专利名称：一种利用活性炭基吸附剂脱除烟气中so的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脱除烟气中SO2的工艺，更具体地说是一种利用活性炭基吸附剂脱除燃煤电厂、燃煤锅炉和燃煤窑炉等烟气中SO2的工艺。
背景技术：
煤炭在我国的能源消费结构中占69％，煤的大量燃烧，使全国大气呈煤烟型污染，特别是80年代以来，随着我国经济迅速发展，煤炭消耗量日益增加，SO2排放量不断增长，造成大气环境严重污染。据统计，1985年我国SO2排放量为1530万吨，1990年为1752万吨，1995年便增长到2370万吨，照此速度预计2000年SO2排放量将为2590万吨。由于SO2的大量排放，造成生态环境破坏，酸雨现象严重。目前我国酸雨面积已占国土面积的40％，全国降水酸度平均升高2-8倍，出现世界罕见的降水pH值低于4的情况。由于酸雨沉降对农业，林业和材料破坏所造成的经济损失每年高达1000多亿元。所以削减SO2排放量，降低SO2排放浓度，防止SO2大气污染，立足国情，开发适应不同规模的烟气脱硫技术已成为当今及未来相当长时期内的主要任务。
根据我国可持续发展战略和《中国21世纪议程》，本世纪初，全国SO2的排放总量不得超过1995年的2370万吨。但就目前的烟气脱硫技术而言，其投资和运行费用居高难下，难以推广，导致尽管环保部门将逐年加大SO2排放的罚款力度，但却无法从根本上提供相关技术予以解决。国内外目前已工业化和正在进行研究的烟气脱硫技术约有上百种，这些方法从工艺上可分为干法和湿法，从加入脱硫剂的回收利用上可分为屏弃法和回收法。其中已工业化或中试过的主要方法有1)亚硫酸铵法；2)柠檬酸盐法；3)活性炭湿法脱硫；4)湿法脱硫生产磷氨复合肥；5)电子束法脱硫；6)石灰-石膏法脱硫。以上方法要么投资大、运行费用高，要么是脱硫后废脱硫剂无法利用，有二次污染，对于电厂大容量锅炉，废渣的堆放或受到运费的制约或受到场地堆放的限制，都是影响脱硫技术能否商业化的关键因素。因此，这些技术目前在我国均难以大规模推广和使用。其中，国际上已大规模商业化应用的烟气脱硫技术(FGD石灰粉喷入法)，其技术成熟度高，我国也有电厂引进，但由于成本高、投资大、副产石膏没有综合利用也无一例成功。目前大多数研究者认为改性活性半焦等活性炭基吸附剂脱除烟气中SO2最有发展前途。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用活性炭基吸附剂脱除烟气中SO2的工艺。
一种利用活性炭基吸附剂脱除烟气中SO2的工艺，它是将含有SO2的烟气，通过装有活性炭基吸附剂的脱硫塔或脱硫槽脱硫，当脱硫塔或脱硫槽SO2出口浓度超过指标时采用热水洗涤或惰性气体高温吹扫活性炭基吸附剂进行再生，再生产物为稀H2SO4或单质S。
本发明的具体工艺操作条件为在温度60-160℃和空速500-2000h-1下脱硫，在60-90℃用热水洗涤再生或在340-680℃和空速在500-4000h-1下用惰性气体吹扫再生。通常烟气中含有的SO2浓度为0-5000ppm。所述活性炭基吸附剂可由活性半焦、活性焦或活性炭等活性炭基材料采用臭氧活化法或加压水热化学活化法制备，上述两种制备方法已由本发明人申请了专利。
本发明的工艺采用三(多)个塔或三(多)个槽，它们既可串联也可并联操作使用，通常两个脱硫，一个再生。
本发明的优点是可明显提高吸附剂的硫容和使用效率，并且在再生的过程中副产稀H2SO4或单质S，达到了资源综合利用的效果。该工艺可用于燃煤电厂、燃煤锅炉和燃煤窑炉等烟气的脱硫净化环境保护行业中。
具体实施例方式
下面结合附图并通过具体实施例详细说明本发明。
图1是本发明的工艺流程图。
图2是采用热水洗涤再生的脱硫工艺流程图。
图3是采用惰性气体吹扫再生的脱硫工艺流程图。
实施例1如图2所示，采用三个反应塔单独或串(并)联操作。反应塔直径均为70mm，每塔装填量为1升，重量为581克的活性半焦吸附剂，在脱硫温度为90℃，空速为900h-1，烟气组成为SO2800-2600ppm、O29.5-14.8％、CO75-435ppm、其余为N2和CO2条件下，工艺操作如下首先打开1号和2号阀门，烟气进入1#脱硫反应塔，脱硫净化后的烟气经2号阀进入净化后管路排入烟囱；当1#塔出口气体SO2检测超过标准时(如200ppm)，则关闭2号阀门，同时打开3号和5号阀门，此时1#脱硫反应塔和2#脱硫反应塔串联操作；当2#塔出口气体中SO2检测超标时，则关闭1、2、3、5号阀门，同时打开4、6和8号阀门，此时2#塔和3#塔串联操作进行烟气脱硫；同时用热水对1#脱硫塔进行再生，打开阀门A将90℃与吸附剂体积等量(1.0升)的热水注入1#反应塔，停留1小时后，打开A′阀门，将洗脱再生液打入浓H2SO4回收槽内；接着再用热水重复上述操作对1#塔内的吸附剂进行再生，只是再生液将被打入稀H2SO4槽内；待从1#塔流出的再生液PH值等于6时，停止再生。同理，当3#塔出口气SO2超标时，此时关闭4、6和8号阀门；同时打开7、9和2号阀门，此时3#塔和再生后的1#塔串联操作进行烟气脱硫，2#塔进行吸附剂再生，其过程如下首先打开B阀，用泵将稀H2SO4槽内的稀H2SO4打入2#反应塔内1升，停留1小时后，打开B′阀，将洗脱液注入浓H2SO4槽内；接着再生热水1升注入2#塔内停留1小时之后，将洗脱液导入稀H2SO4槽内，如此反复，直到出口洗脱液PH值升至6时，再生完全，如此反复进行脱硫和再生操作。如此得到活性炭基吸附剂的累积硫容为168％。由此可见，该工艺可明显提高吸附剂的硫容和使用效率。
实施例2如图3所示，采用三个反应塔单独或串(并)联操作。反应塔直径均为70mm，每塔装填量为1升，重量为581克的活性半焦吸附剂，在脱硫温度为90℃，空速为900h-1，烟气组成为SO2800-2600ppm、O29.5-14.8％、CO75-435ppm、其余为N2和CO2条件下，工艺操作如下首先打开1号和2号阀门，烟气进入1#脱硫反应塔，脱硫净化后的烟气经2号阀进入净化后管路排入烟囱；当1#塔出口气体SO2检测超过标准时(如200ppm)，则关闭2号阀门，同时打开3号和5号阀门，此时1#脱硫反应塔和2#脱硫反应塔串联操作；当2#塔出口气体中SO2检测超标时，则关闭1、2、3、5号阀门，同时打开4、6和8号阀门。此时2#塔和3#塔串联操作进行烟气脱硫；同时用热风炉中的惰性气体对1#反应塔进行再生，打开阀门A′和A，在温度340-680℃和空速500-4000h-1下对1#反应塔内的吸附剂进行自下而上的连续吹扫，吸附剂将与吸附的SO2和SO3反应生成硫磺蒸汽，反应式如下
出口气体经冷却器后温度降为60℃以下，此时气体中的硫磺蒸汽变为固体硫磺而回收，回收硫磺后的尾气经热风炉后可继续使用，待冷却器中的气体含硫量降至10mg/Nm3以下时，停止再生，打开1#料仓卸料阀对1#反应塔进行吸附剂补充，直至反应塔内吸附剂达到刻度1升为止。此时1#反应塔可进行下一轮脱硫反应。同理，当3#塔出口气SO2超标时，此时关闭4、6和8号阀门；同时打开7、9和2号阀门，此时3#塔和再生后的1#塔串联操作进行烟气脱硫，2#塔进行吸附剂再生，其过程同1#塔的再生。打开B′和B阀门，将回收硫磺后的尾气(主要是CO2和N2气)经热风炉打入2#塔进行自下而上的连续吹扫，使其进行再生。再生完全之后，打开2#料仓卸料阀对2#反应塔进行吸附剂的补充。如此反复进行脱硫和再生反应。得到活性炭基材料吸附剂的累积硫容为240％。由此可见，该工艺可明显提高吸附剂的硫容和使用效率。
权利要求
1.一种利用活性炭基吸附剂脱除烟气中SO2的工艺，其特征是将含有SO2的烟气通过装有活性炭基吸附剂的脱硫塔或脱硫槽脱硫，当脱硫塔或脱硫槽SO2出口浓度超过指标时采用热水洗涤或惰性气体高温吹扫活性炭基吸附剂进行再生。
2.根据权利要求1所述的脱除烟气中SO2的工艺，其特征是所述的脱硫是在温度60-160℃和空速500-2000h-1条件下进行。
3.根据权利要求1所述的脱除烟气中SO2的工艺，其特征是所述吸附剂的再生是指在60-90℃用热水洗涤再生或在340-680℃和空速在500-4000h-1下用惰性气体吹扫再生。
全文摘要
本发明公开了一种利用活性炭基吸附剂脱除烟气中SO
文档编号B01D53/04GK1583219SQ20041002415
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月26日 优先权日2004年5月26日
发明者李春虎 申请人:中国海洋大学