Cos轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，除了優(yōu)質(zhì)的化石燃料以外，低質(zhì)的化石燃料也受到積極地使用，面對(duì)這種多樣化的發(fā)展，要求對(duì)煤、重質(zhì)油等低質(zhì)燃料進(jìn)行有效利用。此外，在火力發(fā)電領(lǐng)域?yàn)榱颂岣甙l(fā)電效率，使用氣體燃料的燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)并用的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(Integrated coal.Gasificat1n Combined Cycle:1GCC)及在燃料電池中導(dǎo)入經(jīng)氣的發(fā)電方式不斷普及。因此，開(kāi)展了對(duì)低質(zhì)燃料進(jìn)行氣化并應(yīng)用到這些發(fā)電中的研究開(kāi)發(fā)。
[0003]然而，低質(zhì)燃料中一般會(huì)含有大量硫化合物，如果直接燃燒對(duì)其氣化而成的氣體，則硫化合物會(huì)作為硫氧化物從煙囪排出到大氣中，成為酸雨等環(huán)境破壞源。對(duì)此，在常規(guī)的火力發(fā)電中實(shí)際運(yùn)用時(shí)會(huì)在鍋爐之后設(shè)置排煙脫硫裝置，將硫化合物作為例如石膏除去。然而，在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電中燃?xì)廨啓C(jī)的入口溫度高于常規(guī)火力發(fā)電中鍋爐的溫度，因此材料的腐蝕較為顯著。因此，需要在燃?xì)廨啓C(jī)之前而非之后除去以硫化合物為主的各種雜質(zhì)，保護(hù)材料，上述排煙脫硫裝置并不適用。例如，即便在設(shè)置燃料電池發(fā)電的情況下，也必須確保材料保護(hù)時(shí)的發(fā)電效率及耐久性，同樣需要在燃料電池之前除去各種雜質(zhì)。
[0004]作為上述雜質(zhì)的除去方法，實(shí)際應(yīng)用所謂的濕式氣體凈化工藝，即用水洗滌器除去水溶性成分，用胺類水溶液除去硫化氫(H2S)。然而，胺類水溶液雖然可以除去硫化氫(H2S),卻無(wú)法除去羰基硫(COS)。因此，使用COS轉(zhuǎn)化催化劑，進(jìn)行(I)式所示的水解反應(yīng)，促進(jìn)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的開(kāi)展，使其轉(zhuǎn)化為可以被胺類水溶液除去的硫化氫(H2S)的形態(tài)。
[0005]C0S+H20^H2S+C02---(1)
[0006]這里，作為COS轉(zhuǎn)化催化劑，已知有例如包含二氧化鈦的催化劑、包含氧化鋁、第IV族金屬及鋇的催化劑以及包含堿金屬、氧化鉻及氧化鋁的催化劑等(專利文獻(xiàn)I)。
[0007]此外，在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(Integratedcoal.Gasificat1n CombinedCycle: IGCC)中，如果對(duì)氣化氣體中的COS使用COS轉(zhuǎn)化催化劑并連續(xù)使用，則氣化氣體中的灰分(例如硫化物)會(huì)覆蓋COS轉(zhuǎn)化催化劑的表面，發(fā)生所謂的催化劑中毒，導(dǎo)致催化劑性能降低等問(wèn)題。
[0008]這種發(fā)生中毒且性能降低的催化劑可以通過(guò)再生處理被再利用。
[0009]作為該催化劑再生方法，提議有例如對(duì)催化劑進(jìn)行加熱處理后，再次擔(dān)載碳酸鉀、碳酸鈉的方法(專利文獻(xiàn)2)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2004-75712號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2001-162174號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0015]現(xiàn)有的COS催化劑的再生方法要再次擔(dān)載催化劑的活性成分，從而會(huì)導(dǎo)致碳酸鉀、碳酸鈉等價(jià)格相對(duì)較高的藥劑費(fèi)用增加等問(wèn)題。
[0016]因此，相關(guān)業(yè)者熱切期盼能有一種COS轉(zhuǎn)化催化劑的再生方法，其無(wú)需使用價(jià)格相對(duì)較高的藥劑，催化劑再生成本低。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題開(kāi)發(fā)而成，目的在于提供一種廉價(jià)的COS轉(zhuǎn)化催化劑的再生方法。
[0018]技術(shù)方案
[0019]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一發(fā)明是一種COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法，其對(duì)碳原料進(jìn)行氣化，并對(duì)氣化氣體中的羰基硫(COS)進(jìn)行水解，其特征在于，將使用后的COS轉(zhuǎn)化催化劑于酸溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將使用后的、已劣化的⑶S轉(zhuǎn)化催化劑于酸溶液中浸漬處理，從而可以除去附著在催化劑表面的硫化物等有毒成分，實(shí)現(xiàn)催化劑再生。
[0021]第二發(fā)明是一種COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法，其對(duì)碳原料進(jìn)行氣化，并對(duì)氣化氣體中的羰基硫(COS)進(jìn)行水解，其特征在于，將使用后的COS轉(zhuǎn)化催化劑于堿溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間，然后再于酸溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將使用后的、已劣化的COS轉(zhuǎn)化催化劑于堿溶液中浸漬處理，然后再于酸溶液中浸漬處理，實(shí)施中和處理，從而可以除去附著在催化劑表面的硫化物等有毒成分，實(shí)現(xiàn)催化劑再生。
[0023]第三發(fā)明是一種COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法，其對(duì)碳原料進(jìn)行氣化，并對(duì)氣化氣體中的羰基硫(COS)進(jìn)行水解，其特征在于，將使用后的COS轉(zhuǎn)化催化劑于酸溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間，然后再于堿溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將使用后的、已劣化的⑶S轉(zhuǎn)化催化劑于酸溶液中浸漬處理，然后再于堿溶液中浸漬處理，實(shí)施中和處理，從而可以除去附著在催化劑表面的硫化物等有毒成分，實(shí)現(xiàn)催化劑再生。
[0025]第四發(fā)明是一種COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法，其特征在于，在第一至第三發(fā)明中的任一個(gè)發(fā)明中，以規(guī)定的加溫狀態(tài)(例如60°C?80°C)進(jìn)行上述浸漬處理。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將使用后的、已劣化的COS轉(zhuǎn)化催化劑于酸溶液中以加溫狀態(tài)進(jìn)行浸漬處理，從而可以除去附著在催化劑表面的硫化物等有毒成分，實(shí)現(xiàn)催化劑再生。
[0027]有益效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)利用酸、堿等實(shí)施藥劑清洗，從而可以除去附著在COS轉(zhuǎn)化催化劑上的有毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)再次使用。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是表示對(duì)各條件下的催化劑恢復(fù)率進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0030]圖2是表示COS轉(zhuǎn)化催化劑的溫度變化和COS轉(zhuǎn)化率的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。另外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施例，且，在存在多個(gè)實(shí)施例的情況下，也包括將各實(shí)施例加以組合而構(gòu)成的實(shí)施例。
[0032]實(shí)施例1
[0033]以下對(duì)實(shí)施例1相關(guān)的COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]實(shí)施例1相關(guān)的COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法對(duì)例如煤等碳原料進(jìn)行氣化，并對(duì)氣化氣體中的羰基硫(COS)進(jìn)行水解，該再生方法將使用后的COS轉(zhuǎn)化催化劑于酸溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間。
[0035]以下，說(shuō)明實(shí)施例1相關(guān)的催化劑再生方法的步驟。
[0036](I)首先，將填充到煤氣化發(fā)電廠的COS轉(zhuǎn)化裝置中的COS轉(zhuǎn)化催化劑取出。
[0037](2)利用鼓風(fēng)機(jī)等氣體噴射裝置除去附著在該取出的COS轉(zhuǎn)化催化劑上的灰分。
[0038](3)接著，將規(guī)定量的酸溶液投入浸漬容器內(nèi)，將實(shí)施了鼓風(fēng)處理的COS轉(zhuǎn)化催化劑浸漬于該酸溶液中。這里，使酸溶液的量約為至少可以充分埋沒(méi)COS轉(zhuǎn)化催化劑。更優(yōu)選酸溶液/COS轉(zhuǎn)化催化劑=3體積比以上。
[0039]酸溶液可以使用0.1當(dāng)量濃度(N)以上、I當(dāng)量濃度(N)左右的硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)等。
[0040]在該藥劑處理中，如果對(duì)藥劑溶液進(jìn)行加溫(例如60?80°C)處理，則附著的硫化物等的除去效率會(huì)有所提高。
[0041 ] (4)在該浸漬狀態(tài)下靜置15?60分鐘左右，實(shí)施浸漬處理。
[0042](5)使浸漬處理后的COS轉(zhuǎn)化催化劑繼續(xù)浸漬于其他容器中所準(zhǔn)備的水(例如離子交換水)中，實(shí)施水清洗處理。這里，使清洗溶液的量約為至少可以充分埋沒(méi)COS轉(zhuǎn)化催化劑。更優(yōu)選水/COS轉(zhuǎn)化催化劑=3體積比以上。
[0043](6)在該浸漬狀態(tài)下靜置例如15分鐘?60分鐘左右，實(shí)施水清洗處理。
[0044](7)清洗處理后，取出COS轉(zhuǎn)化催化劑，除去催化劑中的剩余溶液，然后進(jìn)行干燥處理。
[0045]干燥可以是自然干燥、加溫干燥中的任一種。這里，加熱干燥時(shí)優(yōu)選80°C?200°C，尤其優(yōu)選110°c?150°C。
[0046]如上所述，利用酸實(shí)施藥劑清洗，從而可以除去附著在COS轉(zhuǎn)化催化劑上的有毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)再次使用。
[0047]這里，根據(jù)催化劑上的灰塵附著量，也可以省略利用鼓風(fēng)機(jī)除去灰塵的工序(2)。
[0048]實(shí)施例2
[0049]以下對(duì)實(shí)施例2相關(guān)的COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0050]實(shí)施例2相關(guān)的COS轉(zhuǎn)化催化劑的催化劑再生方法對(duì)例如煤等碳原料進(jìn)行氣化，并對(duì)氣化氣體中的羰基硫(COS)進(jìn)行水解，該再生方法將使用后的COS轉(zhuǎn)化催化劑于堿溶液中浸漬處理規(guī)定時(shí)間。
[0051 ]以下，說(shuō)明實(shí)施例2相關(guān)的催化劑再生方法的步驟。
[0052](I)首先，將填充到煤氣化發(fā)電廠的COS轉(zhuǎn)化裝置中的催化劑取出。
[0053](2)利用鼓風(fēng)機(jī)等氣體噴射裝置除去附著在該取出的COS轉(zhuǎn)化催化劑上的灰分。
[0054](3)接著，將規(guī)定量的堿溶液投入浸漬容器內(nèi)，將實(shí)施了鼓風(fēng)處理的COS轉(zhuǎn)化催化劑浸漬于該堿溶液中。這里，使堿溶液的量約為至少可以充分浸漬COS轉(zhuǎn)化催化劑。更優(yōu)選堿溶液/COS轉(zhuǎn)化催化劑=3體積比以上。
[0055]堿溶液可以使用0.1當(dāng)量濃度(N)以上、I當(dāng)量濃度(N)左右的氫氧化鈉(NaOH)、氨水(NMH)、碳酸鈉(Na2CO3)等。
[0056]在該藥劑處理中，如果對(duì)藥劑溶液進(jìn)行加溫(例如60?80°C)處理，則附著的硫化物等的除去效率會(huì)有所提高。
[0057](4)在該浸漬狀態(tài)下靜置例如15分鐘?60分鐘左右，實(shí)施浸漬處理。
[0058](5)使浸漬處理后的COS轉(zhuǎn)化催化劑繼續(xù)浸漬于其他容器中所準(zhǔn)備的水(例如離子交換水)中，實(shí)施水清洗處理。這里，使清洗溶液的量約為至少可以充分埋沒(méi)COS轉(zhuǎn)化催化劑。更優(yōu)選水/COS轉(zhuǎn)化催化劑=3體積比以上。
[0059](6)在該浸漬