钙基脱氯剂脱除重整高温烟气中HCl的研究.pdf

第53卷第1期辽宁化工Vol.53，No.1
2024年1月LiaoningChemicalIndustryJanuary，2024

钙基脱氯剂脱除重整高温烟气中HCl的研究

刘聪，单红飞

（沈阳三聚凯特催化剂有限公司，辽宁沈阳110144）

摘要：重整催化剂的再生过程主要为：卸料、烧焦、氧氯化、焙烧、冷却、隔离等步骤，其中
烧焦和氧氯化为关键步骤。重整催化剂运行一定时间因表面积碳结焦而失活，“烧焦”是在氧气存在
和高温条件下将催化剂上的积碳转化为二氧化碳，随着循环气带走，此过程中也伴随着催化剂上的关
键组分氯的脱附，并以氯化氢的形式存在于循环气中。钙系脱氯剂使用精度高，脱氯效果好，在市场
上广泛应用。实验以氢氧化钙和碳酸钙为主要活性组分，辅助加入其他提高脱氯效果的金属元素，增
加金属直接协同作用，达到提高脱氯效果的目的。采用滚球成型的方式，对脱氯剂进行成型，可以有
效保护活性组分的孔结构，通过脱氯评价对实验结果验证，使用后样品的氯含量可达36%以上。
关键词：高温烟气；脱氯剂；钙基
中图分类号：TQ115文献标识码：A文章编号：1004-0935（2024）01-0065-04

固态脱氯技术的核心是脱氯剂[1]，有很多种类，1钙基脱氯剂的研究
其中按照活性组分分类，主要分为浸渍碱性金属的
氧化铝、钙系脱氯剂和铜系脱氯剂。脱氯剂脱除无1.1钙基脱氯剂
机氯的原理为原料中的HCl和脱氯剂中的碱性有效钙基脱氯剂的活性组分为含钙的化合物，一般
金属进行反应，生成稳定的金属氯化物而被固定在为氢氧化钙、碳酸钙、氧化钙中的一种或几种，由
脱氯剂上，其反应式如下：于其在自然界中普遍存在、原料价格低，且对氯化
MO+2yHCl=MxCl+yHO氢有较好的吸收效果，因此采用钙基脱氯剂脱除氯
xyy
22化氢是一种低价有效的污染物的控制方法。脱氯剂
反应实际上是酸碱中和反应，M可以是碱金属在吸附氯化氢时主要发生以下几个反应：
和卤族元素等。原料中若含有有机氯，难以被脱氯
Ca(OH)+2HCl=CaCl+2HO
剂吸收，常用的有概率吸收方法为分子筛吸附，吸222
CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO
附脱氯效率较低，一般需在经过加氢转化催化剂作3222
CaO+2HCl=CaCl+HO
用下先将有机氯氢解为HCl后再被脱氯剂吸收。22
CaCO=CaO+CO
重整再生循环气的特点是含有较多的水、CO、32
2Ca(OH)=CaO+HO
氧气，且使用温度高和气体流速快，在工业生产中，22

属较苛刻使用工况，因此对脱氯剂的性能要求非常郭小汾[2]等以PVC为HCl的释放源，采用热重
高，主要有以下几点：①脱氯剂必须具有防粉化结法在不同气氛下对Ca(OH)、CaCO、CaO三种钙化
23
块的优点；②脱氯剂不能对重整催化剂产生危害和合物的脱氯性能进行了研究，结果表明氢氧化钙的
影响。重整催化剂的活性组分是铂钯等贵金属，对脱氯效果最好，氧化钙其次，碳酸钙的脱氯性能则
各种重金属杂质的要求非常苛刻，应避免有害成分一般，这可能是由于氢氧化钙是强碱而碳酸钙是弱
进入催化剂；③脱氯剂要有很高的氯容，减少脱氯酸强碱盐，而脱氯反应本质是酸碱反应，因此氢氧
剂更换频次和停、开工时间，满足至少4个月更换化钙的效果更好一些。

一次的需要；④脱氯剂应有较高的机械强度和较低蒋旭光等[3]通过固定床试验分别考察了CaO、
的磨耗。国内已有多家机构开发出了重整再生气的CaCO、Ca(OH)、MgO、MgCO五种组分对HCl的
323
固态脱氯剂，有的已经完成了几次改进，在工业应吸附性能，得出Ca(OH)和CaO的脱氯性能较好，
2
用上也取得了较好的应用效果。在适宜的温度下HCl的脱除率可达到60%~75%，

收稿日期：2023-04-26
作者简介：刘聪（1986-），男，辽宁省沈阳市人，中级工程师，2009年毕业于沈阳化工大学高分子材料与工程专业，研究方向：石油催化剂、
净化剂开发及生产。
66辽宁化工年1月2024
相比之下镁基吸附剂的HCl脱除率很低，不到30%，和产物层扩散共同控制，最后受产物层扩散控制，
如图1所示。但有研究[4]表明钙基吸附剂中添加少不同温度下生成的产物层结构不同，从他们的扫描
量MgO能够提高钙转化率，原因是MgO的存在提电镜图中可以看到在相同反应时间，500℃时的产
供了支撑骨架，较好地维持孔隙结构。物层比600℃时致密、孔隙少，这会使气体扩散阻
力增大，导致钙转化率较低。蒋旭光等［5］也得到了
类似结论，他们还在同一温度下对比了纯氧气气氛
和纯空气气氛中CaO的脱氯效果，结果证明氧气的
存在可促进CaO的转化，有利于脱氯反应的进行。

林瑜等[11]指出当烟气中含有CO时，特别是CO
22
的体积分数远高于HCl时，C