專利名稱：一種利用活性炭基吸附劑脫除煙氣中so的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫除煙氣中SO2的工藝，更具體地說(shuō)是一種利用活性炭基吸附劑脫除燃煤電廠、燃煤鍋爐和燃煤窯爐等煙氣中SO2的工藝。
背景技術(shù)：
煤炭在我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占69％，煤的大量燃燒，使全國(guó)大氣呈煤煙型污染，特別是80年代以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，煤炭消耗量日益增加，SO2排放量不斷增長(zhǎng)，造成大氣環(huán)境嚴(yán)重污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1985年我國(guó)SO2排放量為1530萬(wàn)噸，1990年為1752萬(wàn)噸，1995年便增長(zhǎng)到2370萬(wàn)噸，照此速度預(yù)計(jì)2000年SO2排放量將為2590萬(wàn)噸。由于SO2的大量排放，造成生態(tài)環(huán)境破壞，酸雨現(xiàn)象嚴(yán)重。目前我國(guó)酸雨面積已占國(guó)土面積的40％，全國(guó)降水酸度平均升高2-8倍，出現(xiàn)世界罕見(jiàn)的降水pH值低于4的情況。由于酸雨沉降對(duì)農(nóng)業(yè)，林業(yè)和材料破壞所造成的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)1000多億元。所以削減SO2排放量，降低SO2排放濃度，防止SO2大氣污染，立足國(guó)情，開發(fā)適應(yīng)不同規(guī)模的煙氣脫硫技術(shù)已成為當(dāng)今及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的主要任務(wù)。
根據(jù)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和《中國(guó)21世紀(jì)議程》，本世紀(jì)初，全國(guó)SO2的排放總量不得超過(guò)1995年的2370萬(wàn)噸。但就目前的煙氣脫硫技術(shù)而言，其投資和運(yùn)行費(fèi)用居高難下，難以推廣，導(dǎo)致盡管環(huán)保部門將逐年加大SO2排放的罰款力度，但卻無(wú)法從根本上提供相關(guān)技術(shù)予以解決。國(guó)內(nèi)外目前已工業(yè)化和正在進(jìn)行研究的煙氣脫硫技術(shù)約有上百種，這些方法從工藝上可分為干法和濕法，從加入脫硫劑的回收利用上可分為屏棄法和回收法。其中已工業(yè)化或中試過(guò)的主要方法有1)亞硫酸銨法；2)檸檬酸鹽法；3)活性炭濕法脫硫；4)濕法脫硫生產(chǎn)磷氨復(fù)合肥；5)電子束法脫硫；6)石灰-石膏法脫硫。以上方法要么投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，要么是脫硫后廢脫硫劑無(wú)法利用，有二次污染，對(duì)于電廠大容量鍋爐，廢渣的堆放或受到運(yùn)費(fèi)的制約或受到場(chǎng)地堆放的限制，都是影響脫硫技術(shù)能否商業(yè)化的關(guān)鍵因素。因此，這些技術(shù)目前在我國(guó)均難以大規(guī)模推廣和使用。其中，國(guó)際上已大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)(FGD石灰粉噴入法)，其技術(shù)成熟度高，我國(guó)也有電廠引進(jìn)，但由于成本高、投資大、副產(chǎn)石膏沒(méi)有綜合利用也無(wú)一例成功。目前大多數(shù)研究者認(rèn)為改性活性半焦等活性炭基吸附劑脫除煙氣中SO2最有發(fā)展前途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用活性炭基吸附劑脫除煙氣中SO2的工藝。
一種利用活性炭基吸附劑脫除煙氣中SO2的工藝，它是將含有SO2的煙氣，通過(guò)裝有活性炭基吸附劑的脫硫塔或脫硫槽脫硫，當(dāng)脫硫塔或脫硫槽SO2出口濃度超過(guò)指標(biāo)時(shí)采用熱水洗滌或惰性氣體高溫吹掃活性炭基吸附劑進(jìn)行再生，再生產(chǎn)物為稀H2SO4或單質(zhì)S。
本發(fā)明的具體工藝操作條件為在溫度60-160℃和空速500-2000h-1下脫硫，在60-90℃用熱水洗滌再生或在340-680℃和空速在500-4000h-1下用惰性氣體吹掃再生。通常煙氣中含有的SO2濃度為0-5000ppm。所述活性炭基吸附劑可由活性半焦、活性焦或活性炭等活性炭基材料采用臭氧活化法或加壓水熱化學(xué)活化法制備，上述兩種制備方法已由本發(fā)明人申請(qǐng)了專利。
本發(fā)明的工藝采用三(多)個(gè)塔或三(多)個(gè)槽，它們既可串聯(lián)也可并聯(lián)操作使用，通常兩個(gè)脫硫，一個(gè)再生。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可明顯提高吸附劑的硫容和使用效率，并且在再生的過(guò)程中副產(chǎn)稀H2SO4或單質(zhì)S，達(dá)到了資源綜合利用的效果。該工藝可用于燃煤電廠、燃煤鍋爐和燃煤窯爐等煙氣的脫硫凈化環(huán)境保護(hù)行業(yè)中。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2是采用熱水洗滌再生的脫硫工藝流程圖。
圖3是采用惰性氣體吹掃再生的脫硫工藝流程圖。
實(shí)施例1如圖2所示，采用三個(gè)反應(yīng)塔單獨(dú)或串(并)聯(lián)操作。反應(yīng)塔直徑均為70mm，每塔裝填量為1升，重量為581克的活性半焦吸附劑，在脫硫溫度為90℃，空速為900h-1，煙氣組成為SO2800-2600ppm、O29.5-14.8％、CO75-435ppm、其余為N2和CO2條件下，工藝操作如下首先打開1號(hào)和2號(hào)閥門，煙氣進(jìn)入1#脫硫反應(yīng)塔，脫硫凈化后的煙氣經(jīng)2號(hào)閥進(jìn)入凈化后管路排入煙囪；當(dāng)1#塔出口氣體SO2檢測(cè)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)(如200ppm)，則關(guān)閉2號(hào)閥門，同時(shí)打開3號(hào)和5號(hào)閥門，此時(shí)1#脫硫反應(yīng)塔和2#脫硫反應(yīng)塔串聯(lián)操作；當(dāng)2#塔出口氣體中SO2檢測(cè)超標(biāo)時(shí)，則關(guān)閉1、2、3、5號(hào)閥門，同時(shí)打開4、6和8號(hào)閥門，此時(shí)2#塔和3#塔串聯(lián)操作進(jìn)行煙氣脫硫；同時(shí)用熱水對(duì)1#脫硫塔進(jìn)行再生，打開閥門A將90℃與吸附劑體積等量(1.0升)的熱水注入1#反應(yīng)塔，停留1小時(shí)后，打開A′閥門，將洗脫再生液打入濃H2SO4回收槽內(nèi)；接著再用熱水重復(fù)上述操作對(duì)1#塔內(nèi)的吸附劑進(jìn)行再生，只是再生液將被打入稀H2SO4槽內(nèi)；待從1#塔流出的再生液PH值等于6時(shí)，停止再生。同理，當(dāng)3#塔出口氣SO2超標(biāo)時(shí)，此時(shí)關(guān)閉4、6和8號(hào)閥門；同時(shí)打開7、9和2號(hào)閥門，此時(shí)3#塔和再生后的1#塔串聯(lián)操作進(jìn)行煙氣脫硫，2#塔進(jìn)行吸附劑再生，其過(guò)程如下首先打開B閥，用泵將稀H2SO4槽內(nèi)的稀H2SO4打入2#反應(yīng)塔內(nèi)1升，停留1小時(shí)后，打開B′閥，將洗脫液注入濃H2SO4槽內(nèi)；接著再生熱水1升注入2#塔內(nèi)停留1小時(shí)之后，將洗脫液導(dǎo)入稀H2SO4槽內(nèi)，如此反復(fù)，直到出口洗脫液PH值升至6時(shí)，再生完全，如此反復(fù)進(jìn)行脫硫和再生操作。如此得到活性炭基吸附劑的累積硫容為168％。由此可見(jiàn)，該工藝可明顯提高吸附劑的硫容和使用效率。
實(shí)施例2如圖3所示，采用三個(gè)反應(yīng)塔單獨(dú)或串(并)聯(lián)操作。反應(yīng)塔直徑均為70mm，每塔裝填量為1升，重量為581克的活性半焦吸附劑，在脫硫溫度為90℃，空速為900h-1，煙氣組成為SO2800-2600ppm、O29.5-14.8％、CO75-435ppm、其余為N2和CO2條件下，工藝操作如下首先打開1號(hào)和2號(hào)閥門，煙氣進(jìn)入1#脫硫反應(yīng)塔，脫硫凈化后的煙氣經(jīng)2號(hào)閥進(jìn)入凈化后管路排入煙囪；當(dāng)1#塔出口氣體SO2檢測(cè)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)(如200ppm)，則關(guān)閉2號(hào)閥門，同時(shí)打開3號(hào)和5號(hào)閥門，此時(shí)1#脫硫反應(yīng)塔和2#脫硫反應(yīng)塔串聯(lián)操作；當(dāng)2#塔出口氣體中SO2檢測(cè)超標(biāo)時(shí)，則關(guān)閉1、2、3、5號(hào)閥門，同時(shí)打開4、6和8號(hào)閥門。此時(shí)2#塔和3#塔串聯(lián)操作進(jìn)行煙氣脫硫；同時(shí)用熱風(fēng)爐中的惰性氣體對(duì)1#反應(yīng)塔進(jìn)行再生，打開閥門A′和A，在溫度340-680℃和空速500-4000h-1下對(duì)1#反應(yīng)塔內(nèi)的吸附劑進(jìn)行自下而上的連續(xù)吹掃，吸附劑將與吸附的SO2和SO3反應(yīng)生成硫磺蒸汽，反應(yīng)式如下
出口氣體經(jīng)冷卻器后溫度降為60℃以下，此時(shí)氣體中的硫磺蒸汽變?yōu)楣腆w硫磺而回收，回收硫磺后的尾氣經(jīng)熱風(fēng)爐后可繼續(xù)使用，待冷卻器中的氣體含硫量降至10mg/Nm3以下時(shí)，停止再生，打開1#料倉(cāng)卸料閥對(duì)1#反應(yīng)塔進(jìn)行吸附劑補(bǔ)充，直至反應(yīng)塔內(nèi)吸附劑達(dá)到刻度1升為止。此時(shí)1#反應(yīng)塔可進(jìn)行下一輪脫硫反應(yīng)。同理，當(dāng)3#塔出口氣SO2超標(biāo)時(shí)，此時(shí)關(guān)閉4、6和8號(hào)閥門；同時(shí)打開7、9和2號(hào)閥門，此時(shí)3#塔和再生后的1#塔串聯(lián)操作進(jìn)行煙氣脫硫，2#塔進(jìn)行吸附劑再生，其過(guò)程同1#塔的再生。打開B′和B閥門，將回收硫磺后的尾氣(主要是CO2和N2氣)經(jīng)熱風(fēng)爐打入2#塔進(jìn)行自下而上的連續(xù)吹掃，使其進(jìn)行再生。再生完全之后，打開2#料倉(cāng)卸料閥對(duì)2#反應(yīng)塔進(jìn)行吸附劑的補(bǔ)充。如此反復(fù)進(jìn)行脫硫和再生反應(yīng)。得到活性炭基材料吸附劑的累積硫容為240％。由此可見(jiàn)，該工藝可明顯提高吸附劑的硫容和使用效率。
權(quán)利要求
1.一種利用活性炭基吸附劑脫除煙氣中SO2的工藝，其特征是將含有SO2的煙氣通過(guò)裝有活性炭基吸附劑的脫硫塔或脫硫槽脫硫，當(dāng)脫硫塔或脫硫槽SO2出口濃度超過(guò)指標(biāo)時(shí)采用熱水洗滌或惰性氣體高溫吹掃活性炭基吸附劑進(jìn)行再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫除煙氣中SO2的工藝，其特征是所述的脫硫是在溫度60-160℃和空速500-2000h-1條件下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫除煙氣中SO2的工藝，其特征是所述吸附劑的再生是指在60-90℃用熱水洗滌再生或在340-680℃和空速在500-4000h-1下用惰性氣體吹掃再生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用活性炭基吸附劑脫除煙氣中SO
文檔編號(hào)B01D53/04GK1583219SQ20041002415
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者李春虎 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)