處理、煉油工業(yè)、煤炭與天然氣化工、垃圾填埋、水道、生物腐爛等工業(yè)生產(chǎn)和生活過程。

在這些生產(chǎn)和處理過程中釋放出不同濃度的H2S氣體，容易引起化工生產(chǎn)過程中催化劑的失活，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量；或釋放到大氣或尾氣中，成為氣體的主要污染物，刺激呼吸道，危害生命健康。在工業(yè)上，H2S的酸性和腐蝕性嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和管路，因此，凈化氣體中H2S)成為脫硫的主要內(nèi)容，是環(huán)境治理和工業(yè)生產(chǎn)過程的重要技術(shù)。

目前，對于較高濃度H2S(100mg/L以上)的處理已有較多且較成熟的技術(shù)，主要包括吸收法、生物法、電化學(xué)法、氧化法等技術(shù)，通過回收或轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫、硫氧化物達(dá)到凈化氣體的目的。

隨著工業(yè)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，很多領(lǐng)域?qū)α蚝刻岢隽烁叩囊螅绨雽?dǎo)體生產(chǎn)、高品質(zhì)油氣、綠色催化等很多情況下需要對存在的低濃度或極低濃度（1mg/L以下）H2S進(jìn)行深度脫除，技術(shù)要求高，大多數(shù)針對較高濃度H2S氣體的凈化技術(shù)已不適用。

目前，常用的深度脫除H2S氣體的有效技術(shù)主要是吸附法，可操作性強(qiáng)。吸附材料是該技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵，在研究和實(shí)際應(yīng)用中使用的吸附材料包括多孔質(zhì)炭材料、多孔金屬氧化物、沸石分子篩、金屬有機(jī)框架（MOFs）等。

一、活性炭孔隙結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)特性對吸附H2S的影響

1、孔隙結(jié)構(gòu)的影響

活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，其比表面積通常大于1000m2/g。然而工業(yè)生產(chǎn)的活性炭通常不僅具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，而且具有不同比例的中孔，因此掌握活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)對吸附脫除H2S的影響規(guī)律是研究的首要任務(wù)。Feng等研究發(fā)現(xiàn)以微孔結(jié)構(gòu)為主要特征的高比表面積活性炭纖維對H2S具有優(yōu)良的吸附能力。Tanada等分別采用甲基三聚氰胺、尿素溶液浸漬基炭，通過高溫處理后活性炭的H2S吸附量明顯增加，其原因是浸漬處理使活性炭的微孔容積提高了12.2%。Boki等研究發(fā)現(xiàn)吸附H2S的主要孔隙是活性炭的較小孔徑微孔。這些結(jié)果表明，H2S的吸附主要發(fā)生在較小的微孔中。

活性炭微孔容積與H2S吸附熱的相關(guān)性研究進(jìn)一步說明了活性炭微孔對于吸附H2S氣體的重要性。比表面積很低的炭黑對H2S的吸附熱在20.6kJ/mol左右，而活性炭對H2S的吸附熱都大于38kJ/mol，是無孔的炭黑表面對H2S分子吸附熱的1.9~2.3倍。這是由于H2S分子與活性炭中吸附H2S分子有效的微孔之間具有較強(qiáng)的作用力。在干燥狀態(tài)下，活性炭對H2S氣體的吸附熱隨著微孔比例的提高而增大，且具有較好的相關(guān)性，這表明它們主要是以物理吸附的方式進(jìn)行。

二、活性炭表面化學(xué)基團(tuán)的影響

1、含氧基團(tuán)的影響

H2S是一種酸性氣體，因此，根據(jù)吸附的基本原理推測，活性炭的堿性表面有利于H2S的吸附。含氧堿性基團(tuán)是常見的活性炭表面基團(tuán)。Shen等研究了活性炭表面含氧基團(tuán)對H2S吸附的影響，結(jié)果顯示，吡喃酮、羰基、羧基是吸附H2S的活性位點(diǎn)，羥基基本不起作用，H2S可以直接和羰基氧反應(yīng)，生成C—S、C—OH和C—SH等。吡喃酮是活性炭的典型表面堿性基團(tuán)，有利于增強(qiáng)活性炭對H2S的吸附能力。活性炭表面上與羰基不在同一芳環(huán)的環(huán)氧基團(tuán)，可以促進(jìn)羰基氧的堿性，從而提高活性炭對H2S的吸附能力。Feng等的相關(guān)研究也得出了類似的結(jié)果。吳博等研究了在低溫條件下活性炭吸附催化去除H2S的性能，認(rèn)為活性炭表面的π-π*、羰基、醚基等基團(tuán)是活性炭表面吸附催化H2S的活性位點(diǎn)，能顯著增強(qiáng)活性炭脫除H2S的能力。

另外，活性炭表面含氧基團(tuán)是極性基團(tuán)，能夠增強(qiáng)活性炭吸附水蒸氣的能力，尤其是在低的水蒸氣相對壓力下更為顯著。因此，在活性炭的孔隙表面引入含氧基團(tuán)，提高活性炭表面吸附水蒸氣的能力，有利于在活性炭表面形成水膜，.終促進(jìn)活性炭對H2S的吸附，也能促進(jìn)H2S在活性炭孔隙表面的吸附/氧化作用。

2、 含氮基團(tuán)的影響

活性炭含氮基團(tuán)是活性炭表面堿性的主要來源之一。在活性炭表面引入堿性含氮基團(tuán)通常會(huì)提高活性炭的pH，促進(jìn)活性炭對H2S的吸附。Adib等通過尿素高溫改性木質(zhì)活性炭，在活性炭表面引入含氮基團(tuán)，顯著增強(qiáng)了活性炭對H2S的吸附能力，并發(fā)現(xiàn)在活性炭的微孔中，H2S被氧化成S和SO2，.后溶解在水中轉(zhuǎn)變成H2SO4。Bagreev等采用三聚氰胺、尿素和高溫改性煤質(zhì)活性炭，在活性炭中引入合適的含氮基團(tuán)可以將活性炭的H2S吸附量提高10倍，而且發(fā)現(xiàn)在微孔形成的水膜能促進(jìn)H2S氧化成單質(zhì)S和SO2并形成硫酸，在較大尺寸的孔隙范圍中H2S則被氧化形成含硫的聚合物。Tanada等研究了含氮活性炭對H2S的吸附，結(jié)果顯示在50 Torr（1 Torr＝0.231 MPa）的平衡壓力下，活性炭的氮含量與H2S的吸附容量呈正相關(guān)。

通常情況下，較高含氮基團(tuán)數(shù)量的活性炭對H2S吸附能力優(yōu)于浸漬堿性化學(xué)物質(zhì)的活性炭的吸附性能。這可能是因?yàn)楹鶊F(tuán)能夠高度分散在活性炭孔隙表面，顯著提高了活性炭表面中堿性活性位點(diǎn)與H2S氣體分子的接觸面積，促進(jìn)H2S的快速氧化轉(zhuǎn)化，而負(fù)載的堿性催化劑難以達(dá)到高度分散狀態(tài)。與含氧堿性基團(tuán)相比，含氮基團(tuán)的堿性更強(qiáng)一些，能與H2S分子之間產(chǎn)生更強(qiáng)的作用力。

不同活化方法制備的活性炭的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)也會(huì)有差異。有關(guān)研究結(jié)果表明， CO2和水蒸氣活化的活性炭均呈現(xiàn)堿性。經(jīng)強(qiáng)氧化劑氧化處理活性炭的pH降低，表面酸性含氧基團(tuán)數(shù)量增加，降低了活性炭的H2S吸附能力。通常情況下，活性炭表面堿性基團(tuán)越多，無論是含氧基團(tuán)還是含氮基團(tuán)，活性炭的H2S吸附容量就會(huì)越高。

三、活性炭制備方法對吸附H2S的影響

生產(chǎn)活性炭的方法主要有使用水蒸氣和/或CO2為活化劑的氣體活化法與使用 H3PO4、ZnCl2、KOH等化學(xué)藥品為活化劑的化學(xué)活化法兩大類。不同活化方法的活化原理不同，形成活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也不同，因此，不同活化方法制備的活性炭的吸附H2S能力有差異。眾所周知，氣體活化法是以形成微孔為主，不同的氣體活化劑所制備的活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)也存在差異。通常情況下，水蒸氣活化制得的活性炭比二氧化碳活化制得的活性炭孔徑大。在化學(xué)活化法制備中，H3PO4活化法生產(chǎn)的活性炭孔徑尺寸比物理法生產(chǎn)的活性炭尺寸大，有利于形成中孔。ZnCl2活化法生產(chǎn)的活性炭孔徑尺寸比H3PO4的大，形成的孔隙結(jié)構(gòu)是以中孔為主。KOH法生產(chǎn)的活性炭也能形成較發(fā)達(dá)的中孔結(jié)構(gòu)。有研究比較了KOH、NaOH、ZnCl2、水蒸氣活化污泥所制備的活性炭H2S吸附能力，結(jié)果顯示， KOH活化制備的活性炭具有.大的H2S吸附量，但..5mg/g。Li等比較了KOH、ZnCl2、NaOH等活化劑活化稻草制備的活性炭對H2S的吸附能力，結(jié)果顯示，30%的ZnCl2溶液與原料按照3∶1的質(zhì)量比混合浸漬，在550℃下炭化制得的活性炭對H2S的吸附性能.好，穿透時(shí)間達(dá)到198 min。Zhang等發(fā)現(xiàn)水蒸氣活化造紙黑漿制備的活性炭也具有較好的吸附去除H2S的能力。李秀玲等研究表明，ZnCl2活化核桃殼制備的活性炭硫容量也可以達(dá)到300mg/g。鮑國臣的研究結(jié)果表明，以污泥為原料， ZnCl2活化和KOH活化制得的活性炭對H2S的吸附性能要遠(yuǎn)好于H3PO4活化制備的活性炭；在60%的ZnCl2溶液、活化溫度為600℃、活化時(shí)間為2h、污泥與活化劑質(zhì)量比為1∶2等條件下制備的活性炭的H2S吸附能力.好。上述研究結(jié)果顯示，采用不同的活化方法都可以制備出吸附脫除H2S的活性炭產(chǎn)品。從本質(zhì)上而言，不同的原料、活化方法和工藝影響活性炭的H2S吸附能力是由于制備的活性炭具有不同的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)結(jié)構(gòu)。

四、 負(fù)載催化劑活性炭對H2S的脫除效果

從以往的研究結(jié)果看，在H2S濃度較低情況下，普通活性炭的H2S吸附量都較低，通常只有10~20mg/g，難以達(dá)到深度脫除H2S氣體的目的。盡管提高活性炭表面的堿性基團(tuán)濃度，可以成倍增加其吸附量，但每克活性炭的H2S吸附量也只能達(dá)到幾十毫克。因此，需要進(jìn)一步負(fù)載合適的催化劑，顯著提高活性炭的H2S吸附量，是..深度脫除H2S活性炭的主要研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用方向。

五、堿金屬化合物催化劑

堿金屬化合物是.為常用的提高活性炭H2S吸附能力的催化劑，主要包括NaOH、KOH、Na2CO3等。浸漬這些堿金屬化合物能大幅提高活性炭對H2S的吸附能力，這主要是由于堿金屬化合物通常具有較強(qiáng)的堿性所致。Choo等研究了椰殼活性炭及其浸漬3種堿金屬化合物（NaOH、KOH 和K2CO3）制備的負(fù)載活性炭對H2S的吸附情況，結(jié)果顯示，按照椰殼活性炭與金屬化合物K2CO3的質(zhì)量比為2.0∶1進(jìn)行浸漬制備的活性炭對H2S的吸附量.大，是未浸漬堿金屬化合物的椰殼活性炭吸附量的25倍，達(dá)到37mg/g。Sitthikhankaew等研究發(fā)現(xiàn)，浸漬了KOH、NaOH、K2CO3和Na2CO3的商業(yè)活性炭，在高溫條件下對H2S的吸附量提高了3~29倍， 負(fù)載KOH和Na2CO3的活性炭能使H2S出口濃度控制在30mg/L以下。Phooratsamee等研究了3種堿金屬化合物催化劑（NaOH、KI和K2CO3）對活性炭吸附H2S氣體的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)浸漬了K2CO3和KI的活性炭對H2S氣體的吸附能力提高.為明顯，其中K2CO3浸漬的活性炭吸附能力.優(yōu)，而浸漬NaOH對活性炭吸附H2S氣體能力的改善效果不佳。

對于催化劑而言，催化劑的種類和負(fù)載量是影響活性炭H2S吸附能力的主要因素。是Bansal等浸漬了不同含量Na2CO3和KIO3的稻殼活性炭的吸附效果見表2。從表2可以看出，浸漬了Na2CO3和KIO3的活性炭具有很高的吸附H2S的能力；隨著它們的負(fù)載量增加，活性炭的H2S吸附量不斷提高，而且浸漬KIO3比浸漬Na2CO3的促進(jìn)效果更加明顯。Wang等研究結(jié)果顯示，隨著NaOH負(fù)載量的增加，活性炭對醋酸和H2S的吸附量均增大。Wu等的研究也顯示，增加負(fù)載量增大了活性炭對H2S和SO2的吸附量。

六、 堿土金屬化合物催化劑

在堿土金屬類化合物中MgO是.常見的催化劑，能顯著催化H2S的轉(zhuǎn)化。Siriwardane等研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)載納米MgO能使活性炭的H2S吸附量提高5倍以上，達(dá)到275mg/g。張紫曉采用中孔炭球負(fù)載MgO，其穿透硫容高達(dá)2.46 g H2S/（g催化劑)，是目前商用活性炭催化劑的４倍左右；采用層級(jí)孔炭負(fù)載MgO用于H2S吸附，其穿透硫容.高可達(dá)3.02g H2S/(g催化劑)。負(fù)載MgO之類堿土金屬化合物的活性炭，具有堿性特點(diǎn)，不僅可以促進(jìn)水膜的形成，而且有利于H2S分子化學(xué)吸附在活性炭表面，提高活性炭吸附脫除H2S的能力。與堿金屬化合物不同的是，堿土金屬化合物在水中的溶解度低，有利于多次重復(fù)利用，并提高其性能穩(wěn)定性。

此外，堿土金屬化合物催化劑可以與其他催化劑復(fù)合，形成催化能力更強(qiáng)的催化劑體系，主要包括Fe/MgO體系、V/MgO體系、Zn/MgO體系和Mo/MgO體系等復(fù)合催化劑體系。

七、 重金屬化合物催化劑

重金屬化合物也是提高活性炭H2S吸附能力的催化劑。Yang等研究顯示，負(fù)載納米ZnO顆粒能使煤質(zhì)活性炭的硫容量提升了1倍以上，達(dá)到了62.5mg/（g活性炭）。負(fù)載納米ZnO顆粒能顯著提升形成水膜的堿度，增強(qiáng)水膜溶解H2S的能力，因而增強(qiáng)了ZnO的催化能力。Cal等研究發(fā)現(xiàn)，浸漬Cu和Zn能提高ZnCl2化學(xué)活化制備的活性炭的吸附性能，其中負(fù)載Zn的效果.好；硝酸氧化能提高負(fù)載Zn化合物活性炭對H2S的吸附能力。Zhang等研究了負(fù)載二氧化錳活性炭的H2S吸附能力。在MnO2和活性炭質(zhì)量比為1∶1條件下制得的活性炭，對H2S的吸附效果.好，達(dá)到110.7mg/g；與未改性的活性炭相比，吸附量增大了96.9mg/g。Huang等還研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)載銅能明顯提高活性炭對H2S的吸附能力。

 負(fù)載金屬催化劑的活性炭，不僅可以提高活性炭的H2S吸附能力，還可同步將H2S催化氧化成S單質(zhì)和其他含硫化合物。當(dāng)然，浸漬的金屬催化劑種類不同，在吸附催化轉(zhuǎn)化過程中，H2S生成的產(chǎn)物也不同。例如，負(fù)載Al2O3、ZrO3和TiO2等催化劑能選擇性催化氧化H2S為單質(zhì)硫。如果負(fù)載Fe、Co、Ni、Zn、Cu等金屬催化劑，H2S不僅僅是以S單質(zhì)的形式存在，大多數(shù)還會(huì)轉(zhuǎn)化為SO2，繼而形成SO2-3、SO2-4等產(chǎn)物。

八、活性炭吸附脫除H2S的影響因素

1、 溫度的影響

溫度是影響活性炭吸附H2S的主要因素。大量研究表明，提高吸附溫度有利于活性炭對H2S的吸附。由于物理吸附是一個(gè)放熱過程，因此升高溫度不利于物理吸附。然而，Choo等研究了溫度對浸漬K2CO3的椰殼活性炭吸附H2S的影響，結(jié)果顯示，在30℃時(shí)吸附量.小，隨著溫度升高吸附量增加，在50℃時(shí)達(dá)到.大吸附量，約100mg/g，而在70℃時(shí)稍有下降。有研究發(fā)現(xiàn)，在200℃以下，隨著反應(yīng)溫度升高，活性炭對H2S吸附能力提高，氧化選擇性降低。如果溫度高于單質(zhì)硫的熔點(diǎn)，活性炭的吸附效率會(huì)先增大至.大值，然后逐漸降低。Sitthikhankaew等研究了負(fù)載催化劑的活性炭在30~550℃的范圍內(nèi)對H2S的吸附情況，結(jié)果顯示，隨著溫度的升高，活性炭對H2S的吸附顯著提升，在550℃達(dá)到.大。以上研究結(jié)果表明，活性炭吸附H2S氣體涉及顯著的化學(xué)吸附過程。Masuda等認(rèn)為，活性炭對H2S的吸附同時(shí)涉及物理吸附和化學(xué)吸附，盡管升高溫度不利于活性炭物理吸附H2S，但能顯著提高對H2S的化學(xué)吸附，增加H2S吸附量。

2 、氣體組分的影響

1）氧氣含量

氧氣是影響活性炭吸附H2S的重要因素之一，它能明顯影響硫化物的產(chǎn)物組成。氧氣的存在會(huì)增加H2S在活性炭層的穿透時(shí)間。于英民等在研究褐煤半焦吸附H2S的過程中發(fā)現(xiàn)，氧氣能參與H2S的催化轉(zhuǎn)化過程，促進(jìn)H2S的脫除。Choi等研究發(fā)現(xiàn)，活性炭負(fù)載催化劑能夠顯著提高吸附量與氣流中氧氣濃度，這是由于催化劑催化了H2S與O2之間的氧化反應(yīng)。Ghosh等研究了在125~200℃范圍內(nèi)活性炭催化H2S氧化的動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)不同氧氣濃度催化氧化H2S的動(dòng)力不同，效率也不一樣。

氧氣促進(jìn)活性炭吸附H2S是通過在活性炭表面形成一層水膜實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)活性炭表面形成一層水膜時(shí)，氧氣處于一定的相對濕度環(huán)境中，能溶解在水膜中參與H2S的氧化反應(yīng)。在干燥狀況下，即使有氧氣存在，低溫環(huán)境的活性炭吸附H2S主要還是以物理吸附為主。Bandosz等研究發(fā)現(xiàn)，活性炭表面預(yù)先吸收水分也能提高氧氣氧化H2S的能力。Bagreev等的研究同樣顯示，在活性炭吸附脫除H2S的過程中，預(yù)先用水濕潤活性炭能提高氧氣氧化H2S的能力。他們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)從1%升高到2%時(shí)，活性炭對H2S的穿透吸附容量變化不大。王學(xué)謙等研究發(fā)現(xiàn)浸漬Na2CO3的活性炭在吸附凈化H2S過程中，反應(yīng)溫度及氣體中的氧氣含量是影響脫除H2S氣體的關(guān)鍵因素,增加氣體中的含氧量或提高反應(yīng)溫度均可顯著提高凈化效率。但增加到一定值后(溫度>80℃，氧含量>1.0%)凈化效果不再明顯提高。

2）氣流的濕度

研究表明，活性炭表面的水對H2S的吸附歷程有非常重要的影響。不管是浸漬催化劑，還是增加氣流的相對濕度都能促進(jìn)活性炭對H2S的吸附。Kaliva 等研究發(fā)現(xiàn)，隨著空氣中相對濕度的增加，活性炭對H2S的吸附量顯著增加，且大大加速了H2S被氧化的速率。Xiao等研究顯示, 隨著相對濕度的增加，浸漬Na2CO3和未浸漬的煤質(zhì)活性炭對H2S的吸附性能都不斷增強(qiáng)。在工業(yè)操作過程中，采用壓縮空氣將水汽引入活性炭床來預(yù)先濕潤活性炭，可顯著促進(jìn)活性炭對H2S的吸附，相對于干燥的活性炭，其H2S吸附量提升了2～6倍?；钚蕴康谋砻嬉话憔哂惺杷再|(zhì)，相對濕度的增加會(huì)促進(jìn)H2S的吸附，.高的吸附量能增加100倍。

3） 氨氣的影響

氨氣也有助于提高活性炭對H2S的吸附性能。Turk等研究發(fā)現(xiàn)，在氣流中通入氨氣，能夠提高活性炭對H2S和甲硫醇的吸附性能；且采用在氣流中通入氨氣的方式比在活性炭中浸漬堿催化劑更為有效，前者的H2S吸附量是后者的3倍，前者對甲硫醇的吸附量是后者的3~4倍。氨氣能夠顯著提升活性炭去除H2S的能力，主要是因?yàn)榘睔鈽O易溶于水且溶解度非常大，氨氣溶于水呈堿性。因此，氣流中氨氣能使活性炭內(nèi)表面和外表面都快速形成水膜，且溶解大量氨氣形成較強(qiáng)堿性的表面，促進(jìn)H2S快速溶解和快速氧化去除；即使氧化過程產(chǎn)生了H2SO4，也會(huì)被氣流中不斷補(bǔ)充的氨氣中和，不會(huì)抑制H2S溶解。

3、接觸時(shí)間的影響

在固定床的吸附裝置中，不同的體積流量會(huì)改變與活性炭層的接觸時(shí)間，從而影響H2S的去除效率。延長接觸時(shí)間就會(huì)增加吸附質(zhì)到達(dá)吸附位點(diǎn)的幾率，提升去除能力。一般通過體積流量與接觸時(shí)間的乘積來確定活性炭的用量。接觸時(shí)間不是通過理論推算得到的，一般需要通過具體實(shí)驗(yàn)確定。

4、 活性炭吸附脫除H2S的機(jī)理

沒有表面改性或負(fù)載催化劑的普通活性炭對H2S分子的吸附主要發(fā)生物理吸附，因此普通活性炭的H2S吸附容量比較低，通常是在20~50mg/g范圍內(nèi)。對于表面改性和負(fù)載催化劑的活性炭來說，它們對H2S氣體的吸附機(jī)理則轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰瘜W(xué)吸附為主，從而可以成倍提高活性炭的H2S吸附量。因此，理解活性炭對H2S的物理吸附和化學(xué)吸附機(jī)理，是研究開發(fā)高性能深度脫除H2S氣體活性炭的基礎(chǔ)。

根據(jù)上述活性炭吸附脫除H2S氣體機(jī)制可以理解，負(fù)載各種金屬化合物催化劑可以顯著促進(jìn)活性炭脫除H2S的效果。對于負(fù)載堿金屬化合物KOH、NaOH、K2CO3和Na2CO3的活性炭，由于這些堿金屬化合物，尤其是強(qiáng)堿KOH和NaOH的堿性比較強(qiáng)，能夠直接與吸附在活性炭孔隙中的H2S分子反應(yīng)生成水分，在催化劑位點(diǎn)周圍形成局部水膜及強(qiáng)堿性表面，增加了高濃度的HS-和S2-，加快后續(xù)的氧化過程，從而促進(jìn)H2S分子的吸附脫除。其反應(yīng)過程如圖3所示。顯然，如果氣流具有一定的濕度，將顯著加快水膜的形成，促進(jìn)后續(xù)的化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟。

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