CN108014761B - 一种吸附剂的再生方法以及一种烟气净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟气净化技术领域,公开了一种吸附剂再生方法,包括将吸附了硫化物的吸附剂送入再生反应器中,与还原性气体接触,将至少部分硫化物还原,得到硫化物含量降低的吸附剂以及再生尾气,其中,将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体以并流的方式送入再生反应器的还原反应段中,进行还原反应,进入还原反应段的吸附了硫化物的吸附剂的温度以及还原性气体的温度各自为还原反应所需的温度,或者在还原反应段中将吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体加热至还原反应所需温度。本发明还公开了一种烟气净化方法。采用本发明的方法对吸附了硫化物的吸附剂进行再生,能有效地抑制再生过程中单质硫的生成量,得到的经再生的吸附剂显示出延长的穿透时间。
Description
技术领域
本发明涉及污染气体净化技术领域,具体地,本发明涉及一种吸附剂的再生方法以及一种烟气净化方法。
背景技术
催化裂化(FCC)是我国生产轻质油品的主要技术手段,同时催化裂化装置产生的再生烟气中SOx和NOx的排放所造成的环境污染也日益受到关注。国家环保部颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)中,催化裂化装置大气污染物排放限值规定:SOx为100mg/Nm3,NOx为200mg/Nm3,且在未来该限值要求将日趋严格。因此,开展催化裂化装置SOx和NOx排放达标治理势在必行。
CN101209391B公开了一种脱除催化裂化催化剂再生烟气中硫氧化物和/或氮氧化物的方法,该方法包括将所述烟气与吸附剂接触,其中,所述吸附剂为催化裂化催化剂。
CN102380360B公开了一种烟气脱硫脱氮吸附剂的吸附和再生方法,该方法包括将吸附剂引入烟气吸附器中,与催化裂化催化剂再生烟气接触,吸附脱除烟气中的硫、氮化合物,将吸附了硫化物和/或氮化物的待生吸附剂引入吸附剂再生反应器中;还原气体与化学计量的含氧气体在燃烧器中燃烧,燃烧后的高温混合气体和另一股还原气体一同进入吸附剂再生反应器,直接加热待生吸附剂并在高温下进行再生;再生反应器尾气引入再生反应器外的热浴保温罩中,流出热浴保温罩的再生反应器尾气进一步与来自吸附器的待生吸附剂换热后出装置。
发明内容
在采用吸附法对烟气进行净化,以将降低烟气中硫化物和/或氮化物含量时,需要将吸附了硫化物和/或氮化物的吸附剂进行再生,并将再生吸附剂循环使用。现有的吸附剂再生方法为将吸附器中的待生吸附剂送入再生反应器的中部,将还原性气体由吸附器的底部送入吸附器中与待生吸附剂进行逆流接触反应,将待生吸附剂中的硫化物和氮化物还原,从而使得吸附剂的活性得以恢复,其中,现有的再生方法,通常采用还原性气体作为加热介质将来自于吸附器的待生吸附剂加热至再生温度。本发明的发明人在实践过程中发现,采用现有再生方法对待生吸附剂进行再生时,存在再生吸附剂的活性下降较快,穿透时间(即,对目标污染物的脱除率低至90%时的吸附运转时间)缩短的问题。
针对上述问题,本发明的发明人进行了深入的研究,发现:如果将待生吸附剂与还原性气体以并流的方式送入再生反应器的还原反应段中,同时使得进入还原反应段的待生吸附剂与还原性气体的温度均为还原反应所需温度,或者在还原反应段将待生吸附剂和还原性气体一起加热至还原反应所需温度,能有效地抑制再生过程中单质硫的生成,同时延长再生吸附剂的穿透时间。在此基础上完成了本发明。
根据本发明的第一个方面,本发明提供了一种吸附剂再生方法,该方法包括:将吸附了硫化物的吸附剂送入再生反应器中,与还原性气体接触,将所述吸附剂吸附的至少部分硫化物还原,得到硫化物含量降低的吸附剂以及再生尾气,其中,将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体以并流的方式送入再生反应器的还原反应段中,进行还原反应,进入还原反应段的吸附了硫化物的吸附剂的温度以及还原性气体的温度各自为还原反应所需的温度,或者在还原反应段中将吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体加热至还原反应所需温度。
根据本发明的第二个方面,本发明提供了一种烟气净化方法,该方法包括将吸附剂与烟气接触,得到净化烟气以及待生吸附剂,将待生吸附剂进行再生,其中,所述再生采用本发明第一个方面所述的再生方法进行。
采用本发明的方法对吸附了硫化物的吸附剂进行再生,能有效地抑制再生过程中单质硫的生成,得到的经再生的吸附剂显示出延长的穿透时间。并且,根据本发明的再生方法的操作方法简便,易于操作。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。
图1用于说明根据本发明的再生方法一种实施方式;
图2用于说明根据本发明的再生方法的另一种实施方式;
图3用于说明根据本发明的烟气净化方法的一种优选实施方式。
图4用于说明根据本发明的烟气净化方法的一种更为优选的实施方式。
附图标记说明
101:提升段 102:还原反应段
103:预加热段 104:沉降段
105:气固分离器 106:再生剂出料口
107:气流输出端口 108:再生吸附剂循环管路
109:分布器 201:再生反应器主体
202:气固分离器 203:直筒段
204:沉降段 205:固相物料输出端口
206:气相物料输出端口 207:帽型壳体
208:固相物料输入端口 209:气相原料输入端口
210:气体分布器 301:吸附剂
302:混合器 303:净化烟气
304:待生吸附剂斜管 305:待生滑阀
306:待生吸附剂斜管 307:还原性气体管路
308:还原性气体管路 309:再生吸附剂管路
310:再生吸附剂斜管 311:再生滑阀
312:再生吸附剂斜管 313:冷却器
314:再生吸附剂进料管路 315:再生尾气管路
316:混合器 317:再生尾气管路
318:再生尾气组成检测器 319:三通阀
320:再生尾气循环管路 321:新鲜还原性气体管路
322:压缩机 323:再生尾气输出管路
324:再生吸附剂循环管路 325:再生吸附剂循环滑阀
A:吸附器 B:再生反应器
B1:提升段 B2:预热段
B3:还原反应段 B4:沉降段
C:气固分离罐
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明中,“可选”表示“包括或不包括”、“包含或不包含”。
根据本发明的第一个方面,本发明提供了一种吸附剂再生方法,该方法包括:将吸附了硫化物的吸附剂送入再生反应器中,与还原性气体接触,将所述吸附剂吸附的至少部分硫化物还原,得到硫化物含量降低的吸附剂以及再生尾气,其中,将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体以并流的方式送入再生反应器的还原反应段中,进行还原反应,进入还原反应段的吸附了硫化物的吸附剂的温度以及还原性气体的温度各自为还原反应所需的温度,或者在还原反应段中将吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体加热至还原反应所需温度。
所述再生反应器为再生反应提供空间,并使得吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体在足以进行还原反应的条件下进行接触,从而将吸附的硫化物还原并与吸附剂分离的反应器。
在本发明的再生方法的一种实施方式(以下称为第一实施方式)中,所述再生反应器为上行式流化床反应器。在该实施方式中,如图1所示,所述再生反应器包括提升段101、还原反应段102以及沉降段104,将至少部分还原性气体作为提升介质送入提升段101中,将吸附了硫化物的吸附剂由提升段提升至还原反应段102的底部,可选地与剩余部分还原性气体汇合并加热至还原反应温度后,进入还原反应段102中进行还原反应,还原反应段102输出的气固混合物进入沉降段104中,分离得到硫化物含量降低的吸附剂以及再生尾气。
根据第一实施方式,所述提升段的高度一般为不小于所述还原反应段的高度。从进一步提高再生反应的效率,并进一步降低再生反应过程中单质硫的生成量,同时兼顾反应效率以及操作能耗的角度出发,所述还原反应段的高度与所述提升段的高度的比值优选为1:1-3,更优选为1:1.5-2.5,进一步优选为1:2。
根据第一实施方式,所述还原反应段的内径为大于所述提升段的内径。从进一步提高再生效率的角度出发,所述提升段的内径与所述还原反应段的内径的比值优选为1:1.5-4,更优选为1:2-3.5,进一步优选为1:2-2.5。
根据第一实施方式,可以将全部还原性气体均作为提升介质送入提升段中,也可以将部分还原性气体作为提升介质送入提升段中,将剩余部分还原性气体直接送入还原反应段的底部。在实际操作过程中,可以根据吸附了硫化物的吸附剂的量进行选择,以使得作为提升介质的还原性气体的量足以将吸附了硫化物的吸附剂提升至还原反应段为准。从进一步提高再生的效果的角度出发,作为提升介质的还原性气体与直接送入还原反应段底部的还原性气体的体积比优选为1:1-4,更优选为1:1.5-3.5,进一步优选为1:2-3。
在第一实施方式中,进入提升段(即,提升段的入口处)的吸附了硫化物的吸附剂的温度一般为150-300℃,优选为150-250℃。进入提升段的还原性气体以及进入还原反应段底部的还原性气体的温度一般为20-250℃,优选为30-200℃,更优选为40-100℃,进一步优选为50-80℃。
在第一实施方式中,从进一步减少再生反应过程中单质硫的生成量的角度出发,如图1所述,再生反应器优选还包括预加热段103,预加热段103设置在提升段101和还原反应段102之间,用于对来自于提升段101的物流进行预热。所述提升段、所述预加热段和所述还原反应段优选为相接设置,即提升段输出的气固混合物流直接进入预加热段被预热后,接着进入还原反应段的底部与剩余还原性气体汇合,并被加热至还原反应温度。
所述预加热段的内径一般为大于所述提升段的内径。优选地,所述提升段的内径与所述预加热段的内径的比值优选为1:1.2-3,更优选为1:1.5-2。所述预加热段的高度一般为不小于所述还原反应段的高度。优选地,所述预加热段的高度与所述还原反应段的高度的比值为1-2:1。更优选地,所述预加热段的高度与所述还原反应段的高度的比值为1.2-1.5:1。
通过在提升段和还原反应段之间设置预加热段能进一步降低再生反应过程中单质硫的生成量。一般地,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为250-500℃。优选地,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为300-480℃。更优选地,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为350-460℃。进一步优选地,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为400-450℃。所述预加热段可以采用直接加热方法进行加热,也可以采用换热的方法进行加热。具体地,所述预加热段可以采用电加热、燃料加热和间壁式换热中的一种或两种以上的组合对进入预加热段的气固混合物流进行加热。
从进一步提高气固混合物料的均匀性的角度出发,如图1所示,优选在预加热段103的底部设置分布器109。所述分布器可以为常见的各种足以使气固物料混合更为均匀的分布器,其具体实例可以包括但不限于多孔板、格栅、支管式分布器和槽盘式分布器中的一种或两种以上的组合。
来自于提升段(在设置预加热段时,为来自于预加热段)的气固混合物流以及可选的剩余部分还原性气体在还原反应段的底部汇合,并被加热至还原反应温度后,上行进入还原反应段中,进行还原反应。
所述还原反应温度可以为常规选择。优选地,所述还原反应温度为400-600℃。更优选地,所述还原反应温度为500-600℃。还原反应段的底部可以采用直接加热的方法对进入还原反应段的底部的物流进行加热,也可以采用间接换热的方法对进入还原反应段的底部的物流进行加热,还可以为两者的组合。具体地,所述还原反应段底部设置的加热装置可以为电加热、燃料加热和间壁式换热中的一种或两种以上的组合。
在第一实施方式中,从进一步降低再生反应过程中单质硫的生成量,同时兼顾操作效率的角度出发,所述还原性气体(包括由提升段进入的还原性气体和直接进入还原反应段底部的还原性气体)在所述还原反应段内的线速度优选为0.1-0.9m/s,更优选为0.1-0.5m/s,进一步优选为0.12-0.4m/s,更进一步优选为0.15-0.3m/s。吸附了硫化物的吸附剂在还原反应段内的填装密度优选为100-500kg/m3,更优选为200-400kg/m3。
在第一实施方式中,还原反应段内的压力优选为0.1-0.3MPa,更优选为0.105-0.2MPa,进一步优选为0.11-0.15MPa,所述压力为绝压。
在第一实施方式中,如图1所示,再生反应器还包括设置在还原反应段102上方的沉降段104,用于接纳来自于还原反应段102的气固混合物物流,并将其分离成为以硫化物含量降低的吸附剂为主的固相物流、以及气相物流。分离出的固相物流通过设置在沉降段下部的再生剂出料口106离开再生反应器。
如图1所示,沉降段104的顶部优选设置气固分离器105,用于接收由沉降段104上升的气相物流,将气相物流中夹带的固体颗粒分离出来并送回沉降段中,分离出的气相物流作为再生尾气通过气固分离器的气流输出端口107被送出再生反应器。所述气固分离器可以采用常规的气固分离装置,例如可以为旋风分离器、粉尘过滤器中的一种或两种以上的组合。
沉降段的内径为大于还原反应段的内径,一般地,沉降段的内径与还原反应段的内径的比值可以为1.1-5:1,优选为1.2-2.5:1。
在第一实施方式中,从再生反应器输出的硫化物含量降低的吸附剂经冷却脱气后可以直接送入吸附器中循环使用。从进一步降低再生反应器的能耗的角度出发,优选将再生反应器输出的硫化物含量降低的吸附剂中的至少部分循环送入预加热段的底部,作为预加热段底部的部分热源,加热预加热段底部的进料。
具体地,如图1所示,所述再生反应器优选还包括再生吸附剂循环管路108,用于将从沉降段104输出的硫化物含量降低的吸附剂送入预加热段103的底部,用于加热预加热段103底部的进料。循环送入预加热段底部的硫化物含量降低的吸附剂优选采用间壁式换热的方法与预加热段底部的进料进行换热。
可以将再生反应器输出的全部硫化物含量降低的吸附剂均循环送入预加热段的底部,也可以将部分硫化物含量降低的吸附剂循环送入预加热段的底部,具体循环量可以根据再生反应器的处理量进行选择。经换热的硫化物含量降低的吸附剂根据换热方式,可以进一步进行冷却脱气后送入吸附器中,循环使用,也可以随再生物流进入还原反应段中进一步进行还原反应。优选采用间接换热的方式,将经换热的硫化物含量降低的吸附剂在还原反应段底部进行换热后送出再生反应器。
在另一种实施方式(下文称为第二实施方式)中,所述再生反应器为下行式反应器,如图2所示,包括中空的再生反应器主体201以及设置在再生反应器主体201内部的气固分离器202,再生反应器主体201的内部空间自上而下包括直筒段203和沉降段204,直筒段203的顶部开口,沉降段204的底部具有固相物料输出端口205,沉降段204的上部设置有气相物料输出端口206,用于对来自于直筒段203的气固混合物流进行分离,得到硫化物含量降低的吸附剂并通过固相物料输出端口205送出再生反应器,气固分离器202设置在沉降段204的侧上部,用于将沉降段204中产生的气流进行分离,得到再生尾气,将再生尾气通过气相物料输出端口206送出再生反应器,将分离出的固相物料送回沉降段204。
所述沉降段相对于直筒段而言内径增大,用于使由直筒段进入沉降段的气固混合物进行沉降分离。在实际运行时,进入直筒段203的还原性气体和吸附了硫化物的吸附剂在直筒段203中一起向下流动,在下行的同时进行还原反应。下行的还原性气体和吸附了硫化物的吸附剂通过直筒段203进入沉降段204,进行沉降分离,颗粒较大的吸附剂颗粒被分离出来,通过沉降段204底部的固相物料输出端口205离开再生反应器的内部空间,沉降段204中形成的气流进入气固分离器202中,将气流中夹带的小颗粒吸附剂分离出来,并将其送回沉降段204,分离出的气相物流为再生尾气,通过气相物料输出端口206被送出再生反应器。
根据本发明的第二实施方式,对于所述直筒段和所述沉降段的内径没有特别限定,可以根据再生反应器的处理量进行选择,以直筒段和沉降段能实现上述功能为准。从兼顾再生效果和分离效果的角度出发,所述直筒段的长度为H直筒,所述沉降段的长度为H沉降,H直筒:H沉降可以为1-10:1,优选为2.5-8:1,更优选为3-5:1,进一步优选为3.2-4:1。从进一步提高气固分离效果的角度出发,所述直筒段的内径与所述沉降段的内径的比值可以为1:1-80,优选为1:5-50,更优选为1:10-40,进一步优选为1:20-30。
根据本发明的第二实施方式,所述气相物料输出端口用于将气固分离器分离出的再生尾气送出再生反应器。一般地,所述气相物料输出端口设置在所述沉降段的上部。优选地,所述气相物料输出端口设置在所述沉降段与所述直筒段相接的部位。
根据本发明的第二实施方式,所述气固分离器设置在所述沉降段的侧上部,以利于收集在沉降段中分离形成的气流进行分离,并将分离出的气相物料作为再生尾气送入所述气相物料输出端口。
根据本发明的第二实施方式,所述气固分离器可以采用本领域常用的各种能从气流中分离出夹带的固体颗粒物的分离器。具体地,所述气固分离器可以为旋风分离器、粉尘过滤器中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的第二实施方式,所述沉降段的底部设置固相物料输出端口,用于将沉降段中分离出的吸附剂固相颗粒送出吸附器的内部空间。
根据本发明的第二实施方式,如图2所示,所述再生反应器的顶部具有帽型壳体207,再生反应器主体201的顶部插入帽型壳体207的内部空间,帽型壳体207的底部与再生反应器主体201的外周侧壁密封连接,帽型壳体207的内壁与插入其内部空间的再生反应器主体201的外壁之间形成环形空间,且帽型壳体207的顶部内壁与直筒段203的顶部开口之间留有空间,帽型壳体207上设置有固相物料输入端口208和气相原料输入端口209。
通过在再生反应器的顶部设置帽型壳体,并将吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体通过帽型壳体与再生反应器主体形成的环形空间送入再生反应器的直筒段中,能有效地提升再生效果。
所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径之间形成的环形空间的大小,可以根据再生反应器的处理量进行选择。优选地,所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径的比值为1.1-8:1。更优选地,所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径的比值为1.2-5:1。进一步优选地,所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径的比值为1.5-3:1。
以帽型壳体207与再生反应器主体201的外周侧壁的相接位置为基准,帽型壳体207内部空间的高度为H1,位于帽型壳体207内部空间的再生反应器主体201的高度(即,环形空间的高度)为H2,H1:H2可以为1.1-3:1,优选为1.2-2.5:1。从进一步提高再生效果的角度出发,H1:H2更优选为1.3-2:1,进一步优选为1.5-1.8:1。
在能获得较好的再生效果的条件下,从减小再生反应器的总体尺寸的角度出发,所述直筒段的长度为H直筒,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的长度为H2,H直筒:H2优选为2-8:1,更优选为2.5-5:1,进一步优选为3-4:1。
在第二种优选的实施方式中,以所述帽型壳体与所述再生反应器主体的外周侧壁的相接位置为基准,所述固相物料输入端口所处位置低于所述再生反应器主体的顶部,且高于所述气相原料输入端口所处位置。从进一步提高再生效果,降低再生过程中单质硫的生成量的角度出发,以所述帽型壳体与所述再生反应器主体外周侧壁的相接位置为基准,所述固相物料输入端口的高度为H3,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的高度为H2,H3:H2优选为0.05-1:1,更优选为0.1-0.9:1,进一步优选为0.4-0.8:1。所述气相原料输入端口优选设置在所述帽型壳体与所述再生反应器主体外周的相接部位。
在第二种实施方式中,固相物料输入端口优选为向上倾斜设置,这样有利于吸附了硫化物的吸附剂向上流动,进入环形空间。
从进一步提高进入环形空间的物料的均匀性的角度出发,优选在所述环形空间的相应位置设置气体分布器(如图2中的气体分布器210)和固体分布器,以使得进入再生反应器的直筒段的气相原料和固体吸附剂能分布均匀。所述气体分布器和所述固体分布器可以为常规选择。具体地,所述气体分布器和所述固体分布器各自可以为多孔板、格栅、支管式分布器和槽盘式分布器中的一种或两种以上的组合。
可以采用常用的各种方法将帽型壳体与再生反应器主体外周侧壁密封连接,例如:可以在帽型壳体的底部设置挡圈,所述挡圈的外圈与帽型壳体的内壁密封连接,或者与所述帽型壳体为一体成型;所述挡圈的内圈与所述再生反应器主体的外周侧壁密封连接,从而将帽型壳体与再生反应器主体的外周侧壁密封连接。所述挡圈可以为水平设置,也可以为倾斜设置。所述气相原料输入端口可以设置在所述挡圈上,此时优选将所述挡圈向上倾斜设置,这样能在环形空间的底部形成锥形空间,有利于气流的流动。
所述帽型壳体的顶部密封,可以为平顶。优选地,如图2所示,帽型壳体207的顶部为圆弧形,这样既有利于气流的流动,又能有效地避免在帽型壳体207的内壁上形成积尘。
在第二种实施方式中,可以将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体在再生反应器的外部加热至还原反应温度后送入再生反应器中进行接触反应。也可以将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体在再生反应器外部进行预热后,送入再生反应器的环形空间中,通过设置在环形空间中的加热装置将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体加热一起加热至还原反应温度。优选地,将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体在再生反应器的外部分别加热至还原反应温度后送入再生反应器中,例如:将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体在再生反应器的外部分别加热至400-600℃、优选加热至500-600℃、更优选加热至550-600℃后送入再生反应器的环形空间中。
在第二种实施方式中,加热吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体的方式可以为直接加热、间接换热中的一种或两种以上的组合。具体地,可以采用电加热、燃料加热和间壁式换热中的一种或两种以上的组合。在采用间接换热的方式进行加热时,部分加热介质可以为从再生反应器中输出的硫化物含量降低的吸附剂。
在第二种实施方式中,还原性气体与吸附了硫化物的吸附剂在环形空间以及直筒段中均进行接触。与直接将还原性气体和吸附了硫化物的吸附剂通过再生反应器顶部的开口送入再生反应器的内部空间进行吸附相比,将还原性气体和吸附了硫化物的吸附剂通过环形空间送入直筒段能获得明显提高的再生效果。一般地,还原性气体在所述环形空间内的平均停留时间与还原性气体在直筒段内的平均停留时间的比值可以为1.5-12:1。从进一步提高再生效果的角度出发,还原性气体在所述环形空间内的平均停留时间与还原性气体在直筒段内的平均停留时间的比值优选为1.8-10:1,更优选为2-8:1。
在第二种实施方式中,还原性气体在环形空间内的平均停留时间可以为0.1-200秒,优选为1-100秒,更优选为10-60秒,进一步优选为15-40秒,更进一步优选为15-35秒。
在第二种实施方式中,吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体在环形空间中形成类似气固密相接触的流化床,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度通常高于其在直筒段内的填装密度。优选地,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度为100-700kg/m3,如200-600kg/m3。从进一步提高再生效果的角度出发,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度更优选为250-500kg/m3,进一步优选为300-400kg/m3。可以通过调整气、固进料比例的方法来对吸附剂在环形空间和直筒段内的填装密度进行调控。
在第二种实施方式中,可以在常规条件下进行再生。一般地,直筒段以及环形空间内的温度可以为400-600℃,优选为500-600℃,更优选为550-600℃。直筒段以及环形空间内的压力可以为0.005-1MPa,优选为0.05-0.9MPa,更优选为0.08-0.5MPa,进一步优选为0.1-0.2MPa,所述压力为绝压。
采用第二种实施方式,将还原性气体与吸附了硫化物的吸附剂接触反应,能明显降低再生反应器的压降,同时仍然能获得较好的再生效果。
根据本发明的再生方法,所述还原性气体可以为常规选择,以能将吸附在吸附剂上的硫化物还原为准。一般地,所述还原性气体可以为本领域常用的足以将硫化物还原的气体,其具体实例可以包括但不限于氢气、一氧化碳、轻烃、干气的一种或两种以上。所述轻烃可以为C1-C5的烷烃、C1-C5的烯烃,优选为所述C1-C5的烷烃。所述轻烃的具体实例可以包括但不限于甲烷、乙烷、丙烷及其异构体、丁烷及其异构体、戊烷及其异构体中的一种或两种以上。所述干气优选为炼厂干气,如催化裂化尾气、催化重整尾气、加氢裂化尾气、延迟焦化尾气中的一种或两种以上。上述还原性气体不仅能将吸附剂上的硫化物还原,还能将吸附剂上的氮化物还原,从而同时降低吸附剂上的氮化物含量。
所述还原性气体可以单独使用,即直接将还原性气体与吸附了硫化物的吸附剂接触进行还原反应。也可以将还原性气体与至少一种载气一起送入再生反应器中,所述载气可以为常见的各种非活性气体,其具体实例可以包括但不限于氮气、零族元素气体(如氩气、氦气)中的一种或两种以上。在吸附剂上还吸附有氮化物时,优选不采用含有氮气的载气。所述载气的用量可以为常规选择,一般地,以所述还原性气体和载气的总量为基准,所述载气的含量可以为2-70体积%。
根据本发明的再生方法,可以对多种类型的固体吸附剂进行再生。具体地,所述吸附剂可以包括载体以及负载在所述载体上的活性金属组分。
所述载体可以为多孔无机物,例如可以为耐热无机氧化物、分子筛和粘土中的一种或两种以上。所述耐热无机氧化物的具体实例可以包括但不限于氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化锆中的一种或两种以上。所述粘土的具体实例可以包括但不限于高岭土、多水高岭土、蒙脱土、硅藻土、埃洛石、皂石、累托土、海泡石、凹凸棒石、水滑石和膨润土中的一种或两种以上。所述分子筛可以为微孔硅铝分子筛、微孔磷铝分子筛和介孔硅铝分子筛中的一种或两种以上,其具体实例可以包括但不限于Y型分子筛、X型分子筛、A型分子筛、L型分子筛、Beta型分子筛、FER型分子筛、MOR型分子筛、ZSM型分子筛、MCM型分子筛、SAPO分子筛、MCM型分子筛和SBA型分子筛中的一种或两种以上。
所述活性金属组分可以为常规选择。优选地,所述活性金属组分为选自元素周期表中第IA族金属、第IIIA族非铝金属、第IVA族金属、第VA族金属、第IB族金属、第IIB族金属、第VB族金属、第VIB族金属、第VIIB族金属和第VIII族非贵金属中的一种或两种以上,这样能同时吸附烟气中的硫化物和氮化物。具体地,所述活性金属组分为稀土金属元素、钠、钾、镓、锗、锑、铜、锌、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍中的一种或两种以上。
以所述吸附剂的总量为基准,所述活性金属组分的含量可以为常规选择。一般地,以所述吸附剂的总量为基准,以氧化物计,所述活性金属组分的含量可以为0.05-30重量%,优选为0.1-20重量%,更优选为0.5-10重量%,进一步优选为1-5重量%。
在本发明的一种优选的实施方式中,所述吸附剂为催化裂化催化剂,可以为新鲜催化裂化催化剂、待生催化裂化催化剂和再生催化裂化催化剂中的一种或两种以上的组合。所述新鲜催化裂化催化剂是指制备出来、可选的经水蒸汽老化的催化剂,所述新鲜催化裂化催化剂通常不含有积炭。所述待生催化裂化催化剂是指在催化裂化反应器中,与烃油反应后失活或部分失活,需要再生的催化剂,待生催化剂的积炭含量一般为0.8-1.2重量%。所述再生催化剂是指经过再生,活性得到恢复的催化剂,再生催化剂的积炭含量一般为0.8重量%以下,通常在0.01-0.2重量%的范围内。
在该优选的实施方式中,所述吸附剂含有载体以及负载在所述载体上的活性金属组分,所述活性金属组分含有碱金属元素以及稀土元素,以吸附剂的总量为基准,所述碱金属元素的含量为0.05-1重量%,优选为0.08-0.8重量%,更优选为0.1-0.5重量%,进一步优选为0.2-0.4重量%,所述稀土元素的含量为0.5-5重量%,更优选为1-4重量%,进一步优选为1.5-3.5重量%,更进一步优选为2-3重量%。所述碱金属元素可以为钠和/或钾,优选为钠。所述载体可以为耐热无机氧化物,优选为氧化硅和/或氧化铝,更优选为氧化硅和氧化铝,进一步优选地,以吸附剂的总量为基准,氧化硅的含量为20-80重量%,优选为30-60重量%,更优选为40-50重量%,氧化铝的含量为20-80重量%,优选为40-70重量%,更优选为50-60重量%。
根据本发明的再生方法,不仅能将吸附剂吸附的硫化物还原,而且能将吸附剂吸附的氮化物还原成为氮气,实现同时降低硫化物和氮化物的含量。
根据本发明的再生方法,从再生反应器中输出的再生尾气可以作为部分还原性气体循环使用。可以根据再生尾气中硫化氢和氮气的含量确定是否将再生尾气循环使用以及循环比例。从进一步提高再生效果的角度出发,优选将硫化氢含量为不高于20体积%(如5-20体积%),含有氮气时,氮气含量为不高于70体积%(如30-70体积%)的再生尾气作为部分还原性气体循环送入再生反应器中。循环的再生尾气与新鲜还原性气体的比例可以根据再生尾气中硫化氢以及可选的氮气的含量进行选择,以能满足还原反应的要求为准。优选地,循环的再生尾气与新鲜还原性气体的体积比可以为1:1-20。
采用本发明的再生方法对吸附了硫化物以及可选的氮化物的吸附剂进行再生,能有效地抑制再生过程中单质硫的生成,延长经再生的吸附剂的单程使用寿命(即,穿透时间),获得更好的吸附效果。
根据本发明的第二个方面,本发明提供了一种烟气净化方法,该方法包括将吸附剂与烟气接触,得到净化烟气以及待生吸附剂,将待生吸附剂进行再生,其中,所述再生采用本发明第一个方面所述的再生方法进行。所述再生的方法以及条件、吸附剂的种类以及组成在本发明第一个方面已经进行了详细的说明,此处不再详述。
根据本发明第二个方面所述的方法还可以同时吸附烟气中的氮化物,从而同时降低烟气中的硫化物和氮化物的含量。
根据本发明第二个方面所述的方法,可以对多种来源的烟气进行处理,以降低烟气的硫化物和/或氮化物含量。例如,所述工业锅炉(如热电厂的锅炉)烟气和/或催化裂化装置产生的烟气(一般为再生烟气)。烟气中的硫化物和氮化物的含量可以随烟气的来源而定,没有特别限定。烟气中的硫化物以硫氧化物为主,氮化物以氮氧化物为主。
根据本发明第二个方面所述的方法,可以在常规条件下将烟气与吸附剂接触,从而得到硫化物含量降低的烟气以及吸附了硫化物的吸附剂。例如,可以将烟气与吸附剂在流化床反应器、悬浮床反应器、移动床反应器、固定床反应器中的一种或两种以上的组合中进行接触。
作为一个实例,将烟气与吸附剂在流化床反应器中接触。接触的温度可以为50-400℃,优选为100-300℃;流化床反应器内的压力可以为0.001-0.2MPa,优选为0.005-0.1MPa,所述压力为绝压;烟气的重时空速可以为0.1-200h-1,优选为0.3-100h-1。
根据本发明第二个方面所述的方法,通过将吸附剂与烟气接触,得到硫化物和氮化物含量降低的净化烟气,同时得到吸附了硫化物和氮化物的待生吸附剂,将待生吸附剂采用本发明第一个方面所述的方法进行再生,得到再生吸附剂,并将至少部分再生的吸附剂循环用于与烟气进行接触。根据本发明的烟气净化方法,通过采用本发明的方法对待生吸附剂进行再生,能有效地延长再生吸附剂的单程使用寿命,并获得更好的吸附效果,从而有效地降低吸附装置的操作成本。
图3示出了根据本发明的烟气再生方法的一种优选的实施方式,在该实施方式中,再生反应器采用上行式流化床反应器。以下结合图3对该实施方式进行详细说明。
如图3所示,将吸附剂和烟气301送入吸附器A中进行接触,得到硫化物和氮化物含量降低的净化烟气303以及待生吸附剂。净化烟气303离开吸附器A,可以直接排放,也可以送入后续净化工序中进一步进行净化。
待生吸附剂通过待生吸附剂斜管304、待生滑阀305以及待生吸附剂斜管306到达再生反应器B的底部,在经还原性气体管路307送入的还原性气体的提升作用下,进入再生反应器B中,依次通过提升段B1和预热段B2,进入还原反应段B3的底部,与由还原性气体管路308送入的另一股还原性气体混合,并一起被加热至还原反应温度后,上行进入还原反应段B3进行还原反应。
由还原反应段B3输出的气固混合物上升进入沉降段B4中进行沉降分离,得到气相物流以及固相物流。
固相物流通过再生吸附剂管路309离开再生反应器B,进入气固分离罐C中,进行气固分离,得到再生尾气以及再生吸附剂。分离出的再生吸附剂进一步通过再生吸附剂斜管310、再生滑阀311以及再生吸附剂斜管312进入冷却器313中,被冷却至满足吸附器A的操作要求后,通过再生吸附剂进料管路314循环送入吸附器A中。
沉降段B4上升的气相物流进一步进入设置在沉降段B4顶部的气固分离器中,以将气相物流中夹带的固体颗粒分离出来,并将其送回沉降段中,分离出的再生尾气被送出再生反应器B。
由气固分离罐C输出的再生尾气通过再生尾气管路315进入混合器316中,与再生反应器B输出的再生尾气混合后,通过再生尾气管路317进入再生尾气组成检测器318中,检测其组成。在再生尾气的组成满足要求时,将三通阀319调节为与再生尾气循环管路320连通,将再生尾气与来自于新鲜还原性气体管路321的新鲜还原性气体在混合器302中混合后,经压缩机322增压后,作为还原性气体循环送入再生反应器B中。在再生尾气的组成无法满足要求时,将三通阀319调节为与再生尾气输出管路323连通,将部分再生尾气送出装置。
图4示出了根据本发明的烟气净化方法的一种更为优选的实施方式。该更为优选的实施方式与图3示出的实施方式的区别在于,设置再生吸附剂循环管路324以及再生吸附剂循环滑阀325,将再生反应器B输出的部分再生吸附剂送入预加热段B2的底部作为热源。
在再生反应器采用下行式再生反应器时,可以将图3和图4示出的实施方式中的上行式再生反应器用下行式再生反应器替换即可,限于篇幅,本文不再详述。
以下结合实施例详细说明本发明,但并不因此限制本发明的范围。
以下实施例和对比例中,以下实施例中,采用英国Kane公司的KM9106型综合烟气分析仪测定烟气的组成。采用再生尾气取样冷凝称量单质硫质量的方法测定再生尾气中单质硫的含量,计算再生过程中单质硫的生成率(以再生尾气中含硫物质的总量为基准)。
实施例1-16用于说明本发明。
实施例1-7
实施例1-7采用的烟气的组成如表1所示,采用的吸附剂为新鲜催化裂化催化剂(中国石化齐鲁催化剂厂生产,型号为MLC-500),其组成和性质在表2中列出。
表1
组分 | SO<sub>x</sub> | NO<sub>x</sub> | N<sub>2</sub> | O<sub>2</sub> | H<sub>2</sub>O | CO<sub>2</sub> |
含量/体积% | 0.18 | 0.065 | 73.5 | 4.5 | 10 | 11.8 |
表2
实施例1-7中,将氢气和氩气的混合气配制具有不同硫化氢含量(如表3所示)的还原性气体用于再生,其中,硫化氢和氢气的总含量为30体积%,硫化氢的含量如表3所示。
实施例1-7采用图1示出的再生反应器,该再生反应器由下至上依次包括提升段、预加热段、还原反应段以及沉降段,提升段、预加热段、还原反应段和沉降段的内径的比值为1:1.5:2:3,提升段的内径为1000mm;提升段、预加热段、还原反应段和沉降段的高度的比值为2:1.5:1:1,还原反应段的高度为2500mm。
实施例1-7采用的吸附器为固定流化床反应器,吸附器内的温度为200℃,压力为常压(即,1标准大气压),烟气的重时空速为100h-1。
具体操作流程为:将吸附剂装填在固定流化床反应器中进行吸附,检测从固定流化床反应器中输出的净化烟气的组成,计算硫化物和氮化物的脱除率,当硫化物和氮化物中的一者的脱除率低于90%时,将吸附剂从反应器中卸出,并送入图1示出的再生反应器中进行再生后,将再生吸附剂重新装填在固定流化床反应器中作为吸附剂对烟气进行净化,从而评价再生吸附剂的吸附性能。
再生反应器的操作条件如下:
(1)进入提升段的还原性气体与进入还原反应段的底部的还原性气体的体积比为1:2.5,进入再生反应器的还原性气体的温度为50℃,进入提升段的待生吸附剂的温度为200℃;
(2)预加热段内的温度为400℃;
(3)还原反应段中的温度为550℃,压力为0.11MPa(绝压),还原性气体在还原反应段中的线速度为0.2m/s,待生吸附剂在还原反应段内的填装密度为300kg/m3。
表3列出了再生吸附剂的吸附性能。
表3
1:穿透时间:定义为对目标污染物的脱除率低至90%时的吸附运转时间,其中,新鲜吸附剂的穿透时间为390-420s;2:对目标污染物的脱除率:吸附剂对目标污染物吸附量与烟气中目标污染物的含量之比。
3:吸附容量:定义为单位吸附剂吸附的氮化物或者硫化物的量,其中,新鲜吸附剂对二氧化硫的吸附容量为77mg/g,对氮氧化物的吸附容量为15mg/g。
对比例1-7
采用与实施例1相同的方法对烟气进行净化,并采用与实施例1相同的方法测定再生吸附剂的吸附性能,不同的是,采用的再生反应器不包括提升段和预加热段,其内部空间与图1所示的再生反应器的还原反应段相同,将待生吸附剂由再生反应器的中部(以再生反应器的底部为基准,待生吸附剂入口所处位置的高度与再生反应器的总高度的比值为0.5)送入再生反应器中,将还原性气体由再生反应器的底部送入再生反应器中,与待生吸附剂逆流接触,从而将待生吸附剂再生,其中,进入再生反应器的待生吸附剂的温度为200℃,进入再生反应器的还原性气体将待生吸附剂加热至还原反应温度。再生反应器的操作条件与实施例1-7中还原反应段的操作条件相同,得到的再生吸附剂的吸附性能在表4中列出。
表4
对比例8-14
采用与对比例1-7相同的方法对待生吸附剂进行再生,不同的是,送入再生反应器的待生吸附剂和还原性气体的温度均为550℃,得到的再生吸附剂的吸附性能在表5中列出。
表5
由表3表5至可以看出,采用本发明的方法对待生吸附剂进行再生,能有效地抑制再生过程中单质硫的生成,提高再生吸附剂的吸附性能,延长再生吸附剂的穿透时间。
实施例8
采用与实施例2相同的方法对烟气进行净化并对待生吸附剂进行再生,不同的是,预加热段内的温度为250℃
实施例9
采用与实施例2相同的方法对烟气进行净化并对待生吸附剂进行再生,不同的是,采用的再生反应器不包括预加热段。
实施例10
采用与实施例2相同的方法对烟气进行净化并对待生吸附剂进行再生,不同的是,提升段和还原反应段的高度的比值为1:1,提升段和还原反应段的内径的比值为1:1.5,得到的再生吸附剂的吸附性能在表6中列出。
实施例11
采用与实施例2相同的方法对烟气进行净化并对再生吸附剂的性能进行评价,不同的是,采用图2示出的再生反应器,其结构参数如下:
直筒段的内径为15mm,直筒段的长度为2000mm,位于帽型壳体内部空间的反应器主体的长度为500mm,沉降段的内径为300mm,长度为600mm;
帽型壳体的内径为50mm(直筒段的外径为20mm);以帽型壳体与再生反应器主体的外周侧壁的相接位置为基准,所述帽型壳体内部空间的高度为H1,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的高度(即,环形空间的高度)为H2,待生吸附剂输入端口的高度为H3,H1:H2=1.5:1,H3:H2=0.8:1;还原性气体输入端口设置在帽型壳体与反应器主体外周的相接部位。
具体操作流程为:将待生吸附剂通过待生吸附剂输入端口送入再生反应器中,同时将还原性气体气通过还原性气体输入端口送入再生反应器中,进行再生,通过沉降段4底部的固相物料输出端口5再生吸附剂,具体操作条件如下:
进入再生反应器的环形空间内的待生吸附剂和还原性气体的温度分别为550℃;环形空间内的压力为110kPa,还原性气体在再生反应器内的总停留时间为65s,在环形空间内的停留时间为50s,待生吸附剂在环形空间内的填装密度为250kg/m3。
再生吸附剂的吸附性能在表6中列出。
表6
实施例12
本实施例采用的烟气的组成如表7所示,采用的吸附剂为催化裂化催化剂(中国石油兰州石化公司催化剂厂生产,型号为LDO-70),其组成和性质在表8中列出。
表7
组分 | SO<sub>x</sub> | NO<sub>x</sub> | N<sub>2</sub> | O<sub>2</sub> | H<sub>2</sub>O | CO<sub>2</sub> |
含量/体积% | 0.16 | 0.058 | 73.5 | 4.5 | 10.1 | 11.97 |
表8
实施例12中,将甲烷和氩气与硫化氢和氮气混合配制还原性气体,其中,甲烷的含量为25体积%,硫化氢的含量为5体积%,氮气的含量为68体积%,余量为氩气。
实施例12采用图1示出的再生反应器,该再生反应器由下至上依次包括提升段、预加热段、还原反应段以及沉降段,提升段、预加热段、还原反应段和沉降段的内径的比值为1:1.8:2.5:3,提升段的内径为1500mm;提升段、预加热段、还原反应段和沉降段的高度的比值为2:1.3:1:2,还原反应段的高度为2800mm。
实施例12采用的吸附器为固定流化床反应器,吸附器内的温度为220℃,压力为常压(即,1标准大气压),烟气的重时空速为0.5h-1。
具体操作流程同实施例1。再生反应器的操作条件如下:
(1)进入提升段的还原性气体与进入还原反应段的底部的还原性气体的体积比为1:3,进入再生反应器的还原性气体的温度为70℃,进入提升段的待生吸附剂的温度为200℃;
(2)预加热段内的温度为450℃;
(3)还原反应段中的温度为580℃,压力为0.11MPa(绝压),还原性气体在还原反应段中的线速度为0.15m/s,待生吸附剂在还原反应段内的填装密度为390kg/m3。
表10列出了再生吸附剂的吸附性能以及再生反应器的压降。
实施例13
采用与实施例12相同的方法对烟气进行净化并对再生吸附剂的性能进行评价,不同的是,采用图2示出的再生反应器(同实施例11)。
具体操作流程为:将待生吸附剂通过待生吸附剂输入端口送入再生反应器中,同时将还原性气体气通过还原性气体输入端口送入再生反应器中,进行再生,通过沉降段4底部的固相物料输出端口5再生吸附剂,具体操作条件在表9中列出,再生吸附剂的吸附性能在表10中列出。
实施例14
采用与实施例13相同的方法对烟气进行净化并对待生吸附剂进行再生,不同的是,位于帽型壳体内部空间的反应器主体的长度为300mm(H1:H2=2.5:1),相应降低待生吸附剂输入端口的高度,保持H3:H2=0.8:1,具体操作条件在表9中列出。
实施例15
采用与实施例13相同的方法对烟气进行净化并对待生吸附剂进行再生,不同的是:再生反应器的直筒段的内径为50mm,直筒段的长度为3000mm,位于所述帽型壳体内部空间的反应器主体的长度为1000mm,沉降段的内径为1000mm,长度为800mm;
帽型壳体的内径为100mm(直筒段的外径为60mm);以帽型壳体与再生反应器主体的外周侧壁的相接位置为基准,所述帽型壳体内部空间的高度为H1,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的高度为H2,所述待生吸附剂输入端口的高度为H3,H1:H2=1.6:1,H3:H2=0.4:1;还原性气体输入端口设置在所述帽型壳体与所述再生反应器主体外周的相接部位,具体操作条件在表9中列出。
实施例16
采用与实施例13相同的方法对烟气进行净化并对待生吸附剂进行再生,不同的是:待生吸附剂在环形空间内的填装密度为200kg/m3,具体操作条件在表9中列出。
表9
表10
表10的结果表明,采用下行式再生反应器对吸附剂进行再生,能有效地降低反应器压降,从而降低操作能耗,并且仍然能抑制单质硫生成,获得较好的再生效果。
将实施例13与实施例14进行比较可以看出,通过在下行式再生反应器的上部设置环形空间并使得环形空间具有适宜的高度,能有效地提升再生效率,获得更好的再生效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (77)
1.一种吸附剂再生方法,该方法包括:将吸附了硫化物的吸附剂送入再生反应器中,与还原性气体接触,将所述吸附剂吸附的至少部分硫化物还原,得到硫化物含量降低的吸附剂以及再生尾气,其中,将吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体以并流的方式送入再生反应器的还原反应段中,进行还原反应,进入还原反应段的吸附了硫化物的吸附剂的温度以及还原性气体的温度各自为还原反应所需的温度,或者在还原反应段中将吸附了硫化物的吸附剂和还原性气体加热至还原反应所需温度。
2.根据权利要求1所述的再生方法,其中,所述再生反应器包括提升段、还原反应段以及沉降段,将至少部分还原性气体作为提升介质送入提升段中,将吸附了硫化物的吸附剂由提升段提升至还原反应段的底部,可选地与剩余部分还原性气体汇合并加热至还原反应温度后,进入还原反应段中进行还原反应,还原反应段输出的气固混合物进入沉降段中,分离得到硫化物含量降低的吸附剂以及再生尾气。
3.根据权利要求2所述的再生方法,其中,所述提升段的高度不小于所述还原反应段的高度。
4.根据权利要求3所述的再生方法,其中,所述还原反应段的高度与所述提升段的高度的比值为1:1-3。
5.根据权利要求4所述的再生方法,其中,所述还原反应段的高度与所述提升段的高度的比值为1:1.5-2.5。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的再生方法,其中,所述还原反应段的内径大于所述提升段的内径。
7.根据权利要求6所述的再生方法,其中,所述提升段的内径与所述还原反应段的内径的比值为1:1.5-4。
8.根据权利要求7所述的再生方法,其中,所述提升段的内径与所述还原反应段的内径的比值为1:2-3.5。
9.根据权利要求8所述的再生方法,其中,所述提升段的内径与所述还原反应段的内径的比值为1:2-2.5。
10.根据权利要求2-5中任意一项所述的再生方法,其中,所述再生反应器还包括预加热段,所述预加热段设置在所述提升段和所述还原反应段之间。
11.根据权利要求10所述的再生方法,其中,所述提升段、所述预加热段和所述还原反应段相接设置。
12.根据权利要求10所述的再生方法,其中,所述提升段的内径与所述预加热段的内径的比值为1:1.2-3。
13.根据权利要求12所述的再生方法,其中,所述提升段的内径与所述预加热段的内径的比值为1:1.5-2。
14.根据权利要求10所述的再生方法,其中,所述预加热段的高度不小于所述还原反应段的高度。
15.根据权利要求14所述的再生方法,其中,所述预加热段的高度与所述还原反应段的高度的比值为1-2:1。
16.根据权利要求10所述的再生方法,其中,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为250-500℃。
17.根据权利要求16所述的再生方法,其中,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为300-480℃。
18.根据权利要求17所述的再生方法,其中,所述预加热段的加热条件使得由预加热段输出的气固混合物流的温度为350-460℃。
19.根据权利要求2-5中任意一项所述的再生方法,其中,进入提升段的吸附了硫化物的吸附剂的温度为150-300℃。
20.根据权利要求19所述的再生方法,其中,进入提升段的吸附了硫化物的吸附剂的温度为150-250℃。
21.根据权利要求2-5中任意一项所述的再生方法,其中,所述还原反应温度为400-600℃。
22.根据权利要求21所述的再生方法,其中,所述还原反应温度为500-600℃。
23.根据权利要求2-5中任意一项所述的再生方法,其中,所述还原反应段内的压力为0.1-0.3MPa,所述压力为绝压。
24.根据权利要求23所述的再生方法,其中,所述还原反应段内的压力为0.105-0.2MPa,所述压力为绝压。
25.根据权利要求24所述的再生方法,其中,所述还原反应段内的压力为0.11-0.15MPa,所述压力为绝压。
26.根据权利要求2-5中任意一项所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述还原反应段内的线速度为0.1-0.9m/s。
27.根据权利要求26所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述还原反应段内的线速度为0.1-0.5m/s。
28.根据权利要求27所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述还原反应段内的线速度为0.12-0.4m/s。
29.根据权利要求28所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述还原反应段内的线速度为0.15-0.3m/s。
30.根据权利要求10所述的再生方法,其中,所述再生反应器还包括再生吸附剂循环管路,用于将从所述还原反应段输出的再生吸附剂送入预加热段的底部,加热预加热段底部的进料。
31.根据权利要求1所述的再生方法,其中,所述再生反应器包括中空的再生反应器主体以及设置在所述再生反应器主体内部的气固分离器,所述再生反应器主体的内部空间自上而下包括直筒段和沉降段,所述直筒段的顶部开口,所述沉降段的底部具有固相物料输出端口,所述沉降段的上部设置有气相物料输出端口,用于对来自于直筒段的气固混合物流进行分离,得到硫化物含量降低的吸附剂并通过所述固相物料输出端口送出再生反应器,所述气固分离器设置在所述沉降段的侧上部,用于将沉降段中产生的气流进行分离,得到再生尾气,将再生尾气通过所述气相物料输出端口送出再生反应器,将分离出的固相物料送回沉降段,
所述再生反应器的顶部具有帽型壳体,所述再生反应器主体的顶部插入所述帽型壳体的内部空间,所述帽型壳体的底部与所述再生反应器主体的外周侧壁密封连接,所述帽型壳体的内壁与插入其内部空间的再生反应器主体的外壁之间形成环形空间,且所述帽型壳体的顶部内壁与所述直筒段的顶部开口之间留有空间,所述帽型壳体上设置有固相物料输入端口和气相原料输入端口,以所述帽型壳体与所述吸附器主体的外周侧壁的相接位置为基准,所述固相物料输入端口所处位置低于所述再生反应器主体的顶部,且高于所述气相原料输入端口所处位置;
所述吸附了硫化物的吸附剂由所述固相物料输入端口进入所述环形空间,所述还原性气体由所述气相原料输入端口进入所述环形空间。
32.根据权利要求31所述的再生方法,所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径的比值为1.1-8:1。
33.根据权利要求32所述的再生方法,所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径的比值为1.2-5:1。
34.根据权利要求33所述的再生方法,所述帽型壳体的内径与插入其内部空间的再生反应器主体的外径的比值为1.5-3:1。
35.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,以所述帽型壳体与所述再生反应器主体外周侧壁的相接位置为基准,所述固相物料输入端口的高度为H3,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的高度为H2,H3:H2为0.05-1:1。
36.根据权利要求35所述的再生方法,其中,H3:H2为0.1-0.9:1。
37.根据权利要求36所述的再生方法,其中,H3:H2为0.4-0.8:1。
38.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述气相原料输入端口设置在所述帽型壳体与所述再生反应器主体外周的相接的部位。
39.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,以所述帽型壳体与所述再生反应器主体的外周侧壁的相接位置为基准,所述帽型壳体内部空间的高度为H1,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的高度为H2,H1:H2为1.1-3:1。
40.根据权利要求39所述的再生方法,其中,H1:H2为1.3-2:1。
41.根据权利要求40所述的再生方法,其中,H1:H2为1.5-1.8:1。
42.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述直筒段的长度为H直筒,位于所述帽型壳体内部空间的再生反应器主体的长度为H2,H直筒:H2为2-8:1。
43.根据权利要求42所述的再生方法,其中,H直筒:H2为2.5-5:1。
44.根据权利要求43所述的再生方法,其中,H直筒:H2为3-4:1。
45.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述直筒段的长度为H直筒,所述沉降段的长度为H沉降,H直筒:H沉降为1-10:1。
46.根据权利要求45所述的再生方法,其中,H直筒:H沉降为2.5-8:1。
47.根据权利要求46所述的再生方法,其中,H直筒:H沉降为3-5:1。
48.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述直筒段的内径与所述沉降段的内径的比值为1:1-80。
49.根据权利要求48所述的再生方法,其中,所述直筒段的内径与所述沉降段的内径的比值为1:5-50。
50.根据权利要求49所述的再生方法,其中,所述直筒段的内径与所述沉降段的内径的比值为1:10-40。
51.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述气相物料输出端口设置在所述直筒段与所述沉降段相接的部位。
52.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述环形空间内的平均停留时间与还原性气体在直筒段内的平均停留时间的比值为1.5-12:1。
53.根据权利要求52所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述环形空间内的平均停留时间与还原性气体在直筒段内的平均停留时间的比值为1.8-10:1。
54.根据权利要求53所述的再生方法,其中,所述还原性气体在所述环形空间内的平均停留时间与还原性气体在直筒段内的平均停留时间的比值为2-8:1。
55.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,还原性气体在直筒段内的平均停留时间为0.1-200秒。
56.根据权利要求55所述的再生方法,其中,还原性气体在直筒段内的平均停留时间为1-100秒。
57.根据权利要求56所述的再生方法,其中,还原性气体在直筒段内的平均停留时间为10-60秒。
58.根据权利要求57所述的再生方法,其中,还原性气体在直筒段内的平均停留时间为15-40秒。
59.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度为100-700kg/m3。
60.根据权利要求59所述的再生方法,其中,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度为200-600kg/m3。
61.根据权利要求60所述的再生方法,其中,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度为250-500kg/m3。
62.根据权利要求61所述的再生方法,其中,吸附了硫化物的吸附剂在环形空间内的填装密度为300-400kg/m3。
63.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,进入所述环形空间的吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体的温度各自为400-600℃。
64.根据权利要求63所述的再生方法,其中,进入所述环形空间的吸附了硫化物的吸附剂以及还原性气体的温度各自为500-600℃。
65.根据权利要求31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述环形空间内的压力为0.005-1MPa,所述压力为绝压。
66.根据权利要求65所述的再生方法,其中,所述环形空间内的压力为0.05-0.9MPa,所述压力为绝压。
67.根据权利要求66所述的再生方法,其中,所述环形空间内的压力为0.08-0.5MPa,所述压力为绝压。
68.根据权利要求67所述的再生方法,其中,所述环形空间内的压力为0.1-0.2MPa,所述压力为绝压。
69.根据权利要求1-5和31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述吸附了硫化物的吸附剂还吸附有氮化物。
70.根据权利要求1-5和31-34中任意一项所述的再生方法,其中,该方法还包括将所述再生尾气作为还原性气体循环送入所述再生反应器中。
71.根据权利要求70所述的再生方法,其中,所述再生尾气含有硫化氢以及可选的氮气,将硫化氢的含量为不高于20体积%,含有氮气时,氮气的含量为不高于70体积%的再生尾气作为还原性气体循环送入所述再生反应器中。
72.根据权利要求71所述的再生方法,其中,将硫化氢的含量为5-20体积%,含有氮气时,氮气的含量为30-70体积%的再生尾气作为还原性气体循环送入所述再生反应器中。
73.根据权利要求70所述的再生方法,其中,循环的再生尾气与新鲜还原性气体的体积比为1:1-20。
74.根据权利要求1-5和31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述吸附剂为催化裂化催化剂。
75.根据权利要求74所述的再生方法,其中,所述吸附剂为新鲜催化裂化催化剂、待生催化裂化催化剂和再生催化裂化催化剂中的一种或两种以上。
76.根据权利要求1-5和31-34中任意一项所述的再生方法,其中,所述还原性气体为选自氢气、一氧化碳、轻烃和干气中的一种或两种以上。
77.一种烟气净化方法,该方法包括将吸附剂与烟气接触,得到净化烟气以及待生吸附剂,将待生吸附剂进行再生,其特征在于,所述再生采用权利要求1-76中任意一项所述的再生方法进行。
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