Mn-Ce/活性焦催化劑水洗-干燥聯合再生方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于環保與催化領域，具體涉及一種Mn-Ce/活性焦催化劑水洗_干燥聯合再生方法。
【背景技術】
[0002]Mn-Ce/活性焦催化劑主要用于移動床反應器，在低溫(比如120°C )環境下具有很好的同時脫硫脫硝效果，其脫硫效率可達90%以上，脫硝效率在80%左右。但是，Mn-Ce/活性焦催化劑會由于吸附SO2W及表面沉積部分硫酸銨鹽，脫除效率下降，最終導致催化劑失活，對生產工藝造成一定的困擾和麻煩。如果能夠對失活的Mn-Ce/活性焦催化劑進行再生，使催化劑能循環使用，是一項符合我國國情的資源再利用技術，具有良好的發展前景。
[0003]原有的水洗再生活性焦是將活性焦水洗及干燥后再用于脫硫脫硝反應，但是實際操作中，水洗再生與活性焦干燥這兩個過程往往分別進行，耗時長且水洗不充分，降低了活性焦再生效率。目前在用的水洗再生技術還不成熟，尚需要解決以下的問題:(I)水洗與干燥分開進行，占地面積大；(2)水洗不充分，活性焦再生效果不好；(3)水洗后產生的廢液難于處理，阻礙了水洗工藝的發展；(4)無法在工業上大規模推廣應用。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的缺點與不足，本發明提供了一種Mn-Ce/活性焦催化劑水洗-干燥聯合再生方法，水洗和干燥過程在同一裝置系統中進行，具有流程簡單、操作方便、節約占地面積等優點，再生后催化劑脫硫和脫硝效率都較高，具有廣闊的應用前景。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]Mn-Ce/活性焦催化劑水洗-干燥的聯合再生方法，所述聯合再生方法在一個水洗-干燥聯合再生裝置內完成對Mn-Ce/活性焦催化劑的水洗和干燥過程，最終得到再生后的Mn-Ce/活性焦催化劑；具體過程包括如下步驟:
[0007](I)水洗階段:將失活的Mn-Ce/活性焦催化劑放入所述水洗_干燥聯合再生裝置內，用水清洗所述Mn-Ce/活性焦催化劑的表面，并向所述水洗-干燥聯合再生裝置內引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，清洗完畢后排空廢水；
[0008](2)干燥階段:向排空廢水后的所述水洗-干燥聯合再生裝置內繼續引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，用于干燥Mn-Ce/活性焦催化劑。
[0009]所述水洗-干燥聯合再生裝置的底部設有風帽和布氣管，可引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，在所述再生裝置的頂部設有煙氣出口用于導出所述脫硫脫硝后的清潔煙氣；
[0010]在所述水洗-干燥聯合再生裝置的頂部設有噴頭，可向所述水洗-干燥聯合再生裝置內噴水，在所述水洗-干燥聯合再生裝置底部設有排水口用于排出廢水。
[0011 ] 所述排水口與制硫酸銨裝置連接，所述廢水用于制備硫酸銨。
[0012]進一步地，所述脫硫脫硝后的清潔煙氣的溫度為100°C。
[0013]進一步地，所述干燥階段引入脫硫脫硝后的清潔煙氣的氣量不少于所述水洗階段引入脫硫脫硝后的清潔煙氣的氣量2倍。
[0014]進一步地，所述水洗階段的時間為30min ;所述干燥階段的時間為4h。
[0015]本發明具有的有益效果如下:
[0016](I)本發明在同一裝置中利用清潔煙氣，達到了水洗-干燥聯合再生Mn-Ce/活性焦催化劑的目的，省去運輸過程，節約了占地面積及再生時間，有效利用資源。
[0017](2)清潔煙氣用于水洗和干燥Mn-Ce/活性焦催化劑，清潔煙氣來源于移動床反應器脫硫脫硝后的煙氣，不僅容易取得，且有一定的溫度，避免重復加熱空氣，有效節約了能源；而且水洗過程中，清潔煙氣從裝置底部的風帽中導出，可在水中產生氣泡，促進Mn-Ce/活性焦催化劑與水充分接觸，從而提高催化劑的再生效率；在干燥過程中引入清潔煙氣，具有一定溫度的煙氣可以加速催化劑的干燥。
[0018](3)本發明方法對水洗后的廢液通過處理用于制備硫酸銨，最終用于制造化肥，可獲得一定經濟收益。
[0019](4)利用本發明方法再生后催化劑脫硫效率達到90%以上，脫硝效率可達到60%左右，可再次用于煙氣的脫硫和脫硝。
[0020](5)本發明方法的工藝流程簡單、技術性能良好、操作管理方便、無二次污染、環境和經濟效益好，符合我國對節能減排的要求，具有極大的發展前景。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明方法的工藝流程圖:(a)為水洗階段的示意圖，(b)為干燥階段的示意圖；
[0022]其中，1-失活的Mn-Ce/活性焦催化劑，2_煙氣出口，3_工藝水箱，4_噴頭，5_廢液，6-風帽，7-脫硫脫硝后的清潔煙氣，8- 7K，9-再生后的Mn-Ce/活性焦催化劑，10-水洗-干燥聯合再生裝置。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0024]如圖1所示，在水洗-干燥聯合再生裝置10的底部設有風帽6和布氣管，引入脫硫脫硝后的清潔煙氣7，水洗時鼓入清潔煙氣7，在水中產生氣泡，形成擾動，促進水8與失活的Mn-Ce/活性焦催化劑I的充分接觸；在干燥階段通過清潔煙氣7的不斷吹掃，能夠干燥再生后的Mn-Ce/活性焦催化劑9，最終清潔煙氣7從裝置頂部的煙氣出口 2導出。
[0025]在水洗-干燥聯合再生裝置10的外部設有工藝水箱3，工藝水箱3的水8可通過裝置頂部的噴頭4噴入裝置內；在裝置的底部設有排水口，導出廢液5。
[0026]在裝置頂部設有入口，引入失活的Mn-Ce/活性焦催化劑1，在裝置底部設有出口，可排出再生后的Mn-Ce/活性焦催化劑9。
[0027]本實施例的聯合再生工藝在同一裝置系統內分為兩個階段完成Mn-Ce/活性焦催化劑的再生，分別是水洗階段與再生階段:
[0028](I)水洗階段:將移動床反應器中產生的粒徑為2.5?7.5mm的失活的Mn-Ce/活性焦催化劑I放入水洗-干燥聯合再生裝置10，水8經工藝水箱3中從噴頭4噴入裝置內，其中，水8與失活的Mn-Ce/活性焦催化劑I的質量比為3:1 ;待水8淹沒Mn-Ce/活性焦催化劑1，來源于經脫硫脫硝處理后的清潔煙氣7通過風機、布氣管、風帽6從裝置底部鼓入裝置內，煙氣與水的液氣比2:1 ;清潔煙氣7來源于移動床反應器脫硫脫硝后的煙氣，煙氣溫度為100°C左右，清潔煙氣7在水8中產生氣泡，促進失活的Mn-Ce/活性焦催化劑I與水8充分接觸，水洗30分鐘后，廢液5通過底部的排水口排出，經過沉淀、過濾去除雜質，進入制硫酸銨裝置，進行硫酸銨的生產。
[0029]其中，用水8作為溶劑與失活的Mn-Ce/活性焦催化劑I充分接觸，其中的SO2與水8反應生成亞硫酸(H2SO3)UI (H2SO4),硫酸銨((NH4)2SO4)及亞硫酸銨(((NH4)2SO3)溶于水電離出硫酸根離子(SO42)、銨根離子(NH4+)及亞硫酸根離子(SO3)。水洗廢液中(NH4)2SO4濃度可達30-40%，經處理可回收副產物硫酸銨，用于化肥生產。對水洗后的Mn-Ce/活性焦催化劑進行干燥，可再次用于煙氣同時脫硫脫硝反應；主要化學反應如下:
[0030]S02+H20 — H2SO3
[0031 ] 2S02+2H20+02— 2H 2S04
[0032](NH4) 2S03— 2NH 4++S032
[0033]2S032 +02— 2S0 42 (曝氣氧化)
[0034](NH4) 2S04— 2NH 4++S042
[0035]水洗再生Mn-Ce/活性焦催化劑，水洗產物可回收處理，其濃縮生產硫酸銨是成熟工藝，硫酸銨做為一種肥料，具有一定的經濟效益。
[0036](b)干燥階段:向排水后的Mn-Ce/活性焦催化劑中繼續鼓入清潔煙氣7，氣量為水洗階段的3倍，干燥時間4h。在清潔煙氣7的不斷吹掃下，Mn-Ce/活性焦催化劑得到干燥，干燥后的Mn-Ce/活性焦催化劑9可繼續用于煙氣的脫硫脫硝，其脫硝效率60%左右，脫硫效率90%以上。
【主權項】
1.Mn-Ce/活性焦催化劑水洗-干燥的聯合再生方法，其特征在于，所述聯合再生方法在一個水洗-干燥聯合再生裝置內完成對Mn-Ce/活性焦催化劑的水洗和干燥過程，最終得到再生后的Mn-Ce/活性焦催化劑；具體過程包括如下步驟: (1)水洗階段:將失活的Mn-Ce/活性焦催化劑放入所述水洗_干燥聯合再生裝置內，用水清洗所述Mn-Ce/活性焦催化劑的表面，并向所述水洗-干燥聯合再生裝置內引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，清洗完畢后排空廢水； (2)干燥階段:向排空廢水后的所述水洗-干燥聯合再生裝置內繼續引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，用于干燥Mn-Ce/活性焦催化劑。2.根據權利要求1所述的Mn-Ce/活性焦催化劑水洗_干燥的聯合再生方法，其特征在于，所述水洗-干燥聯合再生裝置的底部設有風帽和布氣管，可引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，在所述再生裝置的頂部設有煙氣出口用于導出所述脫硫脫硝后的清潔煙氣； 在所述水洗-干燥聯合再生裝置的頂部設有噴頭，可向所述水洗-干燥聯合再生裝置內噴水，在所述水洗-干燥聯合再生裝置底部設有排水口用于排出廢水。3.根據權利要求2所述的Mn-Ce/活性焦催化劑水洗_干燥的聯合再生方法，其特征在于，所述排水口與制硫酸銨裝置連接，所述廢水用于制備硫酸銨。4.根據權利要求1、2或3所述的Mn-Ce/活性焦催化劑水洗_干燥的聯合再生方法，其特征在于，所述脫硫脫硝后的清潔煙氣的溫度為100°C。5.根據權利要求1、2或3所述的Mn-Ce/活性焦催化劑水洗_干燥的聯合再生方法，其特征在于，所述干燥階段引入脫硫脫硝后的清潔煙氣的氣量不少于所述水洗階段引入脫硫脫硝后的清潔煙氣的氣量2倍。6.根據權利要求1、2或3所述的Mn-Ce/活性焦催化劑水洗_干燥的聯合再生方法，其特征在于，所述水洗階段的時間為30min ;所述干燥階段的時間為4h。
【專利摘要】本發明提供了一種Mn-Ce/活性焦催化劑水洗-干燥的聯合再生方法，該方法在一個水洗-干燥聯合再生裝置內完成對Mn-Ce/活性焦催化劑的水洗和干燥過程，最終得到再生后的Mn-Ce/活性焦催化劑；具體過程包括如下步驟：(1)水洗階段：將失活的Mn-Ce/活性焦催化劑放入水洗-干燥聯合再生裝置內，用水清洗Mn-Ce/活性焦催化劑的表面，并向水洗-干燥聯合再生裝置內引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，清洗完畢后排空廢水；(2)干燥階段：向排空廢水后的水洗-干燥聯合再生裝置內繼續引入脫硫脫硝后的清潔煙氣，用于干燥Mn-Ce/活性焦催化劑。本發明方法具有流程簡單、操作方便、節約占地面積等優點，再生后催化劑脫硫效率達到90％以上，脫硝效率可達到60％左右，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】B01J38/48, B01J38/04
【公開號】CN105032502
【申請號】CN201510468350
【發明人】楊柳, 譚月, 周愛奕, 盛重義
【申請人】南京師范大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月3日