本发明专利技术公开了一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生方法，其中，炭基催化剂通过再生塔进行再生，从再生塔的顶部进入，经加热升温后，进入过渡段，其上吸附的污染物被加热解析后，再经过冷却段冷却后，从再生塔底部排出；再生过程中采用惰性气体作为保护气；本发明专利技术再生方法在所述炭基催化剂加热升温前注入氨气，参与炭基催化剂的再生反应。本发明专利技术通过在再生塔中同时通入氨气进行炭基催化剂的再生，能利用氨气参与吸附硫酸的再生，能够有效降低炭基催化剂再生过程中的碳消耗，同时能使再生后的炭基催化剂生成更多的活性基团，从而对炭基催化剂进行进一步活化，提高其对污染物的脱除能力。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生方法及装置
本专利技术于环境工程领域，具体涉及烟气脱硫脱硝处理系统中对吸附饱和的炭基催化剂的再生装方法及装置。
技术介绍
炭基催化剂烟气脱硫脱硝技术原理为：烟气在炭基催化剂的吸附及催化作用下，烟气中的SO2分别以物理吸附和化学吸附的形式吸附在炭基催化剂表面；同时利用炭基催化剂的催化性能，烟气中NOx与氨气发生催化还原反应生成N2，实现了烟气的脱硫脱硝。脱硫脱硝后的炭基催化剂吸附有大量的SO2、硫酸以及在脱硝过程中因通入氨气产生的铵盐，这些物质降低了催化剂的活性，因此有必要对降低了活性焦催化剂进行再生，使脱硫脱硝过程中吸附的物质解析，从而提高催化剂的性能。经再生后的催化剂经输送机等输送设备重新返回吸附装置中，实现炭基催化剂的循环利用。催化剂再生解析出来的气体可以脱硫脱硝副产物的形式进行经济利用。根据炭基催化剂脱硫过程常见反应：生成硫酸后吸附：SO2+1/2O2+H2O→H2SO4*SO3+H2O→H2SO4*生成硫酸铵后吸附：H2SO4*+NH3→NH4HSO4*NH4HSO4*+NH3→(NH4)2SO4*其中*标示：被炭基催化剂吸附吸附硫后的炭基催化剂再生反应：H2SO4*+1/2C→SO2+1/2CO2+H2ONH4HSO4*→SO2+1/3N2+1/3NH3+2H2O在催化剂再生过程中，炭基催化剂中的碳参与了SO2的解析反应，从反应过程可以看出，催化剂是以化学损耗的形式不断被消耗的，因而不可避免地增加了催化剂在烟气处理系统运行过程中的损耗。同时，炭基催化剂在脱硝过程除了作为催化剂外，还参与如下反应：NO+NHxO-AC→N2+H2O+OH-AC可以看出，氧氮官能团也是脱硝反应的重要催化活性点，脱硝反应减少了炭基催化剂的活性基团，如果反应后的活性基团无法有效再生的话，炭基催化剂活性将逐步降低。另外，在联合脱硫脱硝过程中，由于SO2的存在，炭基催化剂的脱硝性能明显降低，因此，有效提高再生后催化剂的性能就尤为重要。现有的再生塔技术方案(如中国专利:CN107510218A、CN107537591A)中,主要通过加热方式对催化剂进行再生，再生过程中采用惰性气体如N2气体作为保护气，并将解析气体送出装置。此类设计的不足之处在于：1）虽然能够实现催化剂吸附物质的解析和分离，但由于炭基催化剂中的碳参与了SO2的解析反应，导致了催化剂消耗量的增加；2）由于脱硝过程中催化剂的活性基团是逐渐减少的，仅通过加热方式并不一定能实现催化剂中活性基团的有效再生。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够有效提高炭基催化剂再生性能的方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生方法，其中，炭基催化剂通过再生塔进行再生，从再生塔的顶部进入，经加热升温后，进入过渡段，其上吸附的污染物被加热解析后，再经过冷却段冷却后，从再生塔底部排出；再生过程中采用惰性气体作为保护气；本专利技术再生方法在所述炭基催化剂加热升温前注入氨气，参与炭基催化剂的再生反应。进一步的，氨气的注入量以适应烟气脱硝效率要求为宜，但注入量和烟气中的NOx含量摩尔比不超过1；所述再生过程中采用惰性气体作为保护气通过在再生塔顶部和底部同时惰性气体实现；所述再生塔顶部惰性气体的注入量需满足防止再生装置超温的要求，且能够使解析气体中的SO2浓度在15%左右，考虑到氨气的混合效果，同等条件下优先取较大流量，底部惰性气体的注入量和顶部惰性气体注入量相同。进一步的，炭基催化剂的再生温度控制在400-450℃。本专利技术还提供了一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生装置，该再生装置采用再生塔，所述再生塔分为加热段、过渡段和冷却段；再生塔的管程部分，顶部设有炭基催化剂入口，底部设有炭基催化剂出口，过渡段设有解析气体出口，加热段上方和冷却段下方，分别设有惰性气体第一入口和惰性气体第二入口；再生塔的壳程部分，加热段下部设有加热气体入口，上部设有加热气体出口，冷却段下部设有冷却气体入口，上部设有冷却气体出口；本专利技术再生塔上还设有氨气注入口，与所述再生塔的内部相连通；所述氨气注入口位于再生塔的加热段上方，或者所述氨气注入口为所述惰性气体第一入口；所述再生装置还包括氨气注入管、第一惰性气体注入管和第二惰性气体注入管；所述氨气注入管两端分别连接所述氨气注入口和氨气源；所述氨气注入管上设有阀门和流量控制计；所述第一惰性气体注入管和第二惰性气体注入管分别与惰性气体第一入口和惰性气体第二入口相连，其上均设有阀门和流量控制计。进一步的，再生塔的加热段上方还设有预热段；所述氨气注入口位于所述预热段和加热段之间，或者所述氨气注入口为所述惰性气体第一入口且位于所述预热段上方。进一步的，再生装置还包括氨气均布装置；所述氨气均布装置设于所述氨气注入口处。进一步的，再生塔的炭基催化剂入口和炭基催化剂出口处分别设有双联锁气阀。进一步的，氨气均布装置包括连接法兰、管阵、气体管道、装置壳体和管板；管板固定设于装置壳体内；管阵采用错列方式布置管板中；气体管道为多个，平行布置于装置壳体上，一端与对应的连接法兰相连，一端与管板上的管阵相连通；氨气均布装置通过连接法兰固定在再生塔上。气体管道间距取500mm，管内径取15~25mm。管板厚度约为气体管道间距的0.25~3倍，优选1倍。氨气通过气体管道进入氨气均布装置内。形成管阵的管内径为不小于70mm，优选75~90mm，管中心距约为1.5倍管径。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术通过在再生塔中同时通入氨气进行炭基催化剂的再生，能利用氨气参与吸附硫酸的再生，能够有效降低炭基催化剂再生过程中的碳消耗，同时能使再生后的炭基催化剂生成更多的活性基团，从而对炭基催化剂进行进一步活化，提高其对污染物的脱除能力。同时利用流量控制计对注入的氨气和氮气流量进行控制，实现烟气脱硫脱硝处理系统的经济高效运行。附图说明图1为本专利技术实施例1中一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例2中再生装置的另一种结构示意图；图3为图1中氨气均布装置的结构示意图；图4为图3中氨气均布装置的管阵分布示意图。图中，1-预热段，2-加热段，3-过渡段，4-冷却段，5-双联锁气阀，6-氨气均布装置，7-连接法兰、8-管阵、9-装置壳体、10-管板，11-气体管道。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。实施例1如图1所示，本专利技术适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生装置采用现有的再生塔进行改进。现有的再生塔从上至下分为预热段1、加热段2、过渡段3、冷却段4。吸附饱和的炭基催化剂通过上部的双联锁气阀5（阻止装置内外的气体交换）进入再生塔中，经预热段1实现预热，其中预热段1为管壳式换热结构，其中炭基催化剂走管程，预热气体走壳程，预热气体可采用冷却段4的出口气体。炭基催化剂再经加热段2实现升温至再生温度，通常取400-450℃，加热段采用管壳式换热结构，其中炭基催化剂走管程，加热气体走壳程，加热气体可采用电加热后的热空气或者热风炉产生的高温烟气。再生后的炭基催化剂经过渡段3（恒温区），再生过程中生成的解析气体（SRG）从过渡段3的SRG气体出口排出。炭基催化剂再进入冷却段4进行再生后冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生方法，所述炭基催化剂通过再生塔进行再生，从再生塔的顶部进入，经加热升温后，进入过渡段，其上吸附的污染物被加热解析后，再经过冷却段冷却后，从再生塔底部排出；再生过程中采用惰性气体作为保护气；其特征在于： 所述再生方法在所述炭基催化剂加热升温前注入氨气，参与炭基催化剂的再生反应。
【技术特征摘要】
1.一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生方法，所述炭基催化剂通过再生塔进行再生，从再生塔的顶部进入，经加热升温后，进入过渡段，其上吸附的污染物被加热解析后，再经过冷却段冷却后，从再生塔底部排出；再生过程中采用惰性气体作为保护气；其特征在于：所述再生方法在所述炭基催化剂加热升温前注入氨气，参与炭基催化剂的再生反应。2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于：所述氨气的注入量控制在：所述氨气与待净化烟气中NOx含量的摩尔比不超过1；所述再生过程中采用惰性气体作为保护气通过在再生塔顶部和底部同时惰性气体实现；所述再生塔顶部和底部惰性气体的注入量相相同，且使得解析气体中的SO2浓度控制在12-17%。3.根据权利要求2所述的再生方法，其特征在于：所述炭基催化剂的再生温度控制在400-450℃。4.一种适用于烟气净化系统中炭基催化剂的再生装置，所述再生装置采用再生塔，所述再生塔分为加热段、过渡段和冷却段；再生塔的管程部分，顶部设有炭基催化剂入口，底部设有炭基催化剂出口，过渡段设有解析气体出口，加热段上方和冷却段下方，分别设有惰性气体第一入口和惰性气体第二入口；再生塔的壳程部分，加热段下部设有加热气体入口，上部设有加热气体出口，冷却段下部设有冷却气体入口，上部设有冷却气体出口；其特征在于：所述再...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乾，邢德山，刘建民，薛建明，程文煜，柴晓琴，许芸，
申请(专利权)人：国电环境保护研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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