CN1111079C - 一种烟气脱硫剂及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

一种烟气脱硫剂及其应用方法，脱硫剂各组分重量百分比为：活性焦80-95%，铁5-20%。用于工业锅炉烟气脱硫，将脱硫剂装入固定床或移动床反应器中，反应控制温度在120-300℃，通入常压烟气，空速为500-80000h-1，饱和硫容为20-70mg SO2/100g脱硫剂。

Description

一种烟气脱硫剂及其应用方法
本发明属于脱硫剂及其应用方法，具体地说是涉及一种烟气脱硫剂及其应用方法。
环境污染是人类当今面临的主要问题之一。其中燃煤烟气中的SO2和NOx的排放对大气环境的危害尤为突出，它们是构成酸雨的主要因素，受到世界各国的普遍重视。因此，大幅度削减其排放量势在必行。我国是一个产煤和用煤大国，且高硫煤分布较广，SO2的排放量1995年已跃居世界首位，大部分省市相继出现酸雨，其中严重地区酸雨的pH值低至3.24，故我国对于SO2的排放控制急待解决。
燃煤烟气脱硫技术(FGD)大致可分为湿法脱硫和干法脱硫两类。湿法脱硫存在工艺复杂、设备庞大、占地大、基建投资及运行费用高、耗水量大、易造成二次污染等缺点。而干法脱硫剂在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应产物亦为干粉状，不存在腐蚀、结露等问题，投资少，运行费用低，操作简单，不会给环境带来新的危害，故近几年来干法脱硫的研究呈上升趋势。
干法脱硫大多借助脱硫剂吸附或吸收烟气中的SO2，饱和后的脱硫剂进行再生，再生时释放出高浓度的SO2，可进一步加工成硫酸、硫磺和液体SO2。燃煤锅炉烟气脱硫系统最经济的配置应在除尘器之后，对应烟气温度为120-250℃，这种配置不仅过程耗能低，而且可大大降低粉尘对脱硫剂的毒化。目前，研究较多的干法脱硫剂有氧化铁、CuO/Al2O3以及活性焦(炭)等，如Jourrnal ofchemical engineering of Japan，Vol 16，No2，1988：127-131报道了CuO/Al2O3脱硫剂，但其脱硫活性温度较高为大于300℃，Carbon，Vol，31 No1，1993：47-51报道了活性焦(炭)脱硫剂，在常温附近对SO2才表现出较大的吸附硫容，但随温度升高硫容骤减，200℃时其硫容相当低，太原工业大学学报，1995，26(3)：9-13报道了氧化铁在380～450℃对SO2有较大的硫容，但其脱硫活性温度远高于锅炉排烟温度，较难与现有工业锅炉匹配，并且只能在小于300h-1的低空速下运行。
本发明的目的是提供一种适宜工业锅炉烟气排烟温度，高空速条件下使用且具有高脱硫活性的脱硫剂及其应用方法。
本发明的脱硫剂是以氧化铁为基本脱硫组分，活性焦为载体，其脱硫剂各组分重量百分比为：
   活性焦  80-95％     铁  5-20％
上述的炭材料载体为工业煤半焦制得的活性焦。
脱硫剂的具体制备方法如下：将活性焦放入Fe(NO3)3·9H2O溶液中，浸渍0.5-24小时，或采用等体积浸渍后放置0.5-5小时，尔后在60℃干燥5小时，继续在110℃干燥6小时，最后于200-450℃煅烧2小时，即得脱硫剂。
脱硫剂用于烟气脱硫的应用方法如下：
将脱硫剂装入固定床或移动床反应器中，反应温度控制在120-300℃，通入常压烟气，空速为500-80000h-1。
本发明的脱硫剂的饱和硫容为20-70mg/100g脱硫剂。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.脱硫率较高，脱硫温度适宜。
2.本脱硫剂装置可安装于除尘器之后，运行费用低。
3.脱硫剂以廉价的炭材料为载体，脱硫费用低。
实施例1：
工业煤半焦在880℃以水蒸气活化90分钟制得活性焦，浸渍Fe(NO3)3·9H2O溶液，先于60℃干燥5小时，再在110℃干燥6小时，最后于250℃煅烧两小时制得脱硫剂，其中担载量以Fe计为15％。将该脱硫剂1.0克置于固定床反应器中，升温至200℃通气反应，模拟烟气组成为1180ppm SO2，5％H2O，6％O2，Ar为平衡气，气体流量为420ml/min。实验结果：饱和硫容为39mg SO2/100g脱硫剂。
实施例2：
工业煤半焦在880℃以水蒸气活化90分钟制得活性焦，浸渍Fe(NO3)3·9H2O的溶液，先于60℃干燥5小时，再在110℃干燥6小时，尔后于300℃煅烧两小时制得脱硫剂，其中担载量以Fe计为15％。将该脱硫剂5.0克置于固定床反应器中，升温至200℃通气反应，模烟气组成为1180ppm SO2，5％H2O，6％O2，Ar为平衡气，气体流量为420ml/min。实验结果：饱和硫容为51mg SO2/100g脱硫剂。
实施例3：
工业煤半焦在900℃以水蒸气活化90分钟制得活性焦，浸渍Fe(NO3)3·9H2O溶液，先于60℃干燥5小时，再在110℃干燥6小时，后于250℃煅烧两小时制得脱硫剂，其中担载量以Fe计为10％。将该脱硫剂1.0克置于固定床反应器中，升温至200℃通气反应，模拟烟气组成为1180ppm SO2，5％H2O，6％O2，Ar为平衡气，气体流量为420ml/min。实验结果：饱和硫容为37mg SO2/100g脱硫剂。
实施例4：
工业煤半焦在900℃以水蒸气活化90分钟制得活性焦，浸渍Fe(NO3)3·9H2O溶液，先于60℃干燥5小时，再在110℃干燥6小时，尔后于250℃煅烧两小时制得脱硫剂，其中担载量以Fe计为5％。将该脱硫剂1.0克置于固定床反应器中，升温至250℃通气反应，模拟烟气组成为1180ppm SO2，5％H2O，6％O2，Ar为平衡气，气体流量为420ml/min。实验结果：饱和硫容为40mg SO2/100g脱硫剂。
实施例5：
工业煤半焦在900℃以水蒸气活化90分钟制得活性焦，浸渍Fe(NO3)3·9H2O溶液，先于60℃干燥5小时，再在110℃干燥6小时，尔后于250℃煅烧两小时制得脱硫剂，其中担载量以Fe计为5％。将该脱硫剂10克置于固定床反应器中，升温至250℃通气反应，模拟烟气组成为1180ppm SO2，5％H2O，6％O2，Ar为平衡气，气体流量为420ml/min。实验结果：饱和硫容为70mg SO2/100g脱硫剂。

Claims (4)

1.一种烟气脱硫剂，其特征在于脱硫剂是以氧化铁为脱硫组份，活性焦为载体，脱硫剂各组份重量百分比为：
    活性焦  80-95％   铁  5-20％。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫剂，其特征在于所述的活性焦为工业煤半焦制得的活性焦。
3.根据权利要求1或2所述的一种烟气脱硫剂，其特征在于所述的脱硫剂的硫容为20-70mg/100g脱硫剂。
4.一种如权利要求1-3任一项所述烟气脱硫剂的应用方法，其特征在于将脱硫剂装入固定床或移动床反应器中，反应温度控制在120-300℃，通入常压烟气，空速为500-80000h-1。
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