一種脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法
【專利摘要】一種釩鈰改性活性炭脫硝脫硫催化劑的再生方法，稱取一定質(zhì)量失活的改性活性炭，用氮?dú)獯祾?小時(shí)；先用氮?dú)庾鳛檩d氣，含有氨氣和水蒸氣的混合氣吹掃活性炭；再用氮?dú)庾鳛檩d氣，含有一氧化碳的混合氣吹掃活性炭；然后用氮?dú)庾鳛檩d氣，含有水蒸氣的混合氣吹掃活性炭；最后將活性炭在空氣氣氛中吹掃干燥，得到再生后的改性活性炭；本發(fā)明提供的改性活性炭再生氣可與失活活性炭中的氮氧化物反應(yīng)，得到的富集SO2可用于制硫酸，再生循環(huán)氣可以重復(fù)利用無(wú)二次污染，經(jīng)多次循環(huán)再生后的活性炭催化劑的氮氧化物凈化效率仍高于75％，與傳統(tǒng)技術(shù)相比改性活性炭循環(huán)使用效率大大提高，可顯著降低運(yùn)行成本。
【專利說(shuō)明】一種脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及廢氣中N0X、SO2的處理，特別涉及一種脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)還是以化石燃料等一次能源為主。但是化石燃料中含有大量的雜質(zhì)，硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)是其燃燒排放的主要的大氣污染物，這些也是形成酸雨的主要物質(zhì)?！笆濉逼陂g，國(guó)家也制定了大量的相關(guān)政策法規(guī)促使相關(guān)部門實(shí)施污染物減排。高效脫硝脫硫技術(shù)是目前燃煤鍋爐等污染源減排面臨的迫切需求。
[0003]活性炭具有很大的比表面積，具有優(yōu)異的吸附性能?；钚蕴吭谠S多吸附過(guò)程中伴有催化反應(yīng)，表現(xiàn)出催化劑的活性。由于活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性，可作為催化劑的載體。負(fù)載金屬氧化物的改性活性炭用于燃煤煙氣的脫硫協(xié)同脫硝，活性炭干法脫硫脫硝技術(shù)在眾多的煙氣脫硫脫硝技術(shù)中有著突出的表現(xiàn)。
[0004]但是作為催化劑的活性炭在運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)因?yàn)楸砻媪蛩猁}的覆蓋、飛灰、硝酸鹽、堿金屬等原因而活性下降甚至失活。為了降低運(yùn)行成本，同時(shí)也為了減少?gòu)U棄催化劑的二次污染，活性炭催化劑的再生就顯得特別重要。國(guó)家先后發(fā)布了《中華人民共和國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》、《“十二五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等文件，鼓勵(lì)各行業(yè)重視和加強(qiáng)生產(chǎn)、生活中所產(chǎn)生廢物的再利用。改性活性炭作為工業(yè)鍋爐使用廣泛的一種脫硫協(xié)同脫硝催化劑，目前在我國(guó)年使用量相當(dāng)可觀，再生改性活性炭催化劑再利用具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，受到國(guó)家政策支持和鼓勵(lì)。
[0005]活性炭?jī)r(jià)格昂貴，每次更換新炭，就會(huì)提升企業(yè)的運(yùn)行成本，所以必須要考慮對(duì)飽和活性炭進(jìn)行再生利用，以達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。活性炭的再生可以大量減少對(duì)煤資源的消耗，同時(shí)還可以避免活性炭催化劑上面負(fù)載的重金屬對(duì)環(huán)境的二次污染，減少大氣污染，降低能源浪費(fèi)。
[0006]迄今為止，已有活性炭負(fù)載的低溫脫硝催化劑的再生技術(shù)應(yīng)用，比如聲波再生法、化學(xué)再生法、流體再生法、氧化再生法、熱再生法等，但是經(jīng)再生后其脫硝、脫硫效率很難恢復(fù)到原有水平。本發(fā)明以釩鈰改性活性炭作為協(xié)同脫硝脫硫催化劑，通過(guò)氨氣、一氧化碳和水蒸氣實(shí)現(xiàn)催化劑再生，經(jīng)多次再生循環(huán)后的改性活性炭仍然具有良好的協(xié)同脫硝脫硫性能。與單一傳統(tǒng)的再生方法相比，能夠更大程度地恢復(fù)催化劑的原有催化活性，減少再生過(guò)程中的碳損失，減少再生過(guò)程中對(duì)大氣的二次污染，同時(shí)還可以富集SO2制硫酸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法，根據(jù)本發(fā)明再生的催化劑經(jīng)多次循環(huán)再生仍能保持高效催化凈化NOx的性能和較高的SO2吸附容量，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值，能夠適應(yīng)更嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求，達(dá)到降低成本和提高使用安全性的目的。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法，包括如下步驟:
[0010]步驟一，稱取一定質(zhì)量失活的脫硝脫硫改性活性炭，放入固定床反應(yīng)器中，首先用氮?dú)獯祾逫小時(shí)除去表面的可揮發(fā)雜質(zhì)；
[0011]步驟二，用氨氣和水蒸氣的混合氣體吹掃活性炭1-4小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為 200-400°C ；
[0012]步驟三，用一氧化碳吹掃活性炭1-2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為200-450°C ；
[0013]步驟四，用水蒸氣吹掃活性炭1-2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為350_450°C ；
[0014]步驟五，將活性炭在150_250°C空氣氣氛中吹掃干燥，得到再生后的改性活性炭。
[0015]所述步驟二中，氨氣含量為0.01_lv%，水蒸氣含量為0.l_15v%，所述步驟三中，一氧化碳含量為0.01-0.5v%，所述步驟四中，水蒸氣含量為0.l-15v%。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的改性活性炭再生氣可與失活活性炭中的氮氧化物反應(yīng)，得到的富集SO2可用于制硫酸，再生循環(huán)氣可以重復(fù)利用無(wú)二次污染，經(jīng)多次循環(huán)再生后的活性炭催化劑的氮氧化物凈化效率仍高于75%，與傳統(tǒng)技術(shù)相比改性活性炭循環(huán)使用效率大大提高，可顯著降低運(yùn)行成本。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0018]實(shí)施例一
[0019]一種釩鈰改性活性炭脫硝脫硫催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0020]步驟一、稱取一定質(zhì)量失活的脫硝脫硫改性活性炭，放入固定床反應(yīng)器中，首先用氮?dú)獯祾逫小時(shí)除去表面的可揮發(fā)雜質(zhì)；
[0021]步驟二、將含量為的氨氣和15v%的水蒸氣混合吹掃活性炭4小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為400°C ；
[0022]步驟三、將含量為0.5v%的一氧化碳吹掃活性炭2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為 450 0C ；
[0023]步驟四、將含量為15v%的水蒸氣吹掃活性炭2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為450 0C ；
[0024]步驟五、將活性炭在250°C空氣氣氛中吹掃干燥，得到再生后的改性活性炭；
[0025]再生后的f凡鋪改性活性炭脫硝脫硫催化劑在含有500ppm SO2, 350ppmN0, 350ppmNH3,10% O2,10% H2O,空速為15001Γ1的煙氣條件下同時(shí)脫除SOjP NO，硫容為58.lmg/g, NO的凈化率為85%。
[0026]實(shí)施例二
[0027]一種釩鈰改性活性炭脫硝脫硫催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0028]步驟一、稱取一定質(zhì)量失活的脫硝脫硫改性活性炭，放入固定床反應(yīng)器中，首先用氮?dú)獯祾逫小時(shí)除去表面的可揮發(fā)雜質(zhì)；
[0029]步驟二、將含量為0.05v%的氨氣和5v%的水蒸氣混合吹掃活性炭2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為300°C ；
[0030]步驟三、將含量為0.25￥%的一氧化碳吹掃活性炭1.5小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為300°C ；
[0031]步驟四、將含量為5v%的水蒸氣吹掃活性炭1.5小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為400 0C ；
[0032]步驟五、將活性炭在200°C空氣氣氛中吹掃干燥，得到再生后的改性活性炭；
[0033]再生后的釩鈰改性活性炭脫硝脫硫催化劑在含有500ppm SO2, 350ppmN0, 350ppmNH3,10% O2,10% H2O,空速為1500^1的煙氣條件下同時(shí)脫除SO2和NO，硫容為25mg/g, NO的凈化率為82%。
[0034]實(shí)施例三
[0035]一種釩鈰改性活性炭脫硝脫硫催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0036]步驟一、稱取一定質(zhì)量失活的脫硝脫硫改性活性炭，放入固定床反應(yīng)器中，首先用氮?dú)獯祾逫小時(shí)除去表面的可揮發(fā)雜質(zhì)；
[0037]步驟二、將含量為0.03ν%的氨氣和1v%的水蒸氣混合吹掃活性炭I小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為200°C ；
[0038]步驟三、將含量為0.01￥%的一氧化碳吹掃活性炭I小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為200°C ；
[0039]步驟四、將含量為10v%的水蒸氣吹掃活性炭I小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為350 0C ；
[0040]步驟五、將活性炭在200°C空氣氣氛中吹掃干燥，得到再生后的改性活性炭；
[0041]再生后的f凡鋪改性活性炭脫硝脫硫催化劑在含有500ppm SO2, 350ppmN0, 350ppmNH3,10% O2,10% H2O,空速為15001Γ1的煙氣條件下同時(shí)脫除SOjP NO，硫容為12.9mg/g, NO的凈化率為76%。
[0042]表1.多次循環(huán)再生的測(cè)定結(jié)果對(duì)比
[0043]
再生方法 I循環(huán)次數(shù) NO凈化率 I硫容mg/g
I— 82%~25Γθ
~2~ 77%24.3
☆汝伽一I83%"203
頭施例一4W0
_5__79%_23.7_
_6— 75%~2?79
I— 72%~TL2
~2~ 63%18.6
N“呆護(hù)執(zhí)再生 —-----
21木3^ “、、451%10.0
~5~ 42%9.7
_ 630%8.9—
[0044]取改性活性炭樣品2.0g，在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)。測(cè)定步驟如下:首先將樣品在一定溫度下恒溫吸附NO、SO2和025h，N2吹掃20min后升溫至400°C脫附3h，計(jì)算得到的脫附的NO、SO2的量即為活性焦的吸附量。吸附失活后催化劑按照實(shí)施例二中的方法進(jìn)行再生循環(huán)測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表I。從表中可以看出，與傳統(tǒng)N2保護(hù)熱再生相比，循環(huán)試驗(yàn)吸附量更穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，稱取一定質(zhì)量失活的脫硝脫硫改性活性炭，放入固定床反應(yīng)器中，首先用氮?dú)獯祾逫小時(shí)除去表面的可揮發(fā)雜質(zhì)； 步驟二，用氨氣和水蒸氣的混合氣體吹掃活性炭1-4小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為200-400 0C ； 步驟三，用一氧化碳吹掃活性炭1-2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為200-450°C ； 步驟四，用水蒸氣吹掃活性炭1-2小時(shí)，氮?dú)庾鳛檩d氣，吹掃溫度為350-450°C ； 步驟五，將活性炭在150-250°C空氣氣氛中吹掃干燥，得到再生后的改性活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法，其特征在于，所述步驟二中，氨氣含量為0.01-1V%，水蒸氣含量為0.l-15v%，所述步驟三中，一氧化碳含量為0.01-0.5v%，所述步驟四中，水蒸氣含量為0.l-15v%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法，其特征在于，所述步驟二中，氨氣含量為0.01v%，水蒸氣含量為0.1v%，所述步驟三中，一氧化碳含量為0.01v%，所述步驟四中，水蒸氣含量為0.1v %。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫硝脫硫活性炭催化劑再生方法，其特征在于，所述步驟二中，氨氣含量為Iv%，水蒸氣含量為15v%，所述步驟三中，一氧化碳含量為0.5v%，所述步驟四中，水蒸氣含量為15v%。
【文檔編號(hào)】B01J38/04GK104190478SQ201410458228
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】李俊華, ?；? 邵元?jiǎng)P, 魏進(jìn)超, 郝吉明 申請(qǐng)人:清華大學(xué)