CN104190478A - 一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法 - Google Patents

一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法 Download PDF

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Abstract

一种钒铈改性活性炭脱硝脱硫催化剂的再生方法,称取一定质量失活的改性活性炭,用氮气吹扫1小时;先用氮气作为载气,含有氨气和水蒸气的混合气吹扫活性炭;再用氮气作为载气,含有一氧化碳的混合气吹扫活性炭;然后用氮气作为载气,含有水蒸气的混合气吹扫活性炭;最后将活性炭在空气气氛中吹扫干燥,得到再生后的改性活性炭;本发明提供的改性活性炭再生气可与失活活性炭中的氮氧化物反应,得到的富集SO2可用于制硫酸,再生循环气可以重复利用无二次污染,经多次循环再生后的活性炭催化剂的氮氧化物净化效率仍高于75%,与传统技术相比改性活性炭循环使用效率大大提高,可显著降低运行成本。

Description

一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法
技术领域
[0001] 本发明属于废气处理技术领域,涉及废气中N0X、SO2的处理,特别涉及一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法。
背景技术
[0002]目前,我国的能源结构还是以化石燃料等一次能源为主。但是化石燃料中含有大量的杂质,硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)是其燃烧排放的主要的大气污染物,这些也是形成酸雨的主要物质。“十二五”期间,国家也制定了大量的相关政策法规促使相关部门实施污染物减排。高效脱硝脱硫技术是目前燃煤锅炉等污染源减排面临的迫切需求。
[0003] 活性炭具有很大的比表面积,具有优异的吸附性能。活性炭在许多吸附过程中伴有催化反应,表现出催化剂的活性。由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性,可作为催化剂的载体。负载金属氧化物的改性活性炭用于燃煤烟气的脱硫协同脱硝,活性炭干法脱硫脱硝技术在众多的烟气脱硫脱硝技术中有着突出的表现。
[0004] 但是作为催化剂的活性炭在运行一段时间后就会因为表面硫酸盐的覆盖、飞灰、硝酸盐、碱金属等原因而活性下降甚至失活。为了降低运行成本,同时也为了减少废弃催化剂的二次污染,活性炭催化剂的再生就显得特别重要。国家先后发布了《中华人民共和国循环经济促进法》、《“十二五”循环经济发展规划》等文件,鼓励各行业重视和加强生产、生活中所产生废物的再利用。改性活性炭作为工业锅炉使用广泛的一种脱硫协同脱硝催化剂,目前在我国年使用量相当可观,再生改性活性炭催化剂再利用具有很强的经济、环境效益,受到国家政策支持和鼓励。
[0005] 活性炭价格昂贵,每次更换新炭,就会提升企业的运行成本,所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用,以达到循环经济的目的。活性炭的再生可以大量减少对煤资源的消耗,同时还可以避免活性炭催化剂上面负载的重金属对环境的二次污染,减少大气污染,降低能源浪费。
[0006] 迄今为止,已有活性炭负载的低温脱硝催化剂的再生技术应用,比如声波再生法、化学再生法、流体再生法、氧化再生法、热再生法等,但是经再生后其脱硝、脱硫效率很难恢复到原有水平。本发明以钒铈改性活性炭作为协同脱硝脱硫催化剂,通过氨气、一氧化碳和水蒸气实现催化剂再生,经多次再生循环后的改性活性炭仍然具有良好的协同脱硝脱硫性能。与单一传统的再生方法相比,能够更大程度地恢复催化剂的原有催化活性,减少再生过程中的碳损失,减少再生过程中对大气的二次污染,同时还可以富集SO2制硫酸。
发明内容
[0007] 为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法,根据本发明再生的催化剂经多次循环再生仍能保持高效催化净化NOx的性能和较高的SO2吸附容量,具有很高的经济效益和实用价值,能够适应更严格的环保法规要求,达到降低成本和提高使用安全性的目的。
[0008] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0009] 一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法,包括如下步骤:
[0010] 步骤一,称取一定质量失活的脱硝脱硫改性活性炭,放入固定床反应器中,首先用氮气吹扫I小时除去表面的可挥发杂质;
[0011] 步骤二,用氨气和水蒸气的混合气体吹扫活性炭1-4小时,氮气作为载气,吹扫温度为 200-400°C ;
[0012] 步骤三,用一氧化碳吹扫活性炭1-2小时,氮气作为载气,吹扫温度为200-450°C ;
[0013] 步骤四,用水蒸气吹扫活性炭1-2小时,氮气作为载气,吹扫温度为350_450°C ;
[0014] 步骤五,将活性炭在150_250°C空气气氛中吹扫干燥,得到再生后的改性活性炭。
[0015] 所述步骤二中,氨气含量为0.01_lv%,水蒸气含量为0.l_15v%,所述步骤三中,一氧化碳含量为0.01-0.5v%,所述步骤四中,水蒸气含量为0.l-15v%。
[0016] 与现有技术相比,本发明提供的改性活性炭再生气可与失活活性炭中的氮氧化物反应,得到的富集SO2可用于制硫酸,再生循环气可以重复利用无二次污染,经多次循环再生后的活性炭催化剂的氮氧化物净化效率仍高于75%,与传统技术相比改性活性炭循环使用效率大大提高,可显著降低运行成本。
具体实施方式
[0017] 下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
[0018] 实施例一
[0019] 一种钒铈改性活性炭脱硝脱硫催化剂的再生方法,包括以下步骤:
[0020] 步骤一、称取一定质量失活的脱硝脱硫改性活性炭,放入固定床反应器中,首先用氮气吹扫I小时除去表面的可挥发杂质;
[0021] 步骤二、将含量为的氨气和15v%的水蒸气混合吹扫活性炭4小时,氮气作为载气,吹扫温度为400°C ;
[0022] 步骤三、将含量为0.5v%的一氧化碳吹扫活性炭2小时,氮气作为载气,吹扫温度为 450 0C ;
[0023] 步骤四、将含量为15v%的水蒸气吹扫活性炭2小时,氮气作为载气,吹扫温度为450 0C ;
[0024] 步骤五、将活性炭在250°C空气气氛中吹扫干燥,得到再生后的改性活性炭;
[0025] 再生后的f凡铺改性活性炭脱硝脱硫催化剂在含有500ppm SO2, 350ppmN0, 350ppmNH3,10% O2,10% H2O,空速为15001Γ1的烟气条件下同时脱除SOjP NO,硫容为58.lmg/g, NO的净化率为85%。
[0026] 实施例二
[0027] 一种钒铈改性活性炭脱硝脱硫催化剂的再生方法,包括以下步骤:
[0028] 步骤一、称取一定质量失活的脱硝脱硫改性活性炭,放入固定床反应器中,首先用氮气吹扫I小时除去表面的可挥发杂质;
[0029] 步骤二、将含量为0.05v%的氨气和5v%的水蒸气混合吹扫活性炭2小时,氮气作为载气,吹扫温度为300°C ;
[0030] 步骤三、将含量为0.25¥%的一氧化碳吹扫活性炭1.5小时,氮气作为载气,吹扫温度为300°C ;
[0031] 步骤四、将含量为5v%的水蒸气吹扫活性炭1.5小时,氮气作为载气,吹扫温度为400 0C ;
[0032] 步骤五、将活性炭在200°C空气气氛中吹扫干燥,得到再生后的改性活性炭;
[0033] 再生后的钒铈改性活性炭脱硝脱硫催化剂在含有500ppm SO2, 350ppmN0, 350ppmNH3,10% O2,10% H2O,空速为1500^1的烟气条件下同时脱除SO2和NO,硫容为25mg/g, NO的净化率为82%。
[0034] 实施例三
[0035] 一种钒铈改性活性炭脱硝脱硫催化剂的再生方法,包括以下步骤:
[0036] 步骤一、称取一定质量失活的脱硝脱硫改性活性炭,放入固定床反应器中,首先用氮气吹扫I小时除去表面的可挥发杂质;
[0037] 步骤二、将含量为0.03ν%的氨气和1v%的水蒸气混合吹扫活性炭I小时,氮气作为载气,吹扫温度为200°C ;
[0038] 步骤三、将含量为0.01¥%的一氧化碳吹扫活性炭I小时,氮气作为载气,吹扫温度为200°C ;
[0039] 步骤四、将含量为10v%的水蒸气吹扫活性炭I小时,氮气作为载气,吹扫温度为350 0C ;
[0040] 步骤五、将活性炭在200°C空气气氛中吹扫干燥,得到再生后的改性活性炭;
[0041] 再生后的f凡铺改性活性炭脱硝脱硫催化剂在含有500ppm SO2, 350ppmN0, 350ppmNH3,10% O2,10% H2O,空速为15001Γ1的烟气条件下同时脱除SOjP NO,硫容为12.9mg/g, NO的净化率为76%。
[0042] 表1.多次循环再生的测定结果对比
[0043]
再生方法 I循环次数 NO净化率 I硫容mg/g
I — 82% ~25Γθ
~2 ~ 77% 24.3
☆汝伽一 I 83% "203
头施例一 4 W0
_5__79%_23.7_
_6 — 75% ~2Ϊ79
I — 72% ~TL2
~2 ~ 63% 18.6
N“呆护执再生 —-----
21木3^ “、、4 51% 10.0
~5 ~ 42% 9.7
_ 6 30% 8.9 —
[0044] 取改性活性炭样品2.0g,在固定床反应器中进行循环试验。测定步骤如下:首先将样品在一定温度下恒温吸附NO、SO2和025h,N2吹扫20min后升温至400°C脱附3h,计算得到的脱附的NO、SO2的量即为活性焦的吸附量。吸附失活后催化剂按照实施例二中的方法进行再生循环测试,结果见表I。从表中可以看出,与传统N2保护热再生相比,循环试验吸附量更稳定。

Claims (4)

1.一种脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一,称取一定质量失活的脱硝脱硫改性活性炭,放入固定床反应器中,首先用氮气吹扫I小时除去表面的可挥发杂质; 步骤二,用氨气和水蒸气的混合气体吹扫活性炭1-4小时,氮气作为载气,吹扫温度为200-400 0C ; 步骤三,用一氧化碳吹扫活性炭1-2小时,氮气作为载气,吹扫温度为200-450°C ; 步骤四,用水蒸气吹扫活性炭1-2小时,氮气作为载气,吹扫温度为350-450°C ; 步骤五,将活性炭在150-250°C空气气氛中吹扫干燥,得到再生后的改性活性炭。
2.根据权利要求1所述脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法,其特征在于,所述步骤二中,氨气含量为0.01-1V%,水蒸气含量为0.l-15v%,所述步骤三中,一氧化碳含量为0.01-0.5v%,所述步骤四中,水蒸气含量为0.l-15v%。
3.根据权利要求1所述脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法,其特征在于,所述步骤二中,氨气含量为0.01v%,水蒸气含量为0.1v%,所述步骤三中,一氧化碳含量为0.01v%,所述步骤四中,水蒸气含量为0.1v %。
4.根据权利要求1所述脱硝脱硫活性炭催化剂再生方法,其特征在于,所述步骤二中,氨气含量为Iv%,水蒸气含量为15v%,所述步骤三中,一氧化碳含量为0.5v%,所述步骤四中,水蒸气含量为15v%。
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