排烟脱硫催化剂
三水锰矿 / 2021-08-17
排烟脱硫催化剂
火力发电厂、许多冶金工厂和化工厂,或其他以煤或重油为燃料的厂矿,在排放的废气中都含有不同程度的碗份。为了保护环境,必须将废气中硫份脱除,方能排入大气。
根据排气中二氧化硫的浓度和其他具体工厂条件,有各种脱硫方法。其中主要的有以亚硫酸钠、氮-石灰或钠-石灰等双碱法、石灰浆等逞式吸收法,以及催化氧化法和吸附法等。湿式吸收法吸收速度比较快,脱硫率一般可达90~95%,此法应用比较多。但湿式吸收法要处理大量的固体废弃物和废液。所以催化法也引起人们的注意。
一、催化脱硫工艺
用催化法脱除排烟中的二氧化硫,在化学反应上是很简单的,反应式为：
SO2+½O2→SO3
生成的SO3被水吸收后生成硫酸：
SO3+H2O→H2SO4
以下叙述以钒催化剂和活性炭催化剂处理电厂烟道气的情况。
1,用钒催化剂的催化氧化法
美国中西部圣路易市伍德词(Wood River)电厂四号机(100兆瓦)上,安装了催化氧化设备。锅炉燃烧煤粉,每年烧煤量约27.5万吨,硫的含硫量为3.1%。进入催化氧化系统的烟道气量是112万磅/时。相应的发电量为110兆瓦。
工艺过程如图11-3所示:烟道气经过静电除尘器,除去气体中夹带的固体微粒。设计除尘效率为99.6%。从静电除尘器出来的烟道气的温度为310。为了使90%的二氧化硫转化,必须用再热的特烟道气加热到850"F,烟道气达到转化温度后进入转化器,进行催化氧化反应,使二氧化硫变成容易被水吸收的三氧化硫。
转化器里装填脚号为Cat-O,的钒催化剂。为了清除从烟道气中沉飘到催化床里的灰尘,转化器的设计可使催化剂从床身倾倒入输造皮带,送去过筛,筛过的催化剂再经输送皮带送回转化器。该截置中的催化剂,每年约过筛四次,每次过筛约需48小时,催化剂每次过筛损失约为其总量的2.5%。从转化器出来的含有SO3的气体经热交换器换热后进入吸收器,在吸收器中上升的烟道气与向下流的冷硫酸直接接触,于是三氧化硫与水化合,生成硫酸。经过吸收器的烟道气中,还含有非常细小的硫酸雾粒,必须经过消雾器,才能将烟道气排入大气。此系统能除去烟道气中85%的SO2。
2.活性炭催化法
活性炭有极大的比表面,能吸附大量的其他物质,并且在一定条件下还能起催化作用。洁性炭的这种性能，引起人们的广泛注意。用它吸附富集电厂烟道气中微量二氧化硫,并使之转化,能发挥它的独特作用。
西德鲁奇公司用活性炭固定床脱除烟道气中的二氧化硫的过程,是在吸附时将SO2催化氧化为SO3后者与水接触,生成硫酸。化学反应如下：
SO2++½O2+H2O 活性炭→H2SO4
生成的硫酸储存在
活性炭的微孔中,可在催化床上喷水洗出。所得硫酸浓度取决于水的流速和用量,一般为10~20%。这个过程在欧洲广泛采用。
二、排烟脱硫催化剂
将排烟中的SO2氧化为易吸收除去的SO3,首先会想到生产硫酸的钒催化剂。这种催化剂的制造方法和应用,在工业生产上已积累了丰富的经验。排烟脱硫工艺在某些情况下,可以用它。但其缺点是催化剂用量大,设备费用高,而且制得的硫酸浓度低,用途有限。
以
氧化铝为载体的铜催化剂,对二氧化硫还原成元素硫的反应,表现出良好的性能。例如用10CuO-90Al2O3在SO2-CO-N2气氛中,性能非常好,几乎不生成COS。
在处理烟道气中的SO2时,可采用活性炭,使其氧化为三氧化硫,后者与水反应生成硫酸,存在于活性炭的微孔中。即可回收硫酸。
当SO2与H2S并存时,例如克劳斯法从硫化氢制硫尾气中,一般含有0.7~2.0%H2S和1.0%以下的二氧化硫,其余主要是氢和水蒸汽,活性炭可催化下列反应:
S02+2H2S活性炭→2H20+2S↓
这时得到的是元素硫，而不是硫酸。
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