活性半焦烟气脱硫脱硝催化剂制备与再生工艺设计

于大鹏

中国海洋大学

摘要：

近年来，我国大气污染控制由控制SO2排放，逐渐转为 SO2、NOx、汞及其化合物、PM2.5等四种污染物的排放控制。尽管各国开发的FGD方法很多，但大都仅限于脱硫，相比之下，基于活性半焦的干法烟气脱硫脱硝技术既可以把烟气中的硫硝汞PM2.5一体化脱除，又能将硫、氮和炭“资源化”回收，更符合我国当前和未来大气环境治理所需，因此具有广阔的发展前景。　　本文采用鄂尔多斯半焦为原料，按高压水热活化、酸活化、负载活性组分和高温煅烧4步对半焦的制备工艺进行了设计计算。　　然后以活性半焦为吸附剂和催化剂，分固定床和移动床分别对烟气脱硫脱硝工艺进行了设计计算并优化。其中固定床工艺采用三塔单独或串联（两用一备）操作，脱硝系统设在脱硫工段之后，固定床均采用“抽屉式”模块化设计，脱硫空速900h-1条件下，计算出脱硫塔单塔体积为150m3，床层压降3521.5Pa，脱硝空速1000h-1时，脱硝塔体积为135m3；移动床工艺采用移动床光催化同时脱硫脱硝，反应器为单元模块化设计，空速900h-1下，移动床床层体积180m3，床层压降为1580.8Pa。　　随着脱硫脱硝的进行，半焦光催化剂将逐渐失活，需要定期再生。失活半焦的再生工艺为本设计的一个创新点，本文先对失活半焦进行氨水再生，后选取5~20％氨水再生后半焦进一步蒸汽热再生设计，其特点是再生时间短、能耗低、再生彻底而且可以副产硫铵/硝铵母液。其中，氨水再生工艺为一副产硫铵/硝铵的移动式加压氨水喷淋再生过程，所用传输钢带长为17m，宽为3m，传送速度为34m/min，氨水喷淋量为4.86m3/h；热再生设计为烟气闭路循环热再生工艺，500℃、空速2000h-1条件下，再生消耗的蒸汽量为832.5m3/h，消耗的焦炉气量为1126.1m3/h。　　文章的最后部分介绍了两种典型的硫铵/硝铵蒸发结晶工艺，以供设计参考。所用蒸发装置初步选定为悬框式蒸发器，其传热面积为795.2m2，传热速率为8.101×106kJ/h，合2250.2kW。

关键词：烟气脱硫脱硝技术;催化剂;活性半焦;制备工艺

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：化学工程

导师姓名：李春虎

学位年度：2013

语种：中文

分类号：X701.3

页数：83

在线出版日期：2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）