一种吸硫V₂O₅/AC催化吸附剂的再生方法

专利名称：一种吸硫V₂O₅/AC催化吸附剂的再生方法
技术领域：
本发明属于一种用于炭基催化吸附剂再生的方法，具体为脱硫或 同时脱硫脱硝后的V205/AC催化吸附剂在含CO的气氛中再生的方法。
技术背景我国的能源消费结构以煤为主，煤的大量燃烧致使我国大气呈煤 烟型污染。燃煤排放的S02与N(X是形成酸雨和光化学烟雾的罪魁祸 首，对环境及人类的危害极大。严格控制S02和N(X的排放是中国能 源和环保领域的重点工作。与目前最常用的湿法石灰石-石膏工艺相比，干法同时脱硫脱硝催 化-吸附技术具有高的脱硫脱硝活性、催化吸附剂可再生、无二次污 染以及耗水量小等优势，在烟气净化上更具有广阔的应用前景。研究 表明，在活性炭(焦)上担载VA制得的V205/AC催化吸附剂具有良 好的低温同时脱硫脱硝活性(催化学报，2005， 26 (6): 463-469)。 V205/AC催化吸附剂的脱硝过程是N0x在还原剂和催化吸附剂的共同作 用下，发生选择性催化还原(SCR)反应，生成无害的氮气。而与脱硝 不同，脱硫过程是02在V205/AC的催化作用下将S02氧化为S03，而后 与H20作用生成H2S04并储存在AC微孔中，达到一定硫容后S02的脱 除效率就会降低，通过再生催化剂的活性得以恢复，可以循环使用(燃 料化学学报，2005， 33 (1): 6-11)。所以，脱硫后的炭基催化-吸附 剂的再生技术关系到它后续的脱硫活性，稳定性，使用寿命以及硫资 源化等问题，因此再生方法的选择显得尤为重要。而目前，常用的再生方法主要是热再生，其本质是载体上的炭还 原硫酸使得炭基催化吸附剂硫容得以恢复。热再生过程耗炭量严重， 导致再生后的催化吸附剂的脱硫活性和稳定性大为降低。 发明内容本发明的目的在于提供一种简单的、再生后V205/AC催化吸附剂的 脱硫活性和稳定性好的再生方法。3本发明所述的炭基催化吸附剂采用等体积浸渍法制备。首先，根 据钒的担载量，取一定量预先制好的含钒溶液，等体积均匀浸渍到炭基载体上，在室温下放置2-5小时，再在50。C下干燥2-12小时，而 后在ll(TC下干燥2-8小时。最后，在300-500°C惰性气氛下煅烧2-6 小时，250°C空气中预氧化2-5小时，即可制得担载量为0. lwt%-5wt% 的V205/AC催化吸附剂。具体地制备方法见燃料化学学报，2005， 33 (1): 6-11。按上述方法制得的担载量为0. 1讨％-5讨％的V205 /AC催化吸附剂， 在吸硫后装入再生反应器中，在0)含量为0.05%-1.0%的气氛中，升 温至230-420°C，再生10-120分钟。再生后的炭基催化吸附剂可以用 于下一次脱硫。如上所述的炭基载体为活性炭、活性焦、蜂窝状活性炭或活性炭 纤维。本发明同现有技术相比有以下优点1、 该方法再生的炭基催化吸附剂的吸附硫容比热再生的更高；2、 该方法再生的炭基催化吸附剂的穿透时间比热再生的更长；3、 该方法再生的炭基催化吸附剂的脱硫稳定性比热再生的更好。
具体实施方式
实施例1取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-50(TC惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得\^205担载 量为lwty。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在O. 15%S02， 4.0%02， 6細20中，空速为7000ml/g.h，脱硫温度为200°C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3.26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 15%C0/N2，空速为10000 ml/g h，再生温度300°C，再生时间90 分钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时， 其脱硫率降为80%时吸附硫容为1.95gS02/100g-cat.，穿透时间10分钟。实施例2取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的朋4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在11(TC下干燥6小时。最后，在300-50(TC惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担载 量为lw"/o的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在0. 150/oSO2， 4. 0%02， 6%&0中，空速为8000ml/g.h，脱硫温度为200°C下脱除S02，脱硫 率降为80。/。时其吸附硫容为3. 26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 05%CO/N2，空速为6000 ml/g h，再生温度350°C，再生吋间60分 钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 53gSO2/100g-cat.，穿透时间约为12 分钟。实施例3取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-50(TC惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担载 量为lwt。/。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在0. 15%S02， 4. 0%02， 6%&0中，空速为8000ml/g.h，脱硫温度为20(TC下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3. 26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 15°/oCO/N2，空速为8000 ml/g h,再生温度350°C，再生吋间90分 钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 80gS02/100g-cat.，穿透时间约为28 分钟。 实施例4取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-50(TC惰 性气氛下煅烧5小时，25CTC空气中预氧化5小时即可制得VA担载 量为lwt。/。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在O. 15%S02， 4. 0%02,6%&0中，空速为8000ml/g.h，脱硫温度为200。C下脱除S02，脱硫 率降为80。/。时其吸附硫容为3. 26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 15%C0/N2，空速为5000 ml/g h，再生温度350°C，再生吋间30分 钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 60gS02/100g-cat.，穿透时间约为10 分钟。取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的朋4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在5(TC 下干燥8小时，而后在110T下干燥6小时。最后，在300-500°C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得^05担载 量为lwt呢的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在0. 15%S02， 4. 0%02， 6%&0中，空速为8000ml/g.h，脱硫温度为200°C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3.26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 15%C0/Ar，空速为9000 ml/g h，再生温度380°C,再生时间90 分钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时， 其脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 69gSO2/100g-cat.，穿透吋间约为 20分钟。实施例6取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在5(TC 下干燥8小时，而后在110。C下千燥6小时。最后，在300-500°C惰 性气氛下煅烧5小时，250T空气中预氧化5小时即可制得VA担载 量为lwt。/。的VA/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在O. 15%S02， 4.0%02， 6°組20中，空速为8000ml/g h，脱硫温度为200°C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3.26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 30%C0/N2，空速为3000 ml/g h，再生温度350°C，再生时间90分 钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 36gS02/100g-cat.，穿透时间约为20分钟。实施例7取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-50(rC惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得VA担载 量为lwt。/。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在0. 15%S02， 4. 0%02， 60/晶0中，空速为8000ml/g'h，脱硫温度为200°C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3. 26gS02/100g-cat.。再生气氛为 1.0%C0/N2，空速为6000 ml/g*h，再生温度230°C，再生时间90分钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80%时吸附硫容为0. 6gS02/100g-cat.，穿透时间约为3分钟。实施例8 ,取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得VA担载 量为1wt。/。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在O. 15%S02, 4.0%02， 6%H20中，空速为8000 ml/g h，脱硫温度为200°C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3.26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 15%C0/N2，空速为8000 ml/g h，再生温度350°C，再生时间90分钟。经过六次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 67gS02/100g-cat.，穿透时间约为32分钟。实施例9取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得VA担载 量为lwt。/。的VA/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在O. 15%S02， 4. 0%02，76懇20中，空速为8000ml/g h，脱硫温度为200。C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3.26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 15%C0/Ar，空速为9000 ml/g h，再生温度420°C，再生时间90 分钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时， 其脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 71gS02/100g-cat.，穿透时间约为 22分钟。 实施例10取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500°C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得^05担载 量为lwt。/。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在0. 15%S02， 4. 0%02， 6°/必20中，空速为8000ml/g.h，脱硫温度为200。C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3.26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0. 30%CO/Ar，空速为500 ml/g h，再生温度350°C，再生吋间10分 钟。经过两次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时，其 脱硫率降为80°/。时吸附硫容为2. 44gS02/100g-cat.，穿透时间约为20分钟。实施例11取一定量预先制好钒浓度为0. 0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等体 积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在110T下千燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担载 量为lwt。/。的V205/AC催化吸附剂。该催化吸附剂在0. 15%S02， 4. 0%02， 6°超20中，空速为8000ml/g.h，脱硫温度为200。C下脱除S02，脱硫 率降为80%时其吸附硫容为3. 26gS02/100g-cat.。再生气氛为 0.50%C0/Ar，空速为1500 ml/g h，再生温度350°C，再生时间120 分钟。经过一次脱硫-再生的循环后，催化吸附剂再次用于脱硫时， 其脱硫率降为80%时吸附硫容为2. 15gS02/100g-cat.，穿透吋间约为 20分钟。
权利要求
1.一种吸硫V2O5/AC催化吸附剂的再生方法，其特征在于包括如下步骤担载量为0.1wt％-5wt％的V2O5/炭基载体的催化吸附剂在吸硫后装入再生反应器中，在CO含量为0.05％-1.0％的气氛中，升温至230-420℃，再生10-120分钟。
2、 如权利要求1所述的一种吸硫VA/AC催化吸附剂的再生方法，其 特征在于所述的担载量为0. lwt%-5wt。/。的V205 /炭基载体的催化吸附 剂是由如下方法制备的首先，取预先制好的含钒溶液，等体积均匀 浸渍到炭基载体上，在室温下放置2-5小时，再在5(TC下干燥2-12 小时，而后在11(TC下干燥2-8小时。最后，在300-50(TC惰性气氛 下煅烧2-6小时，25CTC空气中预氧化2-5小时，即可制得担载量为 0. lwt%-5wty。的V205 /炭基载体的催化吸附剂。
3、 如权利要求2所述的一种吸硫V20s/AC催化吸附剂的再生方法，其 特征在于所述的所述的炭基载体为活性炭、活性焦、蜂窝状活性炭或 活性炭纤维。
全文摘要
一种吸硫V₂O₅/AC催化吸附剂的再生方法是担载量为0.1wt％-5wt％的V₂O₅/炭基载体的催化吸附剂在吸硫后装入再生反应器中，在CO含量为0.05％-1.0％的气氛中，升温至230-420℃，再生10-120分钟。。本发明具有使得催化吸附剂再生后的脱硫活性、稳定性都能得到良好的恢复，再生工艺简单，可操作性强的优点。
文档编号B01J20/30GK101259417SQ200810054830
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者睿 张, 牛宏贤, 黄张根 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所