CN1089018C - 含铬废催化剂作为脱硫剂的应用方法 - Google Patents

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一种含铬废催化剂作为脱硫剂的应用方法，包括废催化剂的破碎、筛分、水煮、干燥、活化、吸收、再生等步骤，该法以废治废，大大降低了脱硫成本。

Description

含铬废催化剂作为脱硫剂的应用方法
本发明属于一种烟道气干法脱硫的方法，具体涉及一种含铬废催化剂作为脱硫剂的应用方法。
化石燃料燃烧废气(或称烟道气)含有SOx，采用干法脱硫是目前的发展趋势。环境工程(1995.10，VOL 13，NO5)公开了一篇《流化床CuO烟气脱硫试验研究》，脱硫原理是CuO与SOx生成硫酸盐，吸收剂CuO在反应器中呈固定床状态，也可以采用流化床CuO工艺，吸收剂在反应器内呈流化床状态。失效的吸收剂CuO可用氢气、甲烷一氧化碳等气再生后循环使用，在此再生过程中，得到富含SO2的混合气，以便硫的回收。其缺点是作为吸收剂的CuO成本高。
本发明的目的在于开发一种降低成本、以废冶废的以含铬废催化剂作为脱硫吸收剂的应用方法。
含铬废催化剂作为脱硫吸收剂的应用方法如下：
1.视含铬废催化剂粒度大小决定是否需要破碎操作，无论是否经过破碎，均需通过筛分除去粉化部分，以降低床层压降；
2.视中毒类型及程度，选用合适的前处理方法及活化条件，一般可采用水煮除去SiO2/K2O/Na2O等表面覆盖物，然后干燥，活化；
3.经过前处理，活化的废催化剂与烟道气接触催化脱除烟道气中的SOx；
4.吸附饱和的脱硫剂进行再生，再生气体既可用还原性气体，硫以SO2或S的形式放出，也可用氧化性气体，硫以SO3的形式放出；
5.脱硫和再生既可用固定床，亦可用移动床，采用固定床时需两组交替使用，一组脱硫，另一组再生，每组床的数目取决于所处理烟道气的流量和催化床的体积；采用移动床时，通过控制脱硫剂在移动床中移动的速度可保证一定的脱硫率。
所述的含铬废催化剂为失效的中温变换Fe2O3/Cr2O3催化剂，不同型号的中变催化剂的组成如下：
        Fe2O3  Cr2O3  MgO        K2O       CaO
B104    50-60    7-9      17-20      0.5-0.7
B106    65-70    12-14    3.5-4.5    0.2-0.9    0.7-0.9
B107    70-72    10-12
WB-I   66-70    10-12    2.5-2.5    0.5-0.8
上述废催化剂的活化温度为300-650℃，脱硫剂与烟气中SO2的反应温度为250-500℃，脱附再生温度为400-650℃。再生气氛既可以用还原性气体，亦可用氧化性气体。还原性气体(CO、H2、CH4等等)再生时，需配以水蒸气保护(H2O/CO＝3-5摩尔比)，或采用惰性气体冲稀，防止CO将氧化铁还原成元素铁。硫以SO2释放出来，既可生产高浓度SO2，也可将其转化成SO3，或还原成元素硫。氧化性气体(如空气、氧气等等)再生时，硫以SO3释放出来，可用水或稀硫酸吸收制硫酸。
图1为移动床脱硫的流程图。
如图所示，1为反应器，2为再生器，A为净化前烟气，B为净化后烟气，C为新鲜脱硫剂，D为再生尾气，E为再生气。
工业烟道气A通过脱硫反应器1，与脱硫剂逆流接触反应，烟气中绝大部分SO2被吸收脱除，净化后烟气B放空。再生新鲜脱硫剂C从脱硫反应器1上部连续加入，首先与出口烟道气B反应，保证排放尾气低的SO2浓度，脱硫剂下行过程中，对SO2的催化吸收渐趋饱和，到达出口，从再生器2的顶部加入再生，分解产生的含硫气体被再生气口带去加以回收，下行至出口与不含硫的气体接触保证再生完全，然后去脱硫器顶部，借助调节移动床中脱硫剂的移动速度，可维持一定的脱硫率。
实施例1
实验室固定床反应器，反应器内径10mm，装填使用两年后卸下的废合成氨中温变换催化剂B104，未活化，反应器温度恒定370℃，模拟烟气含SO2 500PPm，O2 5％，平衡N2流量330ml/min，催化剂装填量1.5g，催化吸收脱除烟气中85％以上的SO2可维持8.2小时，尔后再生4小时(温度580℃，再生气5％ O2 95％N2)，后进行第二次吸收操作，同样的烟气成份，流量，催化吸收脱除烟气中85％以上的SO2可维持7.1小时。
实施例2
实验室固定床反应器，反应器内径10mm，装填使用两年后卸下废合成氨中温变换催化剂B106，首先450℃活化1小时(活化气体5％O2+95％N2)。然后进行吸收脱硫反应，反应器温度恒定370℃，模拟烟气含SO2 500PPm，O 25％，流量330ml/min，催化剂装填量1.5g，催化吸收脱除烟气中85％以上的SO2可维持10.5小时，尔后再生4小时(温度580℃，再生气5％O2+95％N2)，后进行第二次操作，同样的烟气成份，流量，催化吸收脱除烟气中85％以上的SO2可维持9.8小时。
实施例3
实验室固定床反应器，反应器内径10mm，装填使用两年后卸下废合成氨中温变换催化剂B107，首先沸水煮0.5小时，110℃烘2小时，450℃活化1小时(活化气体5％O2+95％N2)，反应器温度恒定370℃，模拟烟气含SO2500PPm，O2 5％，平衡N2流量330ml/min，催化剂装填量1.5g，催化吸收脱除烟气中85％以上的SO2可维持11.1小时，尔后再生4小时(温度580℃，再生气5％O2平衡气N2)，后进行第二次吸收操作，同样的烟气成份，流量，催化吸收脱除烟气中85％以上的SO2可维持10.7小时。
本发明的最大优点在于以废弃的含铬催化剂为脱硫，大大降低了脱硫成本，达到以废治废的目的。

Claims (2)

1.一种含铬废催化剂作为脱硫剂的应用方法，其特征在于包括如下步骤：
(1).视含铬废催化剂粒度大小决定是否需要破碎操作，无论是否经过破碎，均需通过筛分除去粉化部分，以降低床层压降；
(2).视中毒类型及程度，选用合适的前处理方法及活化条件，采用水煮除去SiO2/K2O/Na2O表面覆盖物，然后干燥，活化；
(3).经过前处理，活化的废催化剂与烟道气接触催化脱除烟道气中的SOx；
(4).吸附饱和的脱硫剂进行再生，再生气体既可用还原性气体，硫以SO2或S的形式放出，也可用氧化性气体，硫以SO3的形式放出；
(5).脱硫和再生既可用固定床，亦可用移动床，采用固定床时需两组交替使用，一组脱硫，另一组再生，每组床的数目取决于所处理烟道气的流量和催化床的体积；采用移动床时，通过控制脱硫剂在移动床中移动的速度可保证一定的脱硫率。
2.如权利要求1所述的含铬废催化剂作为脱硫剂的应用方法，其特征在于所述的催化剂活化温度为300-600℃，吸收反应温度为250-500℃，再生温度为400-650℃。
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