Mn-Ce/活性焦催化剂水洗-干燥联合再生方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于环保与催化领域，具体涉及一种Mn-Ce/活性焦催化剂水洗_干燥联合再生方法。
【背景技术】
[0002]Mn-Ce/活性焦催化剂主要用于移动床反应器，在低温(比如120°C )环境下具有很好的同时脱硫脱硝效果，其脱硫效率可达90%以上，脱硝效率在80%左右。但是，Mn-Ce/活性焦催化剂会由于吸附SO2W及表面沉积部分硫酸铵盐，脱除效率下降，最终导致催化剂失活，对生产工艺造成一定的困扰和麻烦。如果能够对失活的Mn-Ce/活性焦催化剂进行再生，使催化剂能循环使用，是一项符合我国国情的资源再利用技术，具有良好的发展前景。
[0003]原有的水洗再生活性焦是将活性焦水洗及干燥后再用于脱硫脱硝反应，但是实际操作中，水洗再生与活性焦干燥这两个过程往往分别进行，耗时长且水洗不充分，降低了活性焦再生效率。目前在用的水洗再生技术还不成熟，尚需要解决以下的问题:(I)水洗与干燥分开进行，占地面积大；(2)水洗不充分，活性焦再生效果不好；(3)水洗后产生的废液难于处理，阻碍了水洗工艺的发展；(4)无法在工业上大规模推广应用。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺点与不足，本发明提供了一种Mn-Ce/活性焦催化剂水洗-干燥联合再生方法，水洗和干燥过程在同一装置系统中进行，具有流程简单、操作方便、节约占地面积等优点，再生后催化剂脱硫和脱硝效率都较高，具有广阔的应用前景。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]Mn-Ce/活性焦催化剂水洗-干燥的联合再生方法，所述联合再生方法在一个水洗-干燥联合再生装置内完成对Mn-Ce/活性焦催化剂的水洗和干燥过程，最终得到再生后的Mn-Ce/活性焦催化剂；具体过程包括如下步骤:
[0007](I)水洗阶段:将失活的Mn-Ce/活性焦催化剂放入所述水洗_干燥联合再生装置内，用水清洗所述Mn-Ce/活性焦催化剂的表面，并向所述水洗-干燥联合再生装置内引入脱硫脱硝后的清洁烟气，清洗完毕后排空废水；
[0008](2)干燥阶段:向排空废水后的所述水洗-干燥联合再生装置内继续引入脱硫脱硝后的清洁烟气，用于干燥Mn-Ce/活性焦催化剂。
[0009]所述水洗-干燥联合再生装置的底部设有风帽和布气管，可引入脱硫脱硝后的清洁烟气，在所述再生装置的顶部设有烟气出口用于导出所述脱硫脱硝后的清洁烟气；
[0010]在所述水洗-干燥联合再生装置的顶部设有喷头，可向所述水洗-干燥联合再生装置内喷水，在所述水洗-干燥联合再生装置底部设有排水口用于排出废水。
[0011 ] 所述排水口与制硫酸铵装置连接，所述废水用于制备硫酸铵。
[0012]进一步地，所述脱硫脱硝后的清洁烟气的温度为100°C。
[0013]进一步地，所述干燥阶段引入脱硫脱硝后的清洁烟气的气量不少于所述水洗阶段引入脱硫脱硝后的清洁烟气的气量2倍。
[0014]进一步地，所述水洗阶段的时间为30min ;所述干燥阶段的时间为4h。
[0015]本发明具有的有益效果如下:
[0016](I)本发明在同一装置中利用清洁烟气，达到了水洗-干燥联合再生Mn-Ce/活性焦催化剂的目的，省去运输过程，节约了占地面积及再生时间，有效利用资源。
[0017](2)清洁烟气用于水洗和干燥Mn-Ce/活性焦催化剂，清洁烟气来源于移动床反应器脱硫脱硝后的烟气，不仅容易取得，且有一定的温度，避免重复加热空气，有效节约了能源；而且水洗过程中，清洁烟气从装置底部的风帽中导出，可在水中产生气泡，促进Mn-Ce/活性焦催化剂与水充分接触，从而提高催化剂的再生效率；在干燥过程中引入清洁烟气，具有一定温度的烟气可以加速催化剂的干燥。
[0018](3)本发明方法对水洗后的废液通过处理用于制备硫酸铵，最终用于制造化肥，可获得一定经济收益。
[0019](4)利用本发明方法再生后催化剂脱硫效率达到90%以上，脱硝效率可达到60%左右，可再次用于烟气的脱硫和脱硝。
[0020](5)本发明方法的工艺流程简单、技术性能良好、操作管理方便、无二次污染、环境和经济效益好，符合我国对节能减排的要求，具有极大的发展前景。
【附图说明】
[0021]图1为本发明方法的工艺流程图:(a)为水洗阶段的示意图，(b)为干燥阶段的示意图；
[0022]其中，1-失活的Mn-Ce/活性焦催化剂，2_烟气出口，3_工艺水箱，4_喷头，5_废液，6-风帽，7-脱硫脱硝后的清洁烟气，8- 7K，9-再生后的Mn-Ce/活性焦催化剂，10-水洗-干燥联合再生装置。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]如图1所示，在水洗-干燥联合再生装置10的底部设有风帽6和布气管，引入脱硫脱硝后的清洁烟气7，水洗时鼓入清洁烟气7，在水中产生气泡，形成扰动，促进水8与失活的Mn-Ce/活性焦催化剂I的充分接触；在干燥阶段通过清洁烟气7的不断吹扫，能够干燥再生后的Mn-Ce/活性焦催化剂9，最终清洁烟气7从装置顶部的烟气出口 2导出。
[0025]在水洗-干燥联合再生装置10的外部设有工艺水箱3，工艺水箱3的水8可通过装置顶部的喷头4喷入装置内；在装置的底部设有排水口，导出废液5。
[0026]在装置顶部设有入口，引入失活的Mn-Ce/活性焦催化剂1，在装置底部设有出口，可排出再生后的Mn-Ce/活性焦催化剂9。
[0027]本实施例的联合再生工艺在同一装置系统内分为两个阶段完成Mn-Ce/活性焦催化剂的再生，分别是水洗阶段与再生阶段:
[0028](I)水洗阶段:将移动床反应器中产生的粒径为2.5?7.5mm的失活的Mn-Ce/活性焦催化剂I放入水洗-干燥联合再生装置10，水8经工艺水箱3中从喷头4喷入装置内，其中，水8与失活的Mn-Ce/活性焦催化剂I的质量比为3:1 ;待水8淹没Mn-Ce/活性焦催化剂1，来源于经脱硫脱硝处理后的清洁烟气7通过风机、布气管、风帽6从装置底部鼓入装置内，烟气与水的液气比2:1 ;清洁烟气7来源于移动床反应器脱硫脱硝后的烟气，烟气温度为100°C左右，清洁烟气7在水8中产生气泡，促进失活的Mn-Ce/活性焦催化剂I与水8充分接触，水洗30分钟后，废液5通过底部的排水口排出，经过沉淀、过滤去除杂质，进入制硫酸铵装置，进行硫酸铵的生产。
[0029]其中，用水8作为溶剂与失活的Mn-Ce/活性焦催化剂I充分接触，其中的SO2与水8反应生成亚硫酸(H2SO3)UI (H2SO4),硫酸铵((NH4)2SO4)及亚硫酸铵(((NH4)2SO3)溶于水电离出硫酸根离子(SO42)、铵根离子(NH4+)及亚硫酸根离子(SO3)。水洗废液中(NH4)2SO4浓度可达30-40%，经处理可回收副产物硫酸铵，用于化肥生产。对水洗后的Mn-Ce/活性焦催化剂进行干燥，可再次用于烟气同时脱硫脱硝反应；主要化学反应如下:
[0030]S02+H20 — H2SO3
[0031 ] 2S02+2H20+02— 2H 2S04
[0032](NH4) 2S03— 2NH 4++S032
[0033]2S032 +02— 2S0 42 (曝气氧化)
[0034](NH4) 2S04— 2NH 4++S042
[0035]水洗再生Mn-Ce/活性焦催化剂，水洗产物可回收处理，其浓缩生产硫酸铵是成熟工艺，硫酸铵做为一种肥料，具有一定的经济效益。
[0036](b)干燥阶段:向排水后的Mn-Ce/活性焦催化剂中继续鼓入清洁烟气7，气量为水洗阶段的3倍，干燥时间4h。在清洁烟气7的不断吹扫下，Mn-Ce/活性焦催化剂得到干燥，干燥后的Mn-Ce/活性焦催化剂9可继续用于烟气的脱硫脱硝，其脱硝效率60%左右，脱硫效率90%以上。
【主权项】
1.Mn-Ce/活性焦催化剂水洗-干燥的联合再生方法，其特征在于，所述联合再生方法在一个水洗-干燥联合再生装置内完成对Mn-Ce/活性焦催化剂的水洗和干燥过程，最终得到再生后的Mn-Ce/活性焦催化剂；具体过程包括如下步骤: (1)水洗阶段:将失活的Mn-Ce/活性焦催化剂放入所述水洗_干燥联合再生装置内，用水清洗所述Mn-Ce/活性焦催化剂的表面，并向所述水洗-干燥联合再生装置内引入脱硫脱硝后的清洁烟气，清洗完毕后排空废水； (2)干燥阶段:向排空废水后的所述水洗-干燥联合再生装置内继续引入脱硫脱硝后的清洁烟气，用于干燥Mn-Ce/活性焦催化剂。2.根据权利要求1所述的Mn-Ce/活性焦催化剂水洗_干燥的联合再生方法，其特征在于，所述水洗-干燥联合再生装置的底部设有风帽和布气管，可引入脱硫脱硝后的清洁烟气，在所述再生装置的顶部设有烟气出口用于导出所述脱硫脱硝后的清洁烟气； 在所述水洗-干燥联合再生装置的顶部设有喷头，可向所述水洗-干燥联合再生装置内喷水，在所述水洗-干燥联合再生装置底部设有排水口用于排出废水。3.根据权利要求2所述的Mn-Ce/活性焦催化剂水洗_干燥的联合再生方法，其特征在于，所述排水口与制硫酸铵装置连接，所述废水用于制备硫酸铵。4.根据权利要求1、2或3所述的Mn-Ce/活性焦催化剂水洗_干燥的联合再生方法，其特征在于，所述脱硫脱硝后的清洁烟气的温度为100°C。5.根据权利要求1、2或3所述的Mn-Ce/活性焦催化剂水洗_干燥的联合再生方法，其特征在于，所述干燥阶段引入脱硫脱硝后的清洁烟气的气量不少于所述水洗阶段引入脱硫脱硝后的清洁烟气的气量2倍。6.根据权利要求1、2或3所述的Mn-Ce/活性焦催化剂水洗_干燥的联合再生方法，其特征在于，所述水洗阶段的时间为30min ;所述干燥阶段的时间为4h。
【专利摘要】本发明提供了一种Mn-Ce/活性焦催化剂水洗-干燥的联合再生方法，该方法在一个水洗-干燥联合再生装置内完成对Mn-Ce/活性焦催化剂的水洗和干燥过程，最终得到再生后的Mn-Ce/活性焦催化剂；具体过程包括如下步骤：(1)水洗阶段：将失活的Mn-Ce/活性焦催化剂放入水洗-干燥联合再生装置内，用水清洗Mn-Ce/活性焦催化剂的表面，并向水洗-干燥联合再生装置内引入脱硫脱硝后的清洁烟气，清洗完毕后排空废水；(2)干燥阶段：向排空废水后的水洗-干燥联合再生装置内继续引入脱硫脱硝后的清洁烟气，用于干燥Mn-Ce/活性焦催化剂。本发明方法具有流程简单、操作方便、节约占地面积等优点，再生后催化剂脱硫效率达到90％以上，脱硝效率可达到60％左右，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】B01J38/48, B01J38/04
【公开号】CN105032502
【申请号】CN201510468350
【发明人】杨柳, 谭月, 周爱奕, 盛重义
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月3日