CN110479094A - 一种脱硫催化剂以及基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统 - Google Patents

一种脱硫催化剂以及基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱硫催化剂以及基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，所述脱硫催化剂通过如下步骤制得：a.活性炭清洗除杂步骤；b.活性炭载体改性步骤；c.浸渍制备催化剂前体物；d.催化剂前体物焙烧制成品。本发明以干法脱硫为基础，采用炭材料为载体，使得制备成功的活性炭脱硫催化剂不仅具有吸附能力，对硫酸还有一定的储存能力，尤其对SO2具有良好的催化能力，将脱硫过程变为硫酸生产过程。和以往脱硫催化剂相比，本发明采用了更加经济的过渡金属氧化物材料，降低了脱硫催化剂的成本；通过对活性炭颗粒进行碱性改性，其微孔表面和微孔容积都有所增加，同时表面含氧官能团的量减少了29％～58％，即在中性条件下氧化还原能力增强。

Description

一种脱硫催化剂以及基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统
技术领域
本发明属于干法脱硫处理技术领域，尤其是涉及一种脱硫催化剂以及基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统。
背景技术
常用的烟气脱硫技术主要有湿法脱硫，半干法脱硫和干法脱硫。
湿法脱硫工艺是净化烟气中SO2的应用最广泛的方法，目前在国内外燃煤发电厂中湿法烟气脱硫占总烟气脱硫的85％左右并有逐年增加的趋势，在我国中小型燃煤锅炉中，湿法烟气脱硫占98％以上。常用的湿法脱硫方法有石灰石/石灰-石膏法、双碱法、氧化镁法、氨法、磷铵复合法(PAFP法)和海水洗涤法等。石灰石/石灰-石膏因其技术成熟、操作简单、原料丰富成本低和钙利用率高等优点，是我国应用最广泛的烟气脱硫技术。但是，湿法烟气处理过程中低温饱和湿烟气的排放会带来几个环境问题：烟气温度低于酸露点，会有酸性液滴从烟气中凝结出来，既污染环境又腐蚀设备；湿烟气的温度比较低，抬升高度较小，会造成地面污染浓度相对较高；湿烟气含有大量水蒸气，处于饱和状态，排出的烟气会因水蒸气的凝结而使烟羽呈白色，称为“白色烟羽”；烟气中携带的少量浆液随水汽在一定区域内飘落，沉积在地面干燥后成白色石膏斑点，又称为“石膏雨”。这些都会对人类生活和生态环境都带来了极大的危害。
半干法烟气脱硫是利用氧化钙加水制成氢氧化钙悬浮液与烟气接触反应，去除烟气中的硫化气态污染物的方法。常用的半干法主要包括喷雾干燥法(SDA)、循环流化床法和气旋浮式半干法(GSA)。半干法在脱硫过程中其脱硫效果一般，不适用于高硫煤，排出的烟气含尘量大等缺点，也使得其应用受到一定限制。
干法烟气脱硫指脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行的烟气脱硫技术。该法具有无废水和废酸排出，对环境不会造成二次污染，与生态文明建设相符合。干法烟气脱硫技术主要有活性炭法和电子束辐照法(EBAP法)。EBAP法是利用电子束辐照烟气，将烟气中的二氧化硫转化成硫酸铵的一种烟气脱硫技术，其优点在于脱硫效果好，操作简单无二次污染。缺点是耗电量大、技术含量高、运行维护工作量大等。活性炭法脱硫的原理主要是炭材料对SO2的吸附。烟气中无水蒸汽和O2存在时，主要发生物理吸附，吸附量较小。当烟气中有水蒸汽和O2存在时，首先在活性炭表面发生物理吸附，随后水蒸汽、O2和SO2在活性炭表面催化氧化为硫酸，增大吸附SO2的同时也有硫酸副产物产生。但仍存在，碳基吸附效率较低、催化转化能力较弱、催化剂再生的难题。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷公开了一种能够实现炭基高效吸附、催化转化以及材料的高效再生的脱硫催化剂。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种脱硫催化剂，所述脱硫催化剂通过如下步骤制得：a.活性炭清洗除杂步骤，将活性炭清洗除杂，然后烘干，冷却，得到活性颗粒；b.活性炭载体改性步骤，在步骤a所得的活性颗粒中加入碱性溶液，搅拌1-3h，然后再浸泡5-7h，用水清洗至清洗液pH值在 6.5-7.5之间，取出烘干，冷却，得到经预处理的改性活性炭载体；c.浸渍制备催化剂前体物，将步骤b所得的预处理后的改性活性炭载体浸渍在Fe(NO3)3和/或Cu(NO3)2混合溶液中，搅拌1-3h后，静置12-36h，取出烘干，得到催化剂前体物；d.催化剂前体物焙烧制成品，将步骤c所得的催化剂前体物焙烧4-6h，焙烧温度50-150℃，获得脱硫催化剂。
脱硫催化剂的制备过程中，清洁干燥的活性颗粒经碱性溶液改性处理后，其微孔表面和微孔容积都有所增加，同时表面含氧官能团的量减少了29％～58％，即在中性条件下氧化还原能力增强。同时，采用过量浸渍法将改性活性炭载体浸渍在Fe(NO3)3或Cu(NO3)2混合溶液中，经碱性溶液改性后活性炭表面附着大量羟基自由基，从而利于过渡金属铜、铁离子与羟基反应生成氢氧化物沉淀附着于活性炭基体上，即是利于金属离子在活性炭表面的附着，增加了制得催化剂的活性及稳定性。实现了将过渡金属铁铜固化于活性炭载体之上，使得催化剂同时具备过渡金属和多孔材料的催化性能，进一步提升了制得催化剂的催化效果。并且，经烘干和焙烧处理，完成了对活性炭颗粒上附着的过渡金属元素与碳基的固化，从而提升了本催化剂的稳定性。通过本方法制备成功的活性炭不仅具有的吸附能力，对硫酸还有一定的储存能力，重要的是对SO2具有良好的催化能力，将脱硫过程变为硫酸生产过程。
根据一个优选的实施方式，步骤a中，所述活性炭为柱状结构，柱状颗粒活性炭的直径为3.5-4.5mm，长度为6-10mm。恰当的活性炭颗粒尺寸有助于活性炭颗粒的制备，同时，能够保证活性炭颗粒铺设成层时不会出现大空隙的情形，有助于完成对烟气中二氧化硫的催化。其中所述柱状结构中活性炭与过渡金属氧化物的质量比为100：(1-50)，堆密度：0.45-0.55g/cm3，强度：≥200N/㎝，水分：≤5％，碘吸附值：≥800mg/g，四氯化碳：≥ 40％，灰分：≤10％。所述过渡金属氧化物组分可以选用但不限于氧化铜,氧化铁,氧化钛,氧化锌中的至少一种。
根据一个优选的实施方式，步骤b中碱性溶液为0.8-1.2mol/L氢氧化钠溶液，所述活性炭与所述氢氧化钠溶液的质量比为1:4.5-5.5。经步骤b中碱液的浸泡实现了将活性炭的碱性改性，有利于其微孔表面和微孔容积增加，同时在中性条件下氧化还原能力增强。
根据一个优选的实施方式，步骤c中将改性活性炭载体浸渍在Fe(NO3)3或Cu(NO3)2混合溶液中，过渡金属铜、铁离子与羟基反应生成氢氧化物沉淀附着于活性炭基体上，即是利于金属离子在活性炭表面的附着，增加了制得催化剂的活性及稳定性
根据一个优选的实施方式，步骤c中烘干时温度为80-100℃。通过将烘干温度设置为80-100度，有助于完成物料的快速烘干。
一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，所述烟气脱硫资源化处理系统包括脱硫塔；所述脱硫塔中至少并设有两个脱硫单元，所述脱硫单元中设有催化反应部，所述催化反应部包括搭载有脱硫催化剂的催化层，其中所述脱硫催化剂通过如下步骤制得：a.活性炭清洗除杂步骤，将活性炭清洗除杂，然后烘干，冷却，得到活性颗粒；b.活性炭载体改性步骤，在步骤a所得的活性颗粒中加入碱性溶液，搅拌1-3h，然后再浸泡5-7h，用水清洗至清洗液pH值在6.5-7.5之间，取出烘干，冷却，得到经预处理的改性活性炭载体；c.浸渍制备催化剂前体物，将步骤b所得的预处理后的改性活性炭载体浸渍在Fe(NO3)3和/或 Cu(NO3)2混合溶液中，搅拌1-3h后，静置12-36h，取出烘干，得到催化剂前体物；d.催化剂前体物焙烧制成品，将步骤c所得的催化剂前体物焙烧4-6h，焙烧温度50-150℃，获得脱硫催化剂。
通过在脱硫塔中并行设置有至少两个脱硫单元，使得本脱硫塔可以在其中某一脱硫单元进行喷淋清洗催化剂时，该脱硫塔仍能持续进行烟气脱硫反应，使得本脱硫塔可以所述脱硫处理系统可以连续工作。
根据一个优选的实施方式，所述烟气脱硫资源化处理系统还包括再生池，所述脱硫塔与所述再生池连通；所述脱硫单元中还设有喷淋部，所述喷淋部与所述再生池相连通，将再生池中硫酸液导入脱硫单元中完成对催化反应部的喷淋，并收集喷淋后酸液回流至再生池。
通过本再生池的结构设计，使得再生池中酸液可以作为清洗液完成对脱硫单元中脱硫催化剂的清洗，即烟气中的SO2、H2O、O2被吸附在催化剂的孔隙中，在活性组分的催化作用下变为具有活性的分子，同时反应生成H2SO4。催化反应生成的硫酸富集在载体中，当脱硫一段时间孔隙中硫酸达到饱和后需进行再生使其恢复脱硫能力，通过再生池中的水/酸液喷淋冲洗，冲下的硫酸流至再生池，同时释放出催化剂的活性位，催化剂的脱硫能力得到恢复。。
根据一个优选的实施方式，所述再生池内分设有至少两个用于容置不同浓度酸液的独立池体。采用将再生池中分为多个独立池体的方案的有益效果是：更好的区分了高浓度和低浓度硫酸，高浓度的成品酸可以直接送至厂区用酸工段，低浓度硫酸进入下一级再生池作为下一次的洗涤用酸。
根据一个优选的实施方式，所述烟气脱硫资源化处理系统还包括烟气调质器，所述烟气调质器设于所述脱硫塔上游，所述烟气调质器被配置为当经过烟气温度超过180℃时，喷淋雾化水和待处理烟气接触，并将温度降至约150℃的烟气送入所述脱硫塔中。烟气温度超过 180℃时，会造成脱硫催化剂失活，对整个系统的正常运行产生巨大冲击，烟气调质器在整个系统中不仅作为应急安保措施来保证后续系统的基本负荷运行，同时还起到调节温度湿度作用。湿度的设定值为10％～20％。
根据一个优选的实施方式，所述烟气脱硫资源化处理系统还包括风机和烟囱，所述风机设于所述烟气调质器上游，用于实现将待处理烟气注入所述烟气调质器中；所述烟囱经烟道与所述脱硫塔中的排烟部相连通，实现对经脱硫处理后的烟气外排。
根据一个优选的实施方式，所述脱硫单元为腔室状结构，所述腔室上设有由再生液排放口、喷淋层和喷淋口构成的喷淋部，所述再生液排放口设置于腔室底部并经管体与所述再生池内各独立池体相连通，所述喷淋口位于腔室顶部并经输液管体与所述再生池相连通，且所述输液管体设有用于将酸液由再生池输送至喷淋口的再生泵，所述喷淋层位于腔室内顶端，并于顶端设置有若干喷头与所述喷淋口相连通；所述腔室内部底端还设有立柱，所述立柱顶端连接有横梁，所述横梁上部设有整流格栅，所述整流格栅的上方由下至上依次设有规整填料、筛网和催化层；所述腔室底端侧壁方向还设有进烟口，所述腔室顶端设有排烟口。
根据一个优选的实施方式，所述烟气通过整流格栅可以使进入格栅前较差的烟气速度分布整合得相对均匀；筛网为金属孔板波纹填料，解决了液体分布均匀，有效传质面积大和阻力小的矛盾。筛网高度一般是100mm-150mm。筛网起到防止催化剂掉落作用。整流格栅、筛网、筛网材质是2205。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本发明的有益效果：本发明以干法脱硫为基础，采用炭材料为载体，使得制备成功的活性炭脱硫催化剂不仅具有吸附能力，对硫酸还有一定的储存能力，重要的是对SO2具有良好的催化能力，将脱硫过程变为硫酸生产过程。基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，以干法脱硫为基础，与脱硫催化剂高性能结合，适应SO2浓度100mg/nm3-5000mg/nm3，脱硫效率可达90％-98％，不产生二次污染，不但符合“绿色发展”的理念，同时还契合循环经济发展思路，实现了环境与经济效益的统一。
附图说明
图1是本发明烟气脱硫处理系统的结构示意图；
图2是本发明烟气脱硫处理系统中脱硫单元的结构示意图；
其中，1-风机，2-烟气调质器，3-脱硫塔，4-再生泵，5-再生池，6-烟囱，300-进烟口，301-再生液排放口，302-立柱，303-横梁，304-整流格栅，305-规整填料，306-筛网，307-催化层，308-再生喷淋层，309-喷淋口，310-排烟口。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
实施例1：
参考图1所示，图中示出了一种烟气脱硫处理系统的结构。
优选地，所述烟气处理系统包括风机1、烟气调质器2、脱硫塔3、再生泵4、再生池5和烟囱6。
风机1与所述烟气调质器2相接。用于实现将待处理的含硫烟气通入至烟气调质器2中。
烟气调质器2与所述脱硫塔3相连通，用于将待处理含硫烟气通入脱硫塔3中完成烟气脱硫处理。
进一步地，所述烟气调质器2设于所述脱硫塔3上游，所述烟气调质器2被配置为当经过烟气温度超过180℃时，喷淋雾化水和待处理烟气接触，并将温度降至约150℃的烟气送入所述脱硫塔3中。通过烟气调质器2的结构设计，当烟气温度超过180℃时，会造成脱硫催化剂失活，对整个系统的正常运行产生巨大冲击。烟气调质器2在整个系统中不仅作为应急安保措施来保证后续系统的基本负荷运行，同时还起到调节温度湿度作用。
优选地，所述脱硫塔3中至少并设有两个脱硫单元。通过在脱硫塔3中并行设置有至少两个脱硫单元，使得本脱硫塔3可以在其中某一脱硫单元进行喷淋清洗催化剂时，该脱硫塔3仍能持续进行烟气脱硫反应，使得本脱硫塔3所述脱硫处理系统可以连续工作。
优选地，脱硫单元中设有催化反应部，所述催化反应部包括搭载有脱硫催化剂的催化层 307。
进一步地，所述脱硫单元为腔室状结构。腔室内部底端还设有立柱302，所述立柱302 顶端连接有横梁303。所述横梁303与腔室底面构成待处理烟气的进气空间。所述横梁303 上部设有整流格栅304。通过所述整流格栅304完成对待处理烟气分流，避免出现烟气集中通过某一特定区域，从而影响催化层307的催化处理效果。所述整流格栅304的上方由下至上依次设有规整填料305、筛网306和催化层307。所述腔室底端侧壁方向还设有进烟口300，所述腔室顶端设有排烟口310。所述进烟口300与烟气调质器2相连通。所述出烟口 310与所述烟囱6相连通。
通过催化层307完成对待处理烟气中二氧化硫的催化氧化。并对催化氧化生成的硫酸行吸附储存。
脱硫塔3经排烟部与烟道与所述烟囱6相连通。实现对经脱硫处理后的烟气外排。
优选地，脱硫塔3与所述再生池5连通。所述脱硫单元中设有喷淋部，所述喷淋部与所述再生池5相连通，将再生池5中硫酸液导入脱硫单元中完成对催化反应部的喷淋，并收集喷淋后酸液回流至再生池5。
进一步地，脱硫单元为腔室状结构。所述腔室上设有由再生液排放口301、喷淋层308 和喷淋口309构成的喷淋部。
所述再生液排放口301设置于腔室底部并经管体与所述再生池5内各独立池体相连通。所述喷淋口309位于腔室顶部并经输液管体与所述再生池5相连通。且所述输液管体设有用于将酸液由再生池5输送至喷淋口309的再生泵4，所述喷淋层308位于腔室内顶端，并于顶端设置有若干喷头与所述喷淋口309相连通。
通过喷淋部和再生池5的结构设计，使得再生池5中酸液可以作为清洗液完成对脱硫单元中脱硫催化剂的清洗，即在脱硫催化剂工作一段时间后，烟气中的SO2、H2O、O2被吸附在催化剂的孔隙中，在活性组分的催化作用下变为具有活性的分子，同时反应生成H2SO4。催化反应生成的硫酸富集在载体中，当脱硫一段时间孔隙能硫酸达到饱和后需进行再生使其恢复脱硫能力，通过再生池中的水/酸液喷淋冲洗，冲下的硫酸流至再生池，同时释放出催化剂的活性位，催化剂的脱硫能力得到恢复。
进一步地，所述再生池5内分设有至少两个用于容置不同浓度酸液的独立池体。采用将再生池5中分为多个独立池体的方案的有益效果是：更好的区分了高浓度和低浓度硫酸，高浓度的成品酸可以直接送至厂区用酸工段，进入下一级再生池5作为下一次的洗涤用酸。本再生池5内优选采用3个独立池体，以储存不同浓度硫酸。
更进一步地，脱硫单元的催化层307的冲洗分区进行。不同区域的喷嘴应有独立的冲洗水供应母管，喷嘴的平均覆盖率不低于130％。喷淋层308是由喷嘴和带连接支管的母管分布管道组成的，使用陶瓷喷嘴和2205喷淋管道。通过前述设计，喷淋部能够对催化层307 进行全面冲洗，冲洗水母管的布置能使每个喷嘴基本运行在平均水压。
优选地，传统工艺为催化转化和吸收，分两步在两个设备内完成。本发明是催化吸收耦合技术，两步反应在一个设备内完成。即本发明的脱硫塔3和再生池5可以组合为一体设备。
本烟气脱硫处理系统运行步骤为：在80℃～200℃的烟气温度条件下，将烟气中的SO2、 H2O、O2选择性吸附在催化剂的微孔中，通过活性组分催化作用反应生成H2SO4，实现二氧化硫脱除同时回收硫资源。具体体现为：待处理烟气首先由引风机1送入烟气调质器2，当烟气温度超过180℃时，烟气与烟气调质器2喷淋雾化水接触，温度下降。降温的烟气(约150℃)自下而上的进入脱硫塔3。脱硫塔分为多个脱硫单元，每个单元内装填一定量催化剂，烟气经布气管道进入脱硫区，经过脱硫催化剂层时，烟气中的SO2、O2、H2O分子被催化剂捕捉并生成硫酸，通过床层后的烟气直接达标排放。同时催化剂附的能力和催化氧化作用，随吸附的硫酸浓度升高而降低，需要对催化剂洗涤再生。将需要进行再生的脱硫单元切断气源，依次用不同浓度的稀硫酸和水洗涤，即两级强化洗涤工艺，将催化剂中吸附的硫酸洗涤下来，最终得到5-10％浓度的稀硫酸。不同浓度的稀硫酸分别排入各自的稀酸池，暂存，以备下道工序用。
优选地，本发明中的脱硫催化剂采用如下步骤制得：
步骤a.活性炭清洗除杂步骤，将活性炭清洗除杂，然后烘干，冷却，得到活性颗粒。
优选地，步骤a中，所述活性炭为柱状结构，柱状颗粒活性炭的直径为3.5-4.5mm，长度为6-10mm。恰当的活性炭颗粒尺寸有助于活性炭颗粒的制备，同时，能够保证活性炭颗粒铺设成层时不会出现大空隙的情形，有助于完成对烟气中二氧化硫的催化。
进一步地，步骤a中烘干温度采用100-120℃。
步骤b.活性炭载体改性步骤，在步骤a所得的活性颗粒中加入碱性溶液，搅拌1-3h，然后再浸泡5-7h，用水清洗至清洗液pH值在6.5-7.5之间，取出烘干，冷却，得到经预处理的改性活性炭载体。
优选地，步骤b中碱性溶液为0.8-1.2mol/L氢氧化钠溶液。所述活性炭与所述氢氧化钠溶液的质量比为1:4.5-5.5。经步骤b中碱液的浸泡实现了将活性炭的碱性改性，有利于活性炭微孔表面和微孔容积增加。
步骤c.浸渍制备催化剂前体物，将步骤b所得的预处理后的改性活性炭载体浸渍在Fe (NO3)3和/或Cu(NO3)2混合溶液中，搅拌1-3h后，静置12-36h，取出烘干，得到催化剂前体物。
优选地，步骤c中烘干时温度为80-100℃。通过将烘干温度设置为80-100度，有助于完成物料的快速烘干。进一步地，步骤3中Fe(NO3)3和Cu(NO3)2溶液的质量浓度为5-15％。
根据一个优选的实施方式，步骤c中将改性活性炭载体浸渍在Fe(NO3)3或Cu(NO3)2混合溶液中，过渡金属铜、铁离子与羟基反应生成氢氧化物沉淀附着于活性炭基体上，即是利于金属离子在活性炭表面的附着，增加了制得催化剂的活性及稳定性
步骤d.催化剂前体物焙烧制成品，将步骤c所得的催化剂前体物焙烧4-6h，焙烧温度 50-150℃，获得脱硫催化剂。
优选地，步骤4中将步骤3所得的催化剂前体物放入充保护气的马弗炉中焙烧，保护气为惰性气体。例如，保护气可采用氮气。
优选地，本脱硫催化剂活性温度50～150℃。
在脱硫催化剂制备中，通过步骤a和b，清洁干燥的活性颗粒经碱性溶液改性处理后，其微孔表面和微孔容积都有所增加，同时表面含氧官能团的量减少了29％～58％，即在中性条件下氧化还原能力增强。
同时，步骤c中，采用过量浸渍法将改性活性炭载体浸渍在Fe(NO3)3和/或Cu(NO3)2混合溶液中，经碱性溶液改性后活性炭表面附着大量羟基自由基，从而利于过渡金属铜、铁离子与羟基反应生成氢氧化物沉淀附着于活性炭基体上，即是利于金属离子在活性炭表面的附着，增加了制得催化剂的活性及稳定性。实现了将过渡金属铁铜固化于活性炭载体之上，使得催化剂同时具备过渡金属和多孔材料的催化性能，进一步提升了制得催化剂的催化效果。
且，经步骤c中的烘干和步骤d中的焙烧处理，完成了对活性炭颗粒上附着的过渡金属元素与碳基的固化，从而提升了本催化剂的稳定性。
通过本方法制备成功的活性炭不仅具有的吸附能力，对硫酸还有一定的储存能力，重要的是对SO2具有良好的催化能力，将脱硫过程变为硫酸生产过程。
本烟气脱硫处理系统较目前常用石灰石湿法单塔双循环超低排放脱硫技术相比，具有明显的经济优势。且本系统中的催化剂可重复再生，不产生二次污染，无固体废弃物、废水排放。而石灰石湿法单塔双循环超低排放技术副产的石膏难以再次利用，很多都是直接抛弃堆存，不仅占用大量土地资源，而且污染环境，同时产生的脱硫废水需单独建设废水处理系统，处理成本较高。
本发明以干法脱硫为基础，采用炭材料为载体，使得制备成功的活性炭脱硫催化剂不仅具有吸附能力，对硫酸还有一定的储存能力，重要的是对SO2具有良好的催化能力，将脱硫过程变为硫酸生产过程。基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，以干法脱硫为基础，与脱硫催化剂高性能结合，适应SO2浓度100mg/Nm3～5000mg/Nm3，脱硫效率可达90％～98％，不产生二次污染，不但符合“绿色发展”的理念，同时还契合循环经济发展思路，实现了环境与经济效益的统一。
实施例二：
本发明的工程实例：湖南华菱煤焦化有限公司焦炉烟气脱硫脱硝工程、江苏沂州煤焦化有限公司4#焦炉烟气脱硫制酸项目。
基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统建成的脱硫工程特点。
①高效。脱硫效率＞90％，特别是在处理低浓度烟气时，能突破吸收法技术气液平衡的限制，脱硫效率不下降，工程实践中甚至出现了100％的脱硫效率。适应性强、范围广，适应烟气成分复杂、二氧化硫浓度在0.001％～3％波动、烟气温度在60～200℃间的各种工况条件。
②简单。工艺流程短、设备少、因此占地面积也小。操作简单。由于设备少，流程短，日常只有再生需要经常间歇式操作，一般装置每班只需1人即可。
③环保。运行稳定安全可靠。由于是干法技术，不会有湿法技术的结垢、堵塞等一系列的问题。无二次污染。所产生的产品去厂区用酸工段使用，因此没有任何其他外排污染物。
④经济。不需不断添加脱硫剂。催化法技术的最大优势是催化剂加速反应过程但本身不消耗，相比吸收法技术需要不断添加脱硫剂，新型催化法技术的脱硫剂基本不用添加，只需反复再生即可。
⑤运行费用低。日常运行费用只有水、电、蒸汽的费用，省掉了脱硫剂的成分，运行成本自然要低很多。
⑥应用领域广。基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统不仅可以应用到焦炉烟气处理，同时在硫酸厂、钢铁厂也广泛运用。
前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱硫催化剂，其特征在于，所述脱硫催化剂通过如下步骤制得：
a.活性炭清洗除杂步骤，将活性炭清洗除杂，然后烘干，冷却，得到活性颗粒；
b.活性炭载体改性步骤，在步骤a所得的活性颗粒中加入碱性溶液，搅拌1-3h，然后再浸泡5-7h，用水清洗至清洗液pH值在6.5-7.5之间，取出烘干，冷却，得到经预处理的改性活性炭载体；
c.浸渍制备催化剂前体物，将步骤b所得的预处理后的改性活性炭载体浸渍在硝酸铁和/或硝酸铜溶液中，搅拌1-3h后，静置12-36h，取出烘干，得到催化剂前体物；
d.催化剂前体物焙烧制成品，将步骤c所得的催化剂前体物焙烧4-6h，焙烧温度50-150℃，获得脱硫催化剂。
2.如权利要求1所述的一种脱硫催化剂，其特征在于，步骤a中所述活性炭为柱状结构，柱状颗粒活性炭的直径为3.5-4.5mm，长度为6-10mm。
3.如权利要求1所述的一种脱硫催化剂，其特征在于，步骤b中碱性溶液为0.8-1.2mol/L氢氧化钠溶液，所述活性炭与所述氢氧化钠溶液的质量比为1:4.5-5.5。
4.如权利要求1所述的一种脱硫催化剂，其特征在于，步骤c中烘干时温度为80-100℃。
5.一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，其特征在于，所述烟气脱硫资源化处理系统至少包括脱硫塔(3)；
所述脱硫塔(3)中至少并设有两个硫单元，所述脱硫单元中设有催化反应部，所述催化反应部包括搭载有如权利要求1所述方法制得的脱硫催化剂的催化层(307)。
6.如权利要求5所述的一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，其特征在于，所述烟气脱硫资源化处理系统还包括再生池(5)，所述脱硫塔(3)与所述再生池(5)连通；
所述脱硫单元中还设有喷淋部，所述喷淋部与所述再生池(5)相连通，将再生池(5)中硫酸液导入脱硫单元中完成对催化反应部的喷淋，并收集喷淋后酸液回流至再生池(5)。
7.如权利要求6所述所述的一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，其特征在于：所述再生池(5)内分设有至少两个用于容置不同浓度酸液的独立池体。
8.如权利要求7所述的一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，其特征在于，所述烟气脱硫资源化处理系统还包括烟气调质器(2)，所述烟气调质器(2)设于所述脱硫塔(3)上游，
所述烟气调质器(2)被配置为当经过烟气温度超过180℃时，喷淋雾化水和待处理烟气接触，并将温度降至约150℃的烟气送入所述脱硫塔(3)中。
9.如权利要求7所述的一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，其特征在于，所述烟气脱硫资源化处理系统还包括风机(1)和烟囱(6)，所述风机(1)设有所述烟气调质器(2)上游，用于实现将待处理烟气注入所述烟气调质器(2)中；
所述烟囱(6)经烟道与所述脱硫塔(3)中的排烟部相连通，实现对经脱硫处理后的烟气外排。
10.如权利要求5至9之一所述的一种基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统，其特征在于，所述脱硫单元为腔室状结构，
所述腔室上设有由再生液排放口(301)、喷淋层(308)和喷淋口(309)构成的喷淋部，所述再生液排放口(301)设置于腔室底部并经管体与所述再生池(5)内各独立池体相连通，所述喷淋口(309)位于腔室顶部并经输液管体与所述再生池(5)相连通，且所述输液管体设有用于将酸液由再生池(5)输送至喷淋口(309)的再生泵(4)，所述喷淋层(308)位于腔室内顶端，并于顶端设置有若干喷头与所述喷淋口(309)相连通；
所述腔室内部底端还设有立柱(302)，所述立柱(302)顶端连接有横梁(303)，所述横梁(303)上部设有整流格栅(304)，所述整流格栅(304)的上方由下至上依次设有规整填料(305)、筛网(306)和催化层(307)；
所述腔室底端侧壁方向还设有进烟口(300)，所述腔室顶端设有排烟口(310)。
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