CN100408186C - 一种烟气脱氮用催化-吸附剂的再生方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种烟气脱氮用催化-吸附剂的再生方法，属于烟气治理技术领域，采用水蒸气再生法，将经过燃煤烟气脱氮处理后的氧化镁基催化-吸附剂装入电阻炉中，将电阻炉升温至200℃～500℃，通入温度为100℃～200℃的水蒸气，控制水蒸气压力0.05MPa～1MPa，时间为20～60min，控制水蒸气的流量为空速1000～2000h^-1，电阻炉内部压力0.05～0.5MPa，使水蒸气通过电阻炉内的催化剂层，将尾气经Na₂CO₃溶液吸收、排出。该电阻炉为立式水蒸气活化电阻炉，壳体和内筒为圆筒形，壳体和内筒构成的环形空间中由外向内依次是耐火材料保温层、加热管。采用本发明方法，催化-吸附剂经过多次再生仍能保持高活性，保持脱氮的稳定性。

Description

一种烟气脱氮用催化-吸附剂的再生方法及装置

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及燃煤烟气的治理技术，具体涉及烟气脱氮用催化-吸附剂的再生活化技术。

背景技术

随着对可持续发展战略认识的不断深入，环境污染与防治问题已引起世界各国的高度重视。其中酸雨的污染及其造成的危害已成为世界各国关注的全球环境问题之一。大气中酸性气体的主要来源是燃烧、火力发电、钢铁冶炼、有色金属冶炼、水泥和有关化工厂等企业外排烟气中的有害气体：氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物等，它们与大气中的水分，经光化学和非光化学的、均相的和非均相的大气化学反应，形成PH＜5.6的酸雨。

SO₂和NO_x是大气污染中排放量最多，危害性最大的两种气体，也是形成酸雨的主要物质，它们的干沉降和随雨水降落对生态造成严重破坏，影响人体健康。我国是以煤为主要能源的国家，煤在一次能源中占约70％，而且其中84％(10亿吨/年)以上是通过燃烧方式利用的，而煤燃烧产生的含SO₂(1000～4000ppm)和NO_x(300～800ppm)的燃气，是工业废气污染(酸雨危害)的主要根源。

随着国民经济的迅速发展，我国已经成为能源生产和消费大国，由此产生的二氧化硫和氮氧化物的排放量也逐年增加，目前已经居世界第一位。到2003年全国二氧化硫的排放量增加到2220万吨，而氮氧化物的排放量已经达到了1500万吨。

由于我国的经济结构和社会生活建立在国产能源的基础上，而煤炭又占常规能源探明储量的90％，因此，在今后相当长的时期内，煤炭仍将是我国的主要能源，据有关统计：若不采取有效的削减措施，2020年我国SO₂排放量将达到3500万吨，NO_x排放量将达到2700万吨之多。

近30-40年来各国科学家致力于酸雨的脱硫脱氮研究，目前世界上对SO₂的控制技术已经比较成熟，我国自行研制的工业化装置也已试验成功并投产。对于NO_x的排放控制，国内外虽然已经进行了一系列研究，并取得了一定的进展，但由于烟气排入量很大，废气中NO_x的浓度很低，技术难度较大，目前还没有找到一个技术上合理、经济上可行、适合我国国情的治理方案。

NO_x的危害性相对突出。因此，NO_x的脱除已被工业化国家列入大气污染防治的主要内容，各国相继制定了NO_x废气的排放指标，对NO_x的排放量进行限制。随着人类对环保要求的提高，对含NO_x废气的排放要求会越来越严格。

燃煤烟气中NO_x90％以上为NO，NO_x脱除的主要困难在于NO难溶于水，因此NO_x的回收的重点是强化NO的吸收。

吸附法净化NO_x的优点是：工艺简单，净化效率高，无需消耗化学物质，设备简单，操作方便。缺点是：由于吸附剂吸附容量小，需要的吸附剂量大，设备庞大，吸附剂再生困难，处理不当容易造成二次污染，而且该过程为间歇操作。故吸附法的工业应用并不广泛，不太适合于燃煤锅炉的烟气处理，仅适用于净化处理含NO_x浓度较低的废气。

由于选择性催化还原法和选择性非催化还原法均需消耗大量的NH₃，若能将NO_x直接催化分解为N₂和O₂，便可达到既消除污染，又节约能源和资源的目的。相对于催化还原法，催化分解法在脱除NO_x的方法中更具有吸引力。首先，从热力学数据来看，NO_x在较低温度下相对于N₂和O₂是不稳定的，298K时，NO分解反应在标准状态下的平衡常数约为1015.773K时约为1071。可见，直接分解NO_x在热力学上是完全可行的；此外，反应不需任何还原剂，因添加还原剂需增加庞大设备和投资运行费用高等问题将不复存在；另外，由于反应产物是N₂和O₂，不会造成二次污染。所以催化分解法应是最简单和最直接的NO_x脱除法。

对NO_x的分解有催化作用的催化剂有铂系金属、过渡金属、稀土金属及其氧化物等。有些催化剂的分解效率高但不能持久，主要原因是NO_x分解后产生的氧不易从载体上脱除，从而使催化剂失活。若用固体炭代替传统的载体物质(Al₂O₃和SiO₂等)制成催化剂，炭易与表面吸附的氧发生反应生成气态物质CO，CO₂等，使氧得以脱除，从而避免催化剂表面上的活性中心因吸附氧而中毒。另外，固体炭本身就是还原剂，它易于将NO_x还原为NO或N₂O。但因反应过程消耗炭载体，催化剂寿命将取决于炭的消耗速度，尤其是对氧含量较高的气体，寿命较短，该法还在进一步的研究中。

上述方法的关键就在于NO的选择性还原。由于在工业生产中，燃烧烟气成分比较复杂，经静电除尘后，温度为140～150℃，含尘100～150mg/m³，H₂O5～8％，SO₂1000～4000ppm，NO300～800ppm，O₂4～7％，CO₂12～15％，N₂75％左右。可以直接利用烟道气中的O₂来氧化NO，此反应为一可逆放热，但由于NO浓度低，反应很慢，因此需要利用高活性催化剂以加快反应。SO₂和H₂O的存在可能使催化剂中毒。

在废气治理中的NO_x通常指的是NO和NO₂。许多法规上表明的NO_x，指的是NO₂(即假设所有的NO都转化为NO₂)。NO_x不仅是酸雨形成的主要因素，而且可与碳氢化物等反应形成光化学烟雾。NO₂在大气中的另一个主要的危害是有助于形成O₃，会导致光化学烟雾的形成。

当今脱除废气中NO_x的方法可以分为两种：一种是湿法，即把废气中NO_x直接转化为NO₃或NO₂加以回收，如延长吸收法、化学吸收法及物理化学吸附法；另一种是干法，即通过还原剂使NO_x转化为可排放的氮气，其典型代表是催化还原法，包括选择性催化还原法(SCR)和非选择性催化还原法(SNCR)。

对不同的含NO_x废气，需采用不同的治理方法。延长吸收法脱除效果较好，吸收液可直接返回生产系统，不过需对现有装置进行较大改动。化学吸收法处理NO_x废气具有反应产物可以综合利用或部分回收、无二次污染等优点，对于提高气体净化程度、控制达标排放是非常有利的，可以获得环境和经济的双重效益，但消耗动力较大、净化效率低。吸附法在国外虽早有报道，国内尚处于实验研究阶段。催化还原法是目前研究较多的一种方法，在国外已是成熟技术，并已在工业上广泛应用。但催化还原法运转过程中消耗大量的NH₃和燃料气，以至投资和日常操作费用比较高，经济上不合算。虽然一些技术已经达到很高的净化水平，但往往是以消耗大量能源、资源为代价的，而且需要昂贵的设备投资。

我国是发展中国家，废气治理更要考虑其经济性和技术条件，选择有一定经济效益、操作简单的处理方法比较合适。选择性催化法治理含NO_x废气，是化学工业生产过程中普遍采用的方法。这里主要介绍催化法治理含NO_x废气。

NO_x可以通过催化剂直接分解成N₂和O₂：

NO(g)→1/2N₂+1/2O₂；ΔG°＝-86.9KJ/mol(25℃)

硝酸厂尾气处理可以用这种方法。所用的催化剂除铂等贵金属系催化剂外，还可用Co、Ni、Cu、Cr等价格低的金属。

这被认为是最简单而且最彻底的排除NO_x的方法。由于不需要还原剂和氧化剂，因此也是最经济的。但尽管热力学上该分解反应能够进行，而且早在50年前就有人利用固体催化剂研究过这个反应，迄今尚未找出实用的催化剂。其原因是无论是分解生成的还是排放气体中的氧都能使催化剂中毒，阻碍NO的进一步吸附。

适用于NO_x分解的催化剂组分有铂系金属、过渡金属、稀土金属及其氧化物、金属离子交换沸石等。Pt等贵金属以及钙钛石型复合氧化物在高温下有较高的活性，但受氧中毒的影响很大。具备3d电子的过渡金属氧化物能有效地分解NO，一般认为它分解NO的活性与其晶格氧-金属间的连接键的强弱有关，表面的氧缺位则很可能是分解NO的活性中心。最具有应用前景的是经离子交换的分子筛(Cu-ZSM-5)，该催化剂在300～500℃的较低温度下即有较高的活性，但在O₂或SO₂共存的条件下，其分解NO的活性却迅速下降。另外，该催化剂在2％水蒸气存在时时间较长即不稳定。因此，燃煤烟气脱氮催化剂的再生方法是影响催化剂应用的重要因素。

发明内容

针对目前脱氮催化剂再生活化技术存在的问题，本发明提供一种烟气脱氮用催化-吸附剂的再生方法及装置。

再生装置由立式水蒸气活化电阻炉、可调控式水蒸气发生器或工业蒸气源、尾气吸收装置构成。立式水蒸气活化炉包括卸料孔、加热管、耐火材料保温层、安全阀、热电偶及压力表接管、视孔、气流导向板、活化气入口、顶盖、装料孔、内筒、壳体、吸附剂筒底支座、气孔板、支脚、安全阀接管、尾气出口、器底。

壳体和内筒为圆筒形，壳体和内筒构成的环形空间中由外向内依次是耐火材料保温层、加热管，再生层装填在内筒内。顶盖上设置视孔、活化气入口，内筒内上端、再生层上安装气流导向板，活化气入口与内筒内部通过气流导向板连通，壳体侧壁设置安全阀、热电偶及压力表接管，安全阀、热电偶及压力表接管穿过壳体、耐火材料保温层、加热管、内筒通向内筒内。在壳体下部侧壁设置卸料孔，卸料孔穿过壳体、耐火材料保温层、加热管、内筒通向内筒内。装料孔与内筒内部连通，在器底内安装吸附剂筒底支座，吸附剂筒底支座上安装气孔板，气孔板位于内筒底部，器底上设置安全阀接管、尾气出口，尾气出口通过气孔板与内筒内部连通，器底焊接支脚，用于支撑活化炉。

装置中水蒸气由可调控式水蒸气发生器或工业蒸气源提供，由压力管路连接到立式水蒸气活化电阻炉内，蒸气管从炉上端进入，经炉内蒸气扩散器，通到催化吸附剂再生层里，最后经下端排气管排出。由管道送到残液吸收装置内，吸收前经水蒸气液化分布器液化，便于吸收。

催化剂再生时，活化炉先加热到预定温度200℃～500℃，然后开始从活化气入口处通入水蒸气发生器或工业蒸气源产生的蒸气，经再生层，对其中的催化吸附剂进行水蒸气再生吹脱，吹脱后的水蒸气经气孔板、出口排出再由管道送到尾气吸收装置中进行吸收。吸收前尾气经水蒸气液化分布器进行初步液化与热交换，以利于尾气吸收。最后吸收液排入污水集中处理系统，无害排放。

催化-吸附剂的再生方法为水蒸气再生法，工艺步骤为：

将经过燃煤烟气脱氮处理后的催化剂装入电阻炉中，将电阻炉升温至200℃～500℃，通入温度为100℃～200℃的水蒸气，控制水蒸气压力0.05MPa～1MPa，使水蒸气通过电阻炉内的催化剂层，将尾气经10％～20％的Na₂CO₃溶液吸收、排出，此碱液吸收装置由耐热耐酸管连接。

最佳再生的温度300℃～400℃，最佳再生时间为20～60min。在实际操作中可以有针对性地调节操作条件，达到最佳脱硝效果。控制水蒸气的流量为空速1000～2000h^-1，电阻炉内部压力0.05～0.5MPa。

例如，本发明方法可处理以下氧化镁基催化-吸附剂，该催化-吸附剂采用湿混法制备，按照以下工艺步骤：

(1)粉碎

将轻烧镁成品粉碎，筛分至-200目(若所用的工业品氧化镁己粉碎至-200目，则省略此步)；因氧化镁放置在空气中易吸收空气中的水分，此外生成的氢氧化镁还可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸镁而结块，所以应将已结块的工业氧化镁研成粉末，并放在650℃马福炉中焙烧3小时，以除去水分和部分的碳酸盐。

(2)溶解

将粉碎后的轻烧氧化镁加入已用水为溶剂、在30～50℃下溶解均匀的MgSO₄和甜精粉添加剂的混合液中，混合均匀，并搅拌用水调至可成型的柔软状态。物料配比按照重量百分比计为：轻烧氧化镁50％～80％，MgSO₄10％～40％，甜精粉0.1％～5％，水5％～35％。加入水分多少，需适当，太多使混合体过稀而不能造粒成型，加入量少使成型时阻力过大，压不出要求形状。

(3)成型

用挤条机进行成型处理，挤出细条状态的物料；制备的氧化镁基催化-吸附剂采用圆柱形外形，常用的圆柱形尺寸有：直径为6.4、4.8、3.2、2、1.1mm等，高度一般为直径的2～3倍。氧化镁基催化-吸附剂的外形与尺寸应根据具体的反应装置的要求来确定。

(4)干燥

在50～130℃下用干燥箱对成型的物料干燥5～20min；

(5)制粒

干燥好后，将物料经挤条机挤成Φ2mm并切成5mm长大小的圆柱体细粒；

(6)焙烧

将制粒的物料放入电阻炉中，将电阻炉程序升温至350～700℃，对物料活化焙烧2～4h，控制升温速率为15～25℃/分钟。然后取出室温冷却，包装，制成氧化镁基催化-吸附剂成品。

按照上述工艺制备的催化-吸附剂产品，化学组成按照质量百分比为MgO 67％～90％、MgSO₄10％～33％。比表面积(BET)测定为25～40m²/g。产品碘值400～550mg/g。产品转鼓强度大于99％。

采用上述工艺制备的催化剂进行燃煤烟气脱氮处理工艺步骤及工艺参数是：

吸附塔床层高度1m～6m，将燃煤烟气经塔底入口引入吸附塔，沿径向通过催化吸附剂床层，控制烟气空速2000～3500h^-1，温度30～250℃，吸附尾气经尾气吸附装置吸附后排出。氧化镁基催化-吸附剂的粒度确定：根据周壁效应：d≤1/16D，式中d为氧化镁基催化-吸附剂的粒度，D为反应塔径，一般为0.5m～3m。催化-吸附剂的粒度为圆柱体，长5～10mm，φ2～5mm。氧化镁基催化-吸附剂在吸附塔中的填充量1m³～20m³。

脱氮效率的测定。

国家标准盐酸萘乙二胺分光光度计法只适合于测定含低浓度的NO_x气体，因此本文测定NO_x浓度所采用的方法是对国家标准盐酸萘乙二胺分光光度计法(GB/T 15435-1995)(处理后含氮气体)及其改进方法氢氧化钠吸收-盐酸萘乙二胺分光光度法(处理前含氮气体)。

同时还采用德国产手持式NO测定仪(Kane-May SINGLE GAS ANALGSER SGA)，进行辅助测量，以保证数据的准确性。测定结果脱硝效率80％～99.5％。

氧化镁基催化-吸附剂在脱硝使用一段时间后，由于灰分，其它杂质气体等外界因素的影响，而失活。为达到较好的再生效果，重新焙烧处理的温度是关键。水蒸气加热再生主要是脱出氧化镁基催化-吸附剂中的热挥发性杂质，重新激活催化剂表面的活性缺陷。

从图3曲线可知，活化温度在300、400℃温度段的催化剂NO的去除率基本保持恒定，但200、500℃温度段的催化剂NO的去除率呈明显下降趋势。可知再生过程处理温度对脱氮影响显著，在300～400℃温度段，水蒸气带走催化剂表面挥发成分，在其内部结构中形成新的表面活性面。在炉温控制在200℃时，水蒸气由于温度过低而在催化剂表面形成过量水膜，使表面MgO与水蒸气反应生成Mg(OH)₂而钝化，失活；在炉温为500℃时，由于温度过高水蒸气，高温解离，使催化剂表面活性缺陷被大量削除，变为惰性而使活性下降。

MgO中的Mg在其氧化物中仅有+2价态，在其在焙烧活化过程中本不需要还原，MgO表面存在缺陷时其活性才表现出，并随缺陷的增大而增大。因此为使MgO出现可能存在的晶格氧缺陷，在对其活化过程中通入水蒸气，以破坏其晶体表面，使其产生活性。同时，水蒸气活化具有再生时间短，再生强度大的优势。

再生时间对氧化镁基催化-吸附剂的影响如图4，20、30、40min再生后脱硝效果略有升高，结果相差不明显。20min脱硝率略低，30min最高，说明再生时间对再生影响小，处理达到一定时间即可。过程中，使原来沉积的组分被去除，阻塞的微孔和中孔孔径变大。因此本发明确定对氧化镁基催化剂再生时间为20～60min。

氧化镁基催化剂经过6次再生后如图5，保持了脱氮的稳定性。这也说明了此氧化镁基催化剂在实际应用中的可行性。

脱附前后催化剂物化性质分析：

傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析见附图。

脱硝后的X-射线衍射(XRD)图谱分析见附图。

本发明再生方法的优点是：

1、操作方便、快捷。

2、再生过程中无废气排放，不产生二次污染。生产能力大、设备阻力小、效率高、操作弹性大。

3、变温活化的优点是给热系数很大，加热迅速，活化完全，用水蒸气加热化时，活化后的产物易回收。催化-吸附剂经过多次再生仍能保持高活性，保持了脱氮的稳定性。

附图说明

图1为本发明立式水蒸气活化炉结构示意图；

图2为本发明催化剂再生工艺流程图；

图3为通水蒸气一次再生20min温度对NO去除率的影响(实验结果)；

图4为400℃通水蒸气再生一次再生时间对NO去除率的影响(实验结果)；

图5为通水蒸气再生20min400℃再生次数对NO去除率的影响(实验结果)；

图6催化剂傅里叶变换红外光谱谱图，其中(a)氧化镁基催化-吸附剂新制品谱图；(b)脱硝一次未再生谱图；(c)脱硝后水蒸气再生谱图；(d)脱硝后再生反复进行6次谱图；

图7为为催化剂X-射线衍射(XRD)图谱，(a)为实际X-射线衍射(XRD)图谱；(b)为曲线波峰分析图谱。

图中：1-卸料孔；2-加热管；3-耐火材料保温层；4-安全阀、热电偶及压力表接管；5-视孔；6-气流导向板；7-活化气入口；8-顶盖；9-装料孔；10-内筒；11-壳体；12-吸附剂筒底支座；13-气孔板；14-支脚；15-安全阀接管；16-尾气出口；17-器底；18-再生层。

具体实施方式

如图1所示，立式水蒸气活化炉包括卸料孔1、加热管2、耐火材料保温层3、安全阀、热电偶及压力表接管4、视孔5、气流导向板6、活化气入口7、顶盖8、装料孔9、内筒10、壳体11、吸附剂筒底支座12、气孔板13、支脚14、安全阀接管15、尾气出口16、器底17。

壳体11和内筒10为圆筒形，壳体11和内筒10构成的环形空间中由外向内依次是耐火材料保温层3、加热管2，再生层18装填在内筒10内。顶盖8上设置视孔5、活化气入口7，内筒10内上端、再生层18上安装气流导向板6，活化气入口7与内筒10内部通过气流导向板6连通，壳体11侧壁设置安全阀、热电偶及压力表接管4，安全阀、热电偶及压力表接管4穿过壳体11、耐火材料保温层3、加热管2、内筒10通向内筒10内。在壳体11下部侧壁设置卸料孔1，卸料孔1穿过壳体11、耐火材料保温层3、加热管2、内筒10通向内筒10内。装料孔9与内筒10内部连通，在器底17内安装吸附剂筒底支座12，吸附剂筒底支座12上安装气孔板13，气孔板13位于内筒10底部，器底17上设置安全阀接管15、尾气出口16，尾气出口16通过气孔板13与内筒10内部连通，器底焊接支脚14，用于支撑活化炉。

实施例1

按照以下工艺步骤制备催化剂：

(1)粉碎

将轻烧镁成品粉碎，筛分至-200目；因氧化镁放置在空气中易吸收空气中的水分，此外生成的氢氧化镁还可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸镁而结块，所以应将已结块的工业氧化镁研成粉末，并放在650℃马福炉中焙烧3小时，以除去水分和部分的碳酸盐。

(2)溶解

将粉碎后的轻烧氧化镁加入已用水为溶剂、在40℃下溶解均匀的MgSO₄和甜精粉添加剂的混合液中，混合均匀，并搅拌用水调至可成型的柔软状态。物料配比按照重量百分比计为：轻烧氧化镁60％，MgSO₄30％，甜精粉2％，水8％。

(3)成型

用挤条机进行成型处理，挤出细条状态的物料；制备的氧化镁基催化-吸附剂采用圆柱形外形，圆柱形尺寸有：直径为6.4、4.8、3.2、2或1.1mm，高度为直径的2倍。氧化镁基催化-吸附剂的外形与尺寸应根据具体的反应装置的要求来确定。

(4)干燥

在80℃下用干燥箱对成型的物料干燥15min；

(5)制粒

干燥好后，将物料经挤条机挤成Φ2mm并切成5mm长大小的圆柱体细粒；

(6)焙烧

将制粒的物料放入电阻炉中，将电阻炉程序升温至500℃，对物料活化焙烧3h，控制升温速率为20℃/分钟。然后取出室温冷却，包装，制成氧化镁基催化-吸附剂成品。

本发明产品比表面积(BET)测定为30m²/g。

测得本发明产品碘值480mg/g。

测得本发明产品转鼓强度大于99％。

采用上述工艺制备的催化剂进行燃煤烟气脱氮处理工艺步骤及工艺参数为：

吸附塔床层高度3m，将燃煤烟气经塔底入口引入吸附塔，沿径向通过催化吸附剂床层，控制烟气空速2800h^-1，温度150℃，吸附尾气经尾气吸附装置吸附后排出。氧化镁基催化-吸附剂的粒度确定：根据周壁效应：d≤1/16D，式中d为氧化镁基催化-吸附剂的粒度，D为反应塔径。催化-吸附剂的粒度为圆柱体，长5～10mm，φ2～5mm。氧化镁基催化-吸附剂在吸附塔中的填充量15m³。

测定结果脱硝效率99％。

催化-吸附剂的再生方法为水蒸气再生法，工艺步骤为：

将经过燃煤烟气脱氮处理后的催化剂装入电阻炉中，将电阻炉升温至450℃，通入温度为150℃的水蒸气，控制水蒸气压力0.3MPa，使水蒸气通过电阻炉内的催化剂层，将尾气经15％的Na₂CO₃溶液吸收、排出，此碱液吸收装置由耐热耐酸管连接。

再生时间为40min。控制水蒸气的流量为空速1500h^-1，电阻炉内部压力0.2MPa。利用再生后的催化-吸附剂进行燃煤烟气脱氮处理，脱氮效率99％。

实施例2

按照以下工艺步骤制备催化剂：

(1)粉碎

将轻烧镁成品粉碎，筛分至-200目；因氧化镁放置在空气中易吸收空气中的水分，此外生成的氢氧化镁还可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸镁而结块，所以应将已结块的工业氧化镁研成粉末，并放在650℃马福炉中焙烧3小时，以除去水分和部分的碳酸盐。

(2)溶解

将粉碎后的轻烧氧化镁加入已用水为溶剂、在50℃下溶解均匀的MgSO₄和甜精粉添加剂的混合液中，混合均匀，并搅拌用水调至可成型的柔软状态。物料配比按照重量百分比计为：轻烧氧化镁80％，MgSO₄10％，甜精粉3％，水7％。

(3)成型

用挤条机进行成型处理，挤出细条状态的物料；制备的氧化镁基催化-吸附剂采用圆柱形外形，圆柱形尺寸有：直径为6.4、4.8、3.2、2或1.1mm，高度为直径的3倍。氧化镁基催化-吸附剂的外形与尺寸应根据具体的反应装置的要求来确定。

(4)干燥

在50℃下用干燥箱对成型的物料干燥20min；

(5)制粒

干燥好后，将物料经挤条机挤成Φ2mm并切成5mm长大小的圆柱体细粒；

(6)焙烧

将制粒的物料放入电阻炉中，将电阻炉程序升温至700℃，对物料活化焙烧2h，控制升温速率为25℃/分钟。然后取出室温冷却，包装，制成氧化镁基催化-吸附剂成品。

本发明产品比表面积(BET)测定为40m²/g。

测得本发明产品碘值550mg/g。

测得本发明产品转鼓强度大于99％。

采用上述工艺制备的催化剂进行燃煤烟气脱氮处理工艺步骤及工艺参数：

吸附塔床层高度6m，将燃煤烟气经塔底入口引入吸附塔，沿径向通过催化吸附剂床层，控制烟气空速3500h^-1，温度250℃，吸附尾气经尾气吸附装置吸附后排出。氧化镁基催化-吸附剂的粒度确定：根据周壁效应：d≤1/16D，式中d为氧化镁基催化-吸附剂的粒度，D为反应塔径。催化-吸附剂的粒度为圆柱体，长5～10mm，φ2～5mm。氧化镁基催化-吸附剂在吸附塔中的填充量20m³。

测定结果脱硝效率99.5％。

催化-吸附剂的再生方法为水蒸气再生法，工艺步骤为：

将经过燃煤烟气脱氮处理后的催化剂装入电阻炉中，将电阻炉升温至200℃，通入温度为100℃的水蒸气，控制压力水蒸气0.06MPa，使水蒸气通过电阻炉内的催化剂层，将尾气经10％的Na₂CO₃溶液吸收、排出，此碱液吸收装置由耐热耐酸管连接。再生时间为60min。在实际操作中可以有针对性地调节操作条件，达到最佳脱硝效果。控制水蒸气的流量为空速1000h^-1，电阻炉内部压力0.05MPa。利用再生后的催化-吸附剂进行燃煤烟气脱氮处理，脱氮效率97.9％。

实施例3

按照以下工艺步骤制备催化剂：

(1)粉碎

将轻烧镁成品粉碎，筛分至-200目；因氧化镁放置在空气中易吸收空气中的水分，此外生成的氢氧化镁还可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸镁而结块，所以应将已结块的工业氧化镁研成粉末，并放在650℃马福炉中焙烧3小时，以除去水分和部分的碳酸盐。

(2)溶解

将粉碎后的轻烧氧化镁加入已用水为溶剂、在30℃下溶解均匀的MgSO₄和甜精粉添加剂的混合液中，混合均匀，并搅拌用水调至可成型的柔软状态。物料配比按照重量百分比计为：轻烧氧化镁50％，MgSO₄33％，甜精粉3％，水14％。

(3)成型

用挤条机进行成型处理，挤出细条状态的物料；制备的氧化镁基催化-吸附剂采用圆柱形外形，圆柱形尺寸：直径为6.4、4.8、3.2、2或1.1mm，高度为直径的3倍。氧化镁基催化-吸附剂的外形与尺寸应根据具体的反应装置的要求来确定。

(4)干燥

在130℃下用干燥箱对成型的物料干燥5min；

(5)制粒

干燥好后，将物料经挤条机挤成Φ2mm并切成5mm长大小的圆柱体细粒；

(6)焙烧

将制粒的物料放入电阻炉中，将电阻炉程序升温至350℃，对物料活化焙烧4h，控制升温速率为15℃/分钟。然后取出室温冷却，包装，制成氧化镁基催化-吸附剂成品。

本发明产品比表面积(BET)测定为25m²/g。

测得本发明产品碘值400mg/g。

测得本发明产品转鼓强度大于99％。

采用上述工艺制备的催化剂进行燃煤烟气脱氮处理工艺步骤及工艺参数为：

吸附塔床层高度1m，将燃煤烟气经塔底入口引入吸附塔，沿径向通过催化吸附剂床层，控制烟气空速2000h^-1，温度30℃，吸附尾气经尾气吸附装置吸附后排出。氧化镁基催化-吸附剂的粒度确定：根据周壁效应：d≤1/16D，式中d为氧化镁基催化-吸附剂的粒度，D为反应塔径。催化-吸附剂的粒度为圆柱体，长5～10mm，φ2～5mm。氧化镁基催化-吸附剂在吸附塔中的填充量1m³。

测定结果脱硝效率88％。

催化-吸附剂的再生方法为水蒸气再生法，工艺步骤为：

将经过燃煤烟气脱氮处理后的催化剂装入电阻炉中，将电阻炉升温至500℃，通入温度为200℃的水蒸气，控制水蒸气压力1MPa，使水蒸气通过电阻炉内的催化剂层，将尾气经20％的Na₂CO₃溶液吸收、排出，此碱液吸收装置由耐热耐酸管连接。再生时间为20min。在实际操作中可以有针对性地调节操作条件，达到最佳脱硝效果。控制水蒸气的流量为空速2000h^-1，电阻炉内部压力0.5MPa。利用再生后的催化-吸附剂进行燃煤烟气脱氮处理，脱氮效率98.5％。

Claims (6)

1. 一种烟气脱氮用催化-吸附剂的再生方法，其特征在于采用水蒸气再生法，将经过燃煤烟气脱氮处理后的催化-吸附剂装入电阻炉中，将电阻炉升温至200℃～500℃，通入温度为100℃～200℃的水蒸气，控制水蒸气压力0.05MPa～1MPa，时间为20～60min，控制水蒸气的流量为空速1000～2000h^-1，电阻炉内部压力0.05～0.5Mpa，使水蒸气通过电阻炉内的催化剂层，将尾气经10％～20％的Na₂CO₃溶液吸收、排出。

2. 权利要求1所述的烟气脱氮用催化-吸附剂的再生方法采用的电阻炉，其特征在于该电阻炉为立式水蒸气活化电阻炉，壳体和内筒为圆筒形，壳体和内筒构成的环形空间中由外向内依次是耐火材料保温层、加热管，再生层装填在内筒内，顶盖上设置视孔、活化气入口，内筒内上端、再生层上安装气流导向板，活化气入口与内筒内部通过气流导向板连通，壳体侧壁设置安全阀、热电偶及压力表接管，安全阀、热电偶及压力表接管穿过壳体、耐火材料保温层、加热管、内筒通向内筒内，壳体下部侧壁设置卸料孔，卸料孔穿过壳体、耐火材料保温层、加热管、内筒通向内筒内，装料孔与内筒内部连通，在器底内安装吸附剂筒底支座，吸附剂筒底支座上安装气孔板，气孔板位于内筒底部，器底上设置安全阀接管、尾气出口，尾气出口通过气孔板与内筒内部连通，器底焊接支脚，用于支撑活化炉。

3. 按照权利要求2所述的电阻炉，其特征在于顶盖上设置视孔、活化气入口，内筒内上端安装气流导向板，活化气入口与内筒内部通过气流导向板连通。

4. 按照权利要求2所述的电阻炉，其特征在于壳体侧壁设置安全阀、热电偶及压力表接管，安全阀、热电偶及压力表接管穿过壳体、耐火材料保温层、加热管、内筒通向内筒内。

5. 按照权利要求2所述的电阻炉，其特征在于在壳体下部侧壁设置卸料孔，卸料孔穿过壳体、耐火材料保温层、加热管、内筒通向内筒内。

6. 按照权利要求2所述的电阻炉，其特征在于在器底内安装吸附剂筒底支座，吸附剂筒底支座上安装气孔板，气孔板位于内筒底部，器底上设置安全阀接管、尾气出口，尾气出口通过气孔板与内筒内部连通。

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