GBT 47594-2026《含硫废气碳基催化脱硫方法》

1含硫废气碳基催化脱硫方法1范围2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB50009建筑结构荷载规范GB/T50010混凝土结构设计规范GB50016建筑设计防火规范GB50017钢结构设计标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。含硫废气sulfur-containingwastegas硫容sulfurcapacity单位体积碳基脱硫催化剂脱除废气中二氧化硫的质量。初始抗压强度initialcompressivestrength碳基脱硫催化剂在未经使用的状态下，沿催化剂轴向方向单位长度所能承受的最大压力。耐酸抗压强度acidresistancecompressivestrength4.1原理以活性炭为载体，经浸渍、干燥、煅烧等工序负载活性组分的碳基脱硫催化剂，在低温有氧条件下，催化氧化含硫废气中的二氧化硫生成三氧化硫，进而与脱硫废气中水蒸气结合形成硫酸，最终聚集在催化剂孔隙中被截留。4.2工艺流程4.2.1工艺流程简述含硫废气进入装填有碳基脱硫催化剂的脱硫塔中，SO₂被催化剂吸附、催化氧化为SO₃,并与含硫废气中水蒸汽生成硫酸。当催化剂的脱硫量达到设计硫容时，切换阀门该脱硫塔停止通气，对脱硫塔进行洗涤再生，将催化剂孔隙中的硫酸转移到再生液中，催化剂的活性得到恢复。再生洗涤过程不少于三级，采用梯级浓度递减模式进行洗涤，循环若干周期后，当一级再生液贮槽液稀硫酸浓度超过20%时应泵至硫酸精制装置，同时二级和三级再生液依次进入一级和二级再生池贮槽，工艺水补充至三级再生液贮槽。质量分数大于20%的稀硫酸精制后可直接用于企业回用。4.2.2工艺流程简图含硫废气碳基催化脱硫工艺简图见图1。贮槽三级再生液脱硫装置注：根据实际工况的需要配置脱硫塔的数量。图1含硫废气碳基催化脱硫工艺简图4.3含硫废气进入脱硫塔前的含硫废气符合下列规定：a)SO₂质量浓度宜不高于10000mg/m³;3b)温度应控制在30℃~150℃;c)颗粒物浓度宜不大于30mg/m³。4.4工艺控制4.4.1含硫废气的含湿量宜控制在不小于0.5%(质量分数)。4.4.2含硫废气中的氧浓度应控制在不小于3%(体积分数)。4.4.4碳基脱硫催化剂的性能(如着火点、灰分、硫容、强度和寿命等)应符合工艺要求，其要求及测定方法见附录A。4.4.5含硫废气温度高于150℃时应先进行降温处理。4.4.6单级脱硫系统压力降不应高于3000Pa。4.4.7脱硫塔内气体流速不宜高于0.4m/s。4.4.8一级再生液贮槽稀硫酸质量分数宜为15%～20%,二级再生液贮槽稀硫酸质量分数宜为5%~15%,三级再生液贮槽稀硫酸质量分数宜小于5%。4.4.10脱硫塔单次再生(洗涤+静置)时长不宜低于6h。5.1通用要求5.2脱硫装置5.2.1脱硫塔内部废气宜采用自下而上的流动方式。5.2.3脱硫塔宜选用钢筋混凝土或钢结构塔体，应耐稀硫酸腐蚀。5.3.1再生液贮槽应布置在脱硫塔下方，且应耐稀硫酸腐蚀。5.3.2再生装置应采用梯级洗涤再生方式，级数宜不低于3级。5.4硫酸精制装置5.4.2精制膜的通量应与硫酸精制泵的流量一致。6脱硫效果6.1脱硫效率脱硫效率不应低于95%,计算方法见附录A。催化脱硫后废气中二氧化硫的排放应符合相关行业的环保要求。46.2稀硫酸要求7环境保护应定期对含硫废气碳基催化脱硫装置的效果进行监测和评估，监测排放的二氧化硫指标应满足相关行业排放标准的要求。硫酸精制装置中产生的废水应进入废水处理系统，经处理后达标排放。碳基脱硫催化剂达到使用寿命后从脱硫塔中取出，应进行鉴别并符合下列规定：(资料性)相关参数要求及测定计算方法A.1碳基脱硫催化剂参数碳基脱硫催化剂满足如下规定：a)载体为活性炭，活性组分为含N、S杂原子官能团，外形为圆柱状；b)着火点不低于250℃;c)灰分不大于10%;d)硫容不小于30mg/cm³;A.2测定方法根据GB/T7702.9的方法进行测定。A.2.2灰分根据GB/T7702.15的方法进行测定。经干燥处理的碳基脱硫催化剂，在一定条件下进行模拟脱除混合气体中的二氧化硫测定试验，根据混合气体流量、二氧化硫浓度和脱硫时间，计算单位体积碳基脱硫催化剂脱除二氧化硫质量，在多周期稳定后取其平均值，得到硫容。A.2.3.2试剂或材料A.2.3.2.2氧气：纯度(体积分数)不小于99%。A.2.3.2.3二氧化硫标准气：体积分数1%～3%。A.2.3.3仪器设备A.2.3.3.2硫容测定装置：装置的示意图见图A.1。6标引序号说明：2——氧气瓶；3——二氧化硫标准气瓶；6——增湿器；7——恒温水浴锅；8——反应器(内径28mm~32mm);9——收集瓶；10——循环水浴；11——三通阀；12——干燥器；13——烟气分析仪；14——尾气吸收瓶。图A.1硫容测定装置示意图A.2.3.4试样准备A.2.3.5.1调试测定装置，进行气密性检测。A.2.3.5.2调节各气瓶的气体流量，使最终混合气体(二氧化硫、氧气和氮气)总流量为1.8L/min～2.4L/min,氧气浓度为5%,二氧化硫质量浓度为5100mg/m³~5800mg/m³。A.2.3.5.3打开增湿和床层加热装置，使增湿器温度和床层温度分别达到80℃。A.2.3.6试验步骤A.2.3.6.1按照气体总流量、设计空速(600h-⁻¹)和反应器直径计算催化剂装填高度。A.2.3.6.2将准备好的催化剂装填到反应器中的计算高度。A.2.3.6.4打开气体流量计，根据HJ75和HJ76的方法测定入口二氧化硫的浓度和气体流量，然后开始测定试样硫容。当出口二氧化硫质量浓度达到200mg/m³时，即为测试终点，停止试验。A2.3.6.5取出测试终点后催化剂，在另一相同规格的反应器中进行再生，再生条件为1L去离子水循环喷淋水洗1h,然后置于110℃±5℃电热恒温干燥箱中干燥，干燥时间不少于8h。A.2.3.7试验数据处理7在完成6个周期测定后，取最后3个周期的测试结果计算相对标准偏差，若相10%,则判定结果有效。否则应继续增加测试周期。在每增加1个测试周期后，应重新取最后3个周期的测试结果计算相对标准偏差，若相对标准偏差不大于10%,则判定结果有效。当测试周期超过9个周期后，最后3个周期测试结果的相对标准偏差仍大于10%,则判定硫容值不合格。8F,——第i次测定碳基脱硫催化剂强度的压力值，单位为牛顿(N);l,——第i次测定碳基脱硫催化剂颗粒的长度值，单位为厘米(cm)。计算结果保留至小数点后一位。A.2.5耐酸抗压强度A.2.5.1原理将已通过特定处理并经游标卡尺测量过颗粒长度的碳基脱硫催化剂置于颗粒耐压强度测定仪上，施加压力，记录碳基脱硫催化剂被压碎瞬时压力值，计算规定数量碳基脱硫催化剂单位长度的平均受力强度值。A.2.5.2试剂或材料20%硫酸溶液：量取128mL硫酸(分析纯),缓慢注入900mL水中，冷却，混匀。A.2.5.3仪器设备A.2.5.3.1游标卡尺，规格0mm～100mm、精度0mm～0.05mm。A.2.5.3.2电热恒温干燥箱：温度控制在150℃±5℃。A.2.5.3.3试验筛：符合GB/T6003.1的规定。A.2.5.3.4颗粒耐压强度测定仪，量程范围0N~500N,分度值0.1N。A.2.5.4试验步骤A.2.5.4.1称取碳基脱硫催化剂约300g,将其置于110℃±5℃的电热恒温干燥箱中，烘干至恒重，取出放入干燥器中冷却备用。A.2.5.4.2将孔径为6.00mm、4.00mm的试验筛，按孔径大小从上到下一次叠好，将试样置于试验筛上震动，筛分后取4.00mm试验筛的脱硫催化剂备用。A.2.5.4.3将试样放于500mL烧杯中，置于150℃±5℃的电热恒温干燥箱中，烘干2h,取出后迅速倒入装有500mL的20%硫酸溶液的烧杯中，浸泡0.5h,取出用水循环洗涤0.5h,置于150℃±5℃的电热恒温干燥箱烘干2h。A.2.5.4.4重复A.2.5.4.3步骤10次，随机取处理后试样52粒，用游标卡尺测试轴向长度(垂直于径向),记为L,;。将颗粒耐压强度测定仪调零，将试样置于颗粒测定仪的夹具中，启动颗粒耐压强度测定仪分别对52粒试样逐一进行测试，记录压碎瞬间的压力值F,当压力值大于500N时以500N计