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一种脱硫催化剂的活性评价装置及方法


技术摘要:
本发明属于脱硫催化剂活性评价领域,具体涉及一种脱硫催化剂的活性评价装置及方法。本发明提供的脱硫催化剂的活性评价装置,包括供气单元,还包括,反应单元,包括依次连通的脱氧单元、水解单元和吸附单元;检测单元,包括氧气检测单元、有机硫检测单元和硫化氢检测单  全部
背景技术:
高炉煤气中含有一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体,其中含有23-30%左右的一 氧化碳、12-16%左右的二氧化碳、0.8-1 .9%左右的氢气、0.6-1 .8%左右的氧气、0.4- 0.8%左右的甲烷、200mg/Nm3左右的COS、50mg/Nm3左右的H2S以及50%左右的氮气。未经脱 硫处理的高炉煤气经燃烧使用后会排放出大于200mg/Nm3SO2,直接排放到大气中,将造成酸 雨的形成,严重污染环境。随着人们环保意识的增加,对硫的排放限值也日益严格,每个使 用高炉煤气的终端都建立起庞大的烟气脱硫装置。如此分散的脱硫装置不但大大浪费有限 的钢厂空间,而且烟气脱硫的成本及二次污染也日益突显出来。 目前针对高炉煤气的脱硫净化技术往往需要使用多种不同的催化剂,如现有技术 CN110218590A公开了一种高炉煤气脱硫方法及系统,其中所述高炉煤气脱硫方法涉及用 COS水解剂将高炉煤气中的有机硫转化为硫化氢,然后用硫化氢吸附剂吸附高炉煤气中的 硫化氢,完成脱硫的过程。其中使用过的吸附剂等还需要用无硫干净的高炉煤气进行周期 性的再生。然而在高炉煤气中如何快速筛选出可相互匹配、协同作用的不同种脱硫催化剂 仍是一个亟待解决的重要技术难题。
技术实现要素:
因此,本发明要解决的技术问题是克服现有高炉煤气脱硫工艺中无法快速筛选出 可相互匹配、协同作用的不同种脱硫催化剂的缺陷,进而提供一种脱硫催化剂的活性评价 装置及方法。 为此,本发明采取的技术方案为, 一种脱硫催化剂的活性评价装置,包括供气单元,还包括, 反应单元,包括依次连通的脱氧单元、水解单元和吸附单元; 检测单元,包括氧气检测单元、有机硫检测单元和硫化氢检测单元,所述氧气检测 单元设置于所述脱氧单元和水解单元之间,所述有机硫检测单元设置于所述水解单元和吸 附单元之间,所述硫化氢检测单元与所述吸附单元的出气口连接,所述供气单元与所述脱 氧单元的进气口连接。 可选的,所述脱氧单元包括并联设置的第一脱氧装置和第二脱氧装置; 所述吸附单元包括并联设置的第一吸附装置和第二吸附装置。 可选的,所述吸附单元的出气口与所述脱氧单元的进气口连接,所述脱氧单元的 出气口与所述吸附单元的进气口连接。 可选的,所述供气单元包括依次连接的进气管路、气体混合装置和饱和水蒸气发 生装置,所述饱和水蒸气发生装置的出气口与所述脱氧单元的进气口连接。 3 CN 111579708 A 说 明 书 2/11 页 可选的,所述进气管路包括一氧化碳进气管路、二氧化碳进气管路、氢气进气管 路、甲烷进气管路、COS进气管路、硫化氢进气管路、氧气进气管路和氮气进气管路。 可选的,还包括尾气处理装置,所述尾气处理装置与所述硫化氢检测单元的出气 口连接。 可选的,所述水解单元包括水解装置,所述第一脱氧装置、第二脱氧装置、第一吸 附装置、第二吸附装置和水解装置中均包括反应器以及对该反应器进行加热的加热装置。 本发明还提供一种脱硫催化剂的活性评价方法,包括如下步骤: 1)将模拟高炉煤气与脱氧剂或再生脱氧剂接触以对模拟高炉煤气进行脱氧,得到 脱氧后的模拟高炉煤气,测定脱氧后的模拟高炉煤气的氧含量; 2)将脱氧后的模拟高炉煤气与有机硫水解剂接触以将模拟高炉煤气中的有机硫 转化为硫化氢,得到水解后的模拟高炉煤气,测定水解后的模拟高炉煤气中有机硫的含量; 3)将水解后的模拟高炉煤气与硫化氢吸附剂或再生硫化氢吸附剂接触以吸附模 拟高炉煤气中的硫化氢,得到脱硫后的模拟高炉煤气,测定脱硫后的模拟高炉煤气中的硫 化氢含量。 优选的,步骤3)中将脱硫后的模拟高炉煤气依次与失活的脱氧剂、失活的硫化氢 吸附剂接触以对失活的脱氧剂、失活的硫化氢吸附剂进行再生,得到再生处理后的模拟高 炉煤气,测定再生处理后的模拟高炉煤气中硫化氢含量。 本发明所述模拟高炉煤气与脱氧剂或再生脱氧剂接触时的空速为500-600h-1;脱 氧后的模拟高炉煤气与有机硫水解剂接触时的空速为500-700h-1;水解后的模拟高炉煤气 与硫化氢吸附剂或再生硫化氢吸附剂接触时的空速为500-600h-1;脱硫后的模拟高炉煤气 依次与失活的脱氧剂、失活的硫化氢吸附剂接触时的空速为500-600h-1。 所述模拟高炉煤气的制备方法包括将一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、羰基硫、硫 化氢、氧气、氮气混合,然后在与饱和水蒸气混合,得到所述模拟高炉煤气。 本发明技术方案,具有如下优点: 1、本发明提供的脱硫催化剂的活性评价装置,通过供气单元将模拟高炉煤气通过 脱氧单元以脱除模拟高炉煤气中的氧气,得到脱氧处理后的模拟高炉煤气,然后将脱氧处 理后的模拟高炉煤气通过氧气检测单元检测脱氧处理后的模拟高炉煤气中的氧含量,根据 测得的氧含量评价脱氧单元中脱氧剂或再生脱氧剂的脱氧性能,然后在将脱氧处理后的模 拟高炉煤气通过水解单元以将模拟高炉煤气中的有机硫(COS)转化为硫化氢,得到水解后 的模拟高炉煤气,将水解后的模拟高炉煤气通过有机硫检测单元检测模拟高炉煤气中有机 硫的含量,根据测得的有机硫含量评价水解单元中水解剂的水解性能;然后将水解后的模 拟高炉煤气通过吸附单元以吸附模拟高炉煤气中的硫化氢,得到脱硫后的模拟高炉煤气, 在将脱硫后的模拟高炉煤气通过硫化氢检测单元检测脱硫后的模拟高炉煤气中硫化氢的 含量,根据硫化氢的含量评价吸附单元中硫化氢吸附剂或再生硫化氢吸附剂的吸附性能。 本发明通过将模拟高炉煤气依次通过脱氧单元、氧气检测单元、水解单元、有机硫检测单 元、吸附单元和硫化氢检测单元,可将多组高炉煤气脱硫催化剂有机地串并联起来,用一次 配气即可同时测试几组不同的适用于高炉煤气脱硫系列的催化剂性能,大大缩短了催化剂 的评价时间,同时还可直接实现对系列脱硫催化剂的协同作用,相互匹配的可靠性进行评 价,更接近催化剂的真实使用情况。 4 CN 111579708 A 说 明 书 3/11 页 2、本发明提供的脱硫催化剂的活性评价装置,进一步的,所述吸附单元的出气口 与所述脱氧单元的进气口连接,所述脱氧单元的出气口与所述吸附单元的进气口连接。本 发明通过将吸附单元的出气口与所述脱氧单元的进气口连接,所述脱氧单元的出气口与所 述吸附单元的进气口连接,可有效利用脱硫后的模拟高炉煤气对脱氧单元中的失活的脱氧 剂以及吸附单元中的失活的硫化氢吸附剂进行再生,然后通过阀门控制模拟高炉煤气的气 体流向,将模拟高炉煤气依次通过再生脱氧剂、有机硫水解剂、再生硫化氢吸附剂,从而根 据相应检测单元的检测结果评价再生脱氧剂、再生硫化氢吸附剂的再生性能,大大提高了 气体的利用率,并有效地缩短催化剂的评价时间。同时通过上述连接设置可实现一次配气 即可测试评价脱硫催化剂的初时活性、再生性能及其稳定性能。 附图说明 为了更清楚地说明本发明
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