CN1272397A - 一种烟气脱硫催化剂及其应用方法 - Google Patents

一种烟气脱硫催化剂及其应用方法 Download PDF

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一种烟气脱硫催化剂及其应用方法,催化剂各组份重量百分比为:炭材料80—95%,铜5—20%,炭材料载体包括活性炭、活性焦或活性炭纤维。用于工业锅炉烟气脱硫,将催化剂装入固定床反应器中,反应温度控制在120—300℃,通入常压烟气,空速为500—80000h－1,Ar为平衡气,脱硫率高于80%,饱和硫容2.9—6.2gs/100g。

Description

一种烟气脱硫催化剂及其应用方法
本发明属于催化剂及其应用方法，具体地说涉及一种烟气脱硫催化剂及其应用方法。
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SOx和NOx的排放对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，全国大部分省市相继出现了酸雨，其中严重地区酸雨的pH值低至3.24，故我国对SO2的排放控制急待解决。
燃煤烟气脱硫技术(FGD)大致可分为两类：湿法脱硫和干法脱硫。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，再生时释放出的高浓度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CuO/Al2O3、CuO/SiO2以及活性焦(炭)等。如Journal of chemical engimeerin g of Japan，Vol 16，No.21983：127-131报道了CaO/Al2O3催化剂，但因CuO/Al2O3和CuO/SiO2脱硫剂脱硫活性温度较高(＞300℃)；如Carbon，Vol，31，No.1，1993：47-51报道了活性焦(炭)，虽活性焦(炭)在常温附近对SO2才有较大的吸附硫容，但随着温度的提高硫容聚减，200℃时其硫容相当低，故而以上脱硫剂在工业锅炉最适宜的烟气脱硫温度窗口(120-250℃)，脱硫活性均较低。
本发明的发明目的是提供一种适宜工业锅炉烟气脱硫温度(120-250℃)下使用的、脱硫活性高的催化剂及其应用方法。
本发明的催化剂是以铜为基本催化组份，炭材料为催化剂载体，其催化剂各组份重量百分比为：
          炭材料      80-95％         铜    5-20％
上述的炭材料载体包括活性炭、活性焦或活性炭纤维。
催化剂的具体制备方法如下：
将炭材料放入Cu(NO3)2·3H2O溶液中，浸渍0.5-20小时，或采用等体积浸渍后，放置0.5-5小时，后在60℃干燥5小时，然后在110℃干燥6小时后于200-450℃煅烧2小时，即得催化剂。
催化剂用于120-300℃烟气脱硫的方法如下：
将催化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，Ar为平衡气，脱硫率高于80％，饱和硫容2.9-6.2gs/100g。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.脱硫率高，脱硫率大于80％。
2.本催化剂装置可安装于除尘器后，所以运行费用低。
3.催化剂以廉价的炭材料为催化剂载体，所以成本低。
实施例1
工业半焦在950℃水蒸气活化1小时，浸渍Cu(NO3)2·3H2O的溶液，先于60℃干燥5小时，然后在110℃干燥6小时后于250℃煅烧两小时制得CuO/AC脱硫剂，含5wt％Cu。将该脱硫剂0.5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SO2 519ppm，O2 5vol％，平衡气Ar，气体流量320ml/min。实验结果：脱硫率高于80％维持时间，30分钟；饱和硫容2.9g/100g脱硫剂。
实施例2
工业原料在700℃碳化1小时后，于900℃水蒸气活化1小时，浸渍
浸渍Cu(NO3)2·3H2O的溶液，先于60℃干燥5小时，然后在110℃干燥6小时后于300℃煅烧两小时制得CuO/AC脱硫剂，含15wt％Cu。将该脱硫剂0.5克置于固定床反应器中，升温至240℃通气反应，模拟烟气组成为SO2519ppm，O2 5vol％，平衡气Ar，气体流量320ml/min。实验结果：脱硫率高于80％维持时间，38分钟；饱和硫容6.2g/100g脱硫剂。
实施例3
工业半焦在950℃水蒸气活化1小时，浸渍Cu(NO3)2·3H2O的溶液，先于60℃干燥5小时，然后在110℃干燥6小时后于200℃煅烧两小时制得CuO/AC脱硫剂，含10wt％Cu。将该脱硫剂0.5克置于固定床反应器中，升温至60℃通气反应，模拟烟气组成为SO2 519ppm，O2 5vol％，平衡气Ar，气体流量320ml/min。实验结果：脱硫率高于80％维持时间，33分钟；饱和硫容5.9g/100g脱硫剂。

Claims (2)

1.一种烟气脱硫催化剂，其特征在于催化剂各组份重量百分比为：
              炭材料    80-95％         铜     5-20％
上述的炭材料载体包括活性炭、活性焦或活性炭纤维。
2.一种烟气脱硫催化剂的应用方法，其特征在于将催化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，Ar为平衡气，脱硫率高于80％，饱和硫容2.9-6.2gs/100g。
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