CN106621794A - 焦炉尾气二氧化硫的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦炉尾气二氧化硫的处理方法，包括以下步骤：温度调质处理：将温度180～200℃的焦炉尾气用水喷淋，至焦炉尾气的温度降为155～165℃，并调节焦炉尾气中氧气和水蒸气的含量，使焦炉尾气中水蒸气的体积分数为10％～20％，氧气的体积分数为6％～12％；脱硫处理：将155～165℃的焦炉尾气送入脱硫塔，使其首先经过载有氧化催化剂的第一床层，之后经过载有氧化催化剂和稀土化合物的第二床层，进行氧化反应，转化成硫酸，反应期间，控制第一床层和第二床层的温度为160℃。本发明具有脱硫效率高，副产物硫酸的转化率大的优点。

Description

焦炉尾气二氧化硫的处理方法
技术领域
本发明涉及化工行业硫酸尾气二氧化硫回收利用方法。更具体地说，本发明涉及一种焦炉尾气二氧化硫的处理方法。
背景技术
随着国家对环保领域越来越重视，涉及到环保方面的法规也越来越细化，污染物排放指标也越来越低。以焦炉尾气中的SO2为例，正常炼焦生产工艺排放的尾气浓度为200mg/m3-400mg/m3之间，符合1996年出台的《炼焦炉大气污染物排放标准GB16171-1996》相关规定。2012年《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》出台后，此排放浓度已经超过了国家规定的排放浓度极限，需要增加尾气脱硫装置。
焦炉生产工艺一个重要指标就是尾气温度要达到130℃以上，烟囱要达到热备状态。而国内最常用的石灰石膏法、半干法、氨法等虽然可以把焦化尾气SO2指标控制在排放标准以内，但是很难把烟气温度控制在130度以上，这就需要一种既能保证SO2指标在排放标准内，又要使烟气温度在130℃以上工艺方法。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种焦炉尾气二氧化硫的处理方法，解决尾气温度过高影响催化剂吸附的功能，尾气温度过低造成设备腐蚀增大的问题，将温度控制在合理范围能够解决该问题。
本发明还有一个目的是提供了一种更活性更高的催化剂，脱硫效率高，且副产物硫酸的转化率也大于90％。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种焦炉尾气二氧化硫的处理方法，包括以下步骤：
温度调质处理：将温度180～200℃的焦炉尾气用水喷淋，至焦炉尾气的温度降为155～165℃，并调节焦炉尾气中氧气和水蒸气的含量，使焦炉尾气中水蒸气的体积分数为10％～20％，氧气的体积分数为6％～12％；
脱硫处理：将155～165℃的焦炉尾气送入脱硫塔，使其首先经过载有氧化催化剂的第一床层，之后经过载有氧化催化剂和稀土化合物的第二床层，进行氧化反应，转化成硫酸，反应期间，控制第一床层和第二床层的温度为160℃。
优选的是，所述氧化催化剂的制备方法为：
1)将硝酸铈、苯乙烯、乙醇按质量比1:3:20混合，得醇溶液，将活性炭与醇溶液按体积比1:10混合浸渍，在室温下搅拌48h，之后干燥，得干燥样；
2)将干燥样置于煅烧炉中，在惰性气体氛围下煅烧4h，其中，前2h在200～300℃下煅烧，后2h在450～500℃下煅烧，即得氧化催化剂。
优选的是，第二床层中的氧化催化剂与稀土化合物的质量比为50:1。
优选的是，所述第一床层中的氧化催化剂由直径为0.2mm的氧化催化剂和直径为1.5mm的氧化催化剂按质量比3:1混合而成。
优选的是，所述第二床层中的氧化催化剂由直径为1mm的氧化催化剂和直径为4mm的氧化催化剂按质量比1:1混合而成。
优选的是，所述第一床层的体积占第一床层和第二床层总体积的75％。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本工艺中从温度调质处理，到脱硫处理，始终使焦炉尾气的温度在155℃以上，克服了温度过低，需要消耗更多的水，同时增加了尾气的湿度，造成设备的腐蚀增大，在脱硫处理时控温度为160℃，解决了尾气温度过高影响催化剂吸附的功能。
2、采用本发明的氧化催化剂，反应温度只需控制在160℃，克服了采用碳基脱硫催化剂反应温度过低，容易腐蚀设备的问题。
3、经过负载处理后的活性炭，能降低SO2催化反应的活化能，在160℃下实现高效脱硫制酸高效脱硫制酸。对于SO2浓度低于0.3％的工业废气，在高空速下(≥3000h-1)，脱硫效率大于99.8％。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
在脱硫处理时：将165℃的焦炉尾气送入脱硫塔，使其首先经过载有氧化催化剂的第一床层，之后经过载有氧化催化剂和稀土化合物的第二床层，进行氧化反应，转化成硫酸，此处的氧化催化剂为四川大学生产的炭基脱硫催化剂。反应期间，控制第一床层和第二床层的温度为160℃。其中，第二床层中的氧化催化剂与稀土化合物的质量比为50:1。所述第一床层中的氧化催化剂由直径为0.2mm的氧化催化剂和直径为1.5mm的氧化催化剂按质量比3:1混合而成。所述第二床层中的氧化催化剂由直径为1mm的氧化催化剂和直径为4mm的氧化催化剂按质量比1:1混合而成。所述第一床层的体积占第一床层和第二床层总体积的75％。设置本实施例的第一床层和第二床层，能够显著提高催化剂的活性，相较于只采用1.5mm的氧化催化剂床层，均运转1000h后，本实施例催化剂的相对活性相较于只采用1.5mm的氧化催化剂床层的相对活性提高了18.7％。
实施例2
一种焦炉尾气二氧化硫的处理方法，包括以下步骤：
温度调质处理：将温度200℃的焦炉尾气用水喷淋，至焦炉尾气的温度降为165℃，并调节焦炉尾气中氧气和水蒸气的含量，使焦炉尾气中水蒸气的体积分数为20％，氧气的体积分数为12％，二氧化硫浓度0.05％。
脱硫处理：将165℃的焦炉尾气送入脱硫塔，使其首先经过载有氧化催化剂的第一床层，之后经过载有氧化催化剂和稀土化合物的第二床层，进行氧化反应，转化成硫酸，反应期间，控制第一床层和第二床层的温度为160℃，空速3000h-1，在24h评价时间内检测不到二氧化硫，脱硫效率为100％，副产物硫酸的转化率大于93％。其中，第二床层中的氧化催化剂与稀土化合物的质量比为50:1。所述第一床层中的氧化催化剂由直径为0.2mm的氧化催化剂和直径为1.5mm的氧化催化剂按质量比3:1混合而成。所述第二床层中的氧化催化剂由直径为1mm的氧化催化剂和直径为4mm的氧化催化剂按质量比1:1混合而成。所述第一床层的体积占第一床层和第二床层总体积的75％。
其中，所述氧化催化剂的制备方法为：
1)将硝酸铈、苯乙烯、乙醇按质量比1:3:20混合，得醇溶液，将活性炭与醇溶液按体积比1:10混合浸渍，在室温下搅拌48h，之后干燥，得干燥样；
2)将干燥样置于煅烧炉中，在惰性气体氛围下煅烧4h，其中，前2h在300℃下煅烧，后2h在500℃下煅烧，即得氧化催化剂。
设置本实施例的第一床层和第二床层，能够显著提高本实施例催化剂的活性，相较于只采用1.5mm的本实施例的氧化催化剂床层，均运转1000h后，本实施例催化剂的相对活性相较于只采用1.5mm的氧化催化剂床层的相对活性提高了24.6％。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (6)

1.一种焦炉尾气二氧化硫的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
温度调质处理：将温度180～200℃的焦炉尾气用水喷淋，至焦炉尾气的温度降为155～165℃，并调节焦炉尾气中氧气和水蒸气的含量，使焦炉尾气中水蒸气的体积分数为10％～20％，氧气的体积分数为6％～12％；
脱硫处理：将155～165℃的焦炉尾气送入脱硫塔，使其首先经过载有氧化催化剂的第一床层，之后经过载有氧化催化剂和稀土化合物的第二床层，进行氧化反应，转化成硫酸，反应期间，控制第一床层和第二床层的温度为160℃。
2.如权利要求1所述的焦炉尾气二氧化硫的处理方法，其特征在于，所述氧化催化剂的制备方法为：
1)将硝酸铈、苯乙烯、乙醇按质量比1:3:20混合，得醇溶液，将活性炭与醇溶液按体积比1:10混合浸渍，在室温下搅拌48h，之后干燥，得干燥样；
2)将干燥样置于煅烧炉中，在惰性气体氛围下煅烧4h，其中，前2h在200～300℃下煅烧，后2h在450～500℃下煅烧，即得氧化催化剂。
3.如权利要求1所述的焦炉尾气二氧化硫的处理方法，其特征在于，第二床层中的氧化催化剂与稀土化合物的质量比为50:1。
4.如权利要求3所述的焦炉尾气二氧化硫的处理方法，其特征在于，所述第一床层中的氧化催化剂由直径为0.2mm的氧化催化剂和直径为1.5mm的氧化催化剂按质量比3:1混合而成。
5.如权利要求4所述的焦炉尾气二氧化硫的处理方法，其特征在于，所述第二床层中的氧化催化剂由直径为1mm的氧化催化剂和直径为4mm的氧化催化剂按质量比1:1混合而成。
6.如权利要求7所述的焦炉尾气二氧化硫的处理方法，其特征在于，所述第一床层的体积占第一床层和第二床层总体积的75％。
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