配方型吸附剂同时干法脱硫脱硝脱汞的再生工艺组成比例

本发明专利技术公开了一种配方型吸附剂同时干法脱硫脱硝脱汞的再生工艺，其特征在于采用活性焦配方磁性载银沸石负载SCR催化剂为吸附剂，烟气通过吸附反应器，同时在其顶部将喷入吸附剂；烟气中的Hg0、SO2、NOx与配方型吸附剂进行充分的混合并发生反应；经过预反应后的烟气混合物进入袋式除尘器中，在袋式除尘器滤袋表面形成稳定的吸附剂沉积层，在沉积层上配方型吸附剂继续脱除SO2、NOx及Hg0；吸附后的磁性配方型吸附剂可再生。本发明专利技术具有脱除率高，系统所需能耗低，设备和运行成本较低的优点，且分离出的吸附剂纯度更高，循环利用效果更好，系统运行更为稳定、可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业燃煤燃烧产生的烟气中NOx、SO2、Hg0的联合脱除方法，尤其是采用配方型吸附剂循环再生技术的装置和方法，属于工业气体净化领域。
技术介绍
煤燃烧时会产生大量的SO2、NOx以及Hg0等污染物，对环境造成了严重的污染。因此，控制SO2、NOx、Hg0等污染物的排放，是治理环境污染的重要途径。现有的污染物脱除装置控制燃煤电厂烟气污染物主要在以下三个方面：利用静电除尘器(ESP)，袋式除尘器(FF)等技术对粉尘进行控制；利用湿法脱硫装置(FGD)，干法、半干法石灰石喷射等脱硫技术对SO2进行脱除；利用选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)等对NOx进行控制。湿法脱硫装置(WFGD)可以脱除燃煤烟气中90％以上的氧化汞(Hg2+)，但是无法脱除单质汞(Hg0)，相反地，由于亚硫酸盐能使得洗涤液中部分Hg2+被还原，从而导致在湿法脱硫设备出口Hg0的浓度有上升趋势。同时，采用湿法或半干法的烟气污染物脱除技术设备成本投资较大，还会产生大量工业废水，造成二次污染。干法工艺中，活性炭喷射技术(ACI)是目前国外最成熟的Hg0脱除技术，然而活性炭吸附剂的一个主要问题是，它们价格昂贵，且循环再生率低，从而导致应用的高成本和已使用的吸附剂处理的困难。活性焦具有活性炭的吸附、催化的特性，虽然其比表面积低于活性炭，但其原料较为容易得到，相比于活性炭价格低很多，机械强度较高，不易粉碎等特点，使其得到广泛运用。目前国内外对脱除燃煤烟气中SO2、NOx以及Hg0的研究中，NOx及SO2一体化脱除技术已得到迅速发展，单独脱除Hg0的技术也已经相当成熟，但同时脱硫脱硝脱汞方面的研究和方法目前较少。目前，烟气污染物联合脱除技术的典型工艺有湿法、半干法和干法三种。湿法中以氧化剂氧化技术为主；半干法主要包括喷雾干燥、电子束法、脉冲电晕法及烟气循环流化床技术；干法主要包括固相吸附、气相氧化技术。干法相较于前两种工艺因其设备投资小，不产生废液等二次污染而具有更广泛的应用前景。在干法联合脱除烟气污染物技术上，常用的吸附剂有活性炭、活性焦、沸石分子筛等。日本TsujiK的文章《CombinedDesulfurization、DenitrificationandReductionofAirToxicsUsingActivatedCoke》分析了日本三井公司连同德国BF公司共同开发的三井-BF干式脱SO2和脱NOx工艺流程，该工艺系统中以活性焦作为吸附剂，在吸收塔内通过喷氨而联合脱硫脱硝，烟气中的汞则被活性焦吸附除去。但且单独依靠活性焦会导致Hg0与SO2在活性焦表面产生竞争吸附，Hg0脱除率不高。使用后的活性焦因与飞灰混合而无法进行回收并再生。美国北达科他大学MillerS.J的文章《Fluegaseffectsonacarbon-basedMercurysorbent》分析了燃煤烟气的成分对活性炭吸附剂总体吸附效果的影响，提出SO3会降低活性炭的脱汞效率。在联合脱硫脱硝脱汞上，采用活性炭喷射技术，活性炭消耗量大，成本昂贵，汞吸附能力较低，其再生性能较差，不能满足循环利用的要求。广州中山大学WeiZ.S的文章《MicrowavecatalyticNOxandSO2removalusingFe/Cuzeoliteascatalyst》利用Fe/Cu-沸石催化剂，以NH4HCO3作还原剂在微波反应器中同时脱硫脱硝，脱SO2和NOx效率分别达到了95.8％和93.4％。但实验没进行对Hg0的脱除，且使用后的沸石催化剂不能重复循环利用，只能掩埋处理。华北电力大学赵毅的文章《TiO2光催化烟气同时脱硫脱硝方法及其机理研究》，在采用光催化法同时脱除烟气中多污染物研究方面，用TiO2作光催化剂，并在自行设计的光催化反应器上进行烟气同时脱硫脱硝，实验利用一定波长的太阳光照射在光催化剂上产生电子和空穴对，并与光催化剂表面吸附的O2、H2O也被激发产生OH、O3自由基。这些氧化性较强的活性基团能与吸附在光催化剂表面的SO2、NOx和Hg0反应得到SO42-、NO3--和Hg2+，反应产物会以沉积盐形式吸附在反应器壁上，增加系统阻力并影响光源照射的催化效果，产生的废弃物需要进一步掩埋处理进而污染环境。催化剂催化活性不高，烟气处理量小，不适合工业化普及。上海龙净环保科技工程有限公司申请的专利《一种集成脱硫脱硝脱汞烟气净化系统及净化工艺》(申请专利号：CN104014231A)，该系统在吸附塔中设置活性焦层用于脱除SO2和Hg0，并通过喷入NH3脱除NOX，吸附饱和后的活性焦送入再生塔加热回收。但系统无法将活性焦与烟气中的粉尘进行分离，从而影响活性焦再生后的吸附性能。单独依靠NH3还原NOX效率较低，且NH3会降低活性焦表面Hg0的氧化与吸附效果。广东电网公司电力科学研究院申请的专利《一种基于催化氧化的烟气同时脱硫脱硝脱汞的方法及系统》(申请专利号：CN102527205A)，该系统中烟气先经袋式除尘器除尘，然后经过催化反应装置将NO和Hg0氧化成NO2和Hg2+，最后利用喷淋法脱除烟气中的SO2、NO2、Hg2+，此系统设备成本投资大，且会产生废液等二次污染。综上所述：近年来国内外关于同时脱硫脱硝脱汞的专利技术专利有很多，但是可以同时脱硫脱硝脱汞并进行吸附剂再生的工艺方法并不多见。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种配方型吸附剂同时干法脱硫脱硝脱汞的再生工艺。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种负载SCR催化剂的配方型吸附剂，其特征在于，为一种活性焦配方磁性载银沸石并负载SCR催化剂，具体组分包括磁性Fe3O4粒子，银纳米颗粒，沸石与活性焦颗粒，V2O5-WO3/TiO2氧化物。本专利技术还提供了上述负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将柱状活性焦研磨后用去离子水洗涤，烘干后得活性焦样品；步骤2)：将Fe3O4、甲苯和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-MPTS)混合搅拌，干燥后得白色固体沉淀物；将白色固体沉淀物与蒸馏水和Na2SiO3溶液混合搅拌，然后用磁铁分离去除溶液，用去离子水洗涤得到Fe3O4硅涂层；步骤3)：将沸石分散于甲苯中，将步骤2)得到的Fe3O4硅涂层加入甲苯中搅拌，用乙醇与蒸馏水交替洗涤两次除去甲苯，将所得的固体加热后，研碎得到磁性沸石(MagZ)；步骤4)：在磁性沸石中加入AgNO3溶液，过滤，干燥后，在氮气氛围下还原，得到磁性载银沸石(MagZ-Ag0)；步骤5)：将活性焦与磁性载银沸石进行混合配比，再溶于去离子水中，搅拌、干燥得活性焦配方磁性载银沸石样品；将样品浸渍于(V2O5-WO3/TiO2)SCR催化剂溶液，搅拌、过滤、干燥得到负载SCR催化剂的配方型吸附剂。优选地，所述步骤1)中活性焦的细度为150目，烘干温度为110℃，烘干时间为12小时。优选地，所述步骤2)中混合搅拌后的干燥温度为25℃。优选地，所述步骤2)中Fe3O4、3-疏丙基三甲氧基硅烷、蒸馏水与Na2SiO3溶液的使用比例为3g∶10mL∶90mL∶1mL；优选地，所述步骤3)中固体加热至300℃，并持续1小时。优选地，所述步骤4)中干燥温度应为80℃，干燥时间为24小时；氮气氛围下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载SCR催化剂的配方型吸附剂，其特征在于，为一种活性焦配方磁性载银沸石并负载SCR催化剂，具体组分包括磁性Fe3O4粒子，银纳米颗粒，沸石与活性焦颗粒，V2O5～WO3/TiO2氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种负载SCR催化剂的配方型吸附剂，其特征在于，为一种活性焦配方磁性载银沸石并负载SCR催化剂，具体组分包括磁性Fe3O4粒子，银纳米颗粒，沸石与活性焦颗粒，V2O5～WO3/TiO2氧化物。2.一种权利要求1所述的负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将柱状活性焦研磨后用去离子水洗涤，烘干后得活性焦样品；步骤2)：将Fe3O4、甲苯和3-巯丙基三甲氧基硅烷混合搅拌，干燥后得白色固体沉淀物；将白色固体沉淀物与蒸馏水和Na2SiO3溶液混合搅拌，然后用磁铁分离去除溶液，用去离子水洗涤得到Fe3O4硅涂层；步骤3)：将沸石分散于甲苯中，将步骤2)得到的Fe3O4硅涂层加入甲苯中搅拌，用乙醇与蒸馏水交替洗涤两次除去甲苯，将所得的固体加热后，研碎得到磁性沸石；步骤4)：在磁性沸石中加入AgNO3溶液，过滤，干燥后，在氮气氛围下还原，得到磁性载银沸石；步骤5)：将活性焦与磁性载银沸石进行混合配比，再溶于去离子水中，搅拌、干燥得活性焦配方磁性载银沸石样品；将样品浸渍于(V2O5-WO3/TiO2)SCR催化剂溶液，搅拌、过滤、干燥得到负载SCR催化剂的配方型吸附剂。3.如权利要求2所述的负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中活性焦的细度为150目，烘干温度为110℃，烘干时间为12小时。4.如权利要求2所述的负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中混合搅拌后的干燥温度为25℃。5.如权利要求2所述的负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中Fe3O4、3-疏丙基三甲氧基硅烷、蒸馏水与Na2SiO3溶液的使用比例为3g∶10mL∶90mL∶1mL。6.如权利要求2所述的负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中固体加热至300℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁永发，周发山，刘鑫，杨茹，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31