CN104190479A - 一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法 - Google Patents
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Abstract
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因;如果是因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,如果是表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,把微波活化引入催化剂再生,不仅使得沉积的活性组分在相变过程中产生更多的活性中心,同时也避免了因为外部加热使得催化剂模块受热不均匀,产生破碎或者破裂,另外微波加热可以使得催化剂原位/在线再生成为可能,避免了催化剂装卸过程。
Description
技术领域:
本发明涉及脱硝催化剂技术领域,特别涉及一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法。
背景技术:
氮氧化物是大气雾霾和光化学污染的主要形成因素之一。据统计,我国2009年火电厂的NOx排放量为860万吨,比2003年的597.3万吨增加了43.9%。占全国氮氧化物的35-40%,到2020年,氮氧化物的排放量会增加到1234万吨。可见会对大气和生态环境产生严重的污染。最近中国国家环境保护部公布了《火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿)》,把脱硝目标实现时间提前了1~3年,排放标准提高了1倍。
在氮氧化物排放的控制方面,选择性催化还原(SCR)法是比较常用的氮氧化物控制方法。截至2012年底,已投运火电厂烟气脱硝机组总容量超过2.3亿kW。催化剂是SCR法烟气脱硝技术的核心,其性能直接影响SCR***的整体脱硝效果,决定了SCR***的脱硝效率和经济性,其建设投资成本占烟气脱硝工程成本的20%以上,运行成本占30%以上。但SCR催化剂在实际使用过程中活性会逐渐下降,当其活性下降至不能满足SCR***整体脱硝性能的要求时,就需要更换催化剂,更换催化剂不仅成本高,而且因为SCR催化剂多含钒和钨等金属氧化物,表面还沉积有烟尘中的重金属如砷和汞等,成为危险有毒废 弃物。对失活SCR催化剂进行再生,能够提高或者恢复失活催化剂的活性,使失活催化剂能够得以重新利用。
SCR催化剂的失活原因可以大致分为四类,分别是催化剂孔道堵塞,催化剂磨损,催化剂烧结和催化剂表面中毒。目前关于催化剂再生工作大多集中在表孔道堵塞和活性组分补充,大多数采用清洗除尘,酸洗,干燥和活性补充液的补充,但是都必须建设大型烘干***,大型烘干技术传热从外向里,很容易引起催化剂的破裂强度下降;其次对那些因为烧结而引起的催化剂失活,目前还没有任何有效方法;而且对因与表面重金属沉积的催化剂失活,这些再生方法都未能给出有效方法和技术。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,使得活性相的沉积和载体底质作用更强,使得活化过程更为有效,并在载体表面更加稳定。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因;
步骤二:如果是因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:对于因为相变引起的催化剂失活,刻蚀深度高于100微米以上;如果是催化剂晶相没有变化,则催 化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量;根据活性组分变化,如果流失较严重,即活性组分脱落30%以上,对催化剂进行活性组分沉积处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 0.1-10%,
硝酸铁 0.1-20%
硝酸铈 0-10%
钛白粉 0%~20%
白粘土 0%~5%
偏钒酸铵 0.1%~1%
偏钨酸铵 1%~8%
草酸铌 0%~3%
乳酸水溶液 0.5%~3%
草酸水溶液 1%~5%
去离子水 25%~35%
硬脂酸 0.1%~1%
柠檬酸 1%~5%;
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,再浸渍催化剂模块,或者当在线再生的时候,流经催化剂孔道,表面沉积至少1微米以上,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后静置晾干或者缓慢加热到100℃,干燥1-4小时,之后置于频率为900~3000MHz微波场中进行快速加热反应1-60分钟,微波能量为5~50w/kg,时间为2~30min;
如果是表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,除去表面的浮灰和物理沉积的杂质、灰尘时,当出气口中检测不到PM大于20um,停止吹灰,之后采取清水循环清洗;表面飞灰和物理杂质去除干净后,再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗,清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压;清水清洗完后,采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗,pH控制在1-7之间,如果表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况,需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液,氢氟酸的浓度不超过10%,EDTA的浓度不超过5%,在这种清洗过程中,清洗液和催化剂的体积比在20:1以下;当酸洗还不能完全清除催化剂上的沉积的杂质,采用酸洗完进行清水漂洗,之后采用碱洗,碱洗过程为:采用pH>10的烧碱溶液和烧碱溶液质量的0.01%-1%的微孔渗透剂,清洗液的温度不超过50℃,失活催化剂在超声波的作用下清洗30-60min,再次进行酸洗,进一步去除表面在杂质,并刻蚀非活性相,采用的酸液为柠檬酸加EDTA,其浓度控制在0.1%-3%,即pH值控制在1-5之间,酸洗的温度不超过70℃,酸洗时间一般不超过1小时。
本发明的优点为:
把微波活化引入催化剂再生,不仅使得沉积的活性组分在相变过程中产生更多的活性中心,同时也避免了因为外部加热使得催化剂模块受热不均匀,产生破碎或者破裂,另外微波加热可以使得催化剂原位/在线再生成为可能,避免了催化剂装卸过程。
本发明的另外一个优势在于可以对由于烧结减活的催化剂进行再生。通过酸碱交替表面刻蚀,并辅助以微波照射,进行表面刻蚀,去除表面的非活性相材料后,先沉积锐钛矿型氧化钛载体底质,再进行载体和活性相如钒酸铵和钨酸铵的按照WO3:V2O5=3-8:1的比例沉积活性相,并添加渗透剂如聚氧醚和甘油剂柠檬酸等,使得活性相的沉积和载体底质作用更强,同时这些含氧有机物的加入增加了沉积层的微波吸收,使得活化过程更为有效,并在载体表面更加稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细描述。
实施例1
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因为烧结引起的催化剂失活;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:因为是相变引起的催化剂失活,刻蚀深度高于100微米以上;使用XRF检测发现活性组分脱落达到33%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 5%
硝酸铁 5%
硝酸铈 5%
钛白粉 10%
白粘土 2%
偏钒酸铵 0.8%
偏钨酸铵 5%
草酸铌 1%
乳酸水溶液 2%
草酸水溶液 2%
硬脂酸 0.2%
柠檬酸 3%;
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,再浸渍催化剂模块,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后缓慢加热到100℃,干燥2小时,之后置于频率为1500MHz微波场中进行快速加热反应30分钟,微波能量为25w/kg,时间为10min。
再生处理后的效果为:活性检测采用内径为8毫米的石英管固定床,原料气包括NO:800ppm,NH3=800ppm,O2=3.2%,余量为氮气。空速320000H-1,温度380℃,NO和NH3的分析采用非分散红外分析,催化剂的评价结果表明,催化剂的活性回复为108%。
实施例2
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因为烧结引起的催化剂失活;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:因为是相变引起的催化剂失活,刻蚀深度高于100微米以上;使用XRF检测发现活性组分脱落达到40%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 5%
硝酸铁 6%
硝酸铈 7%
钛白粉 15%
白粘土 2%
偏钒酸铵 1%
偏钨酸铵 7%
草酸铌 2%
乳酸水溶液 2%
草酸水溶液 2%
硬脂酸 0.2%
柠檬酸 5%
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,再浸渍催化剂模块,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后缓慢加热到100℃,干燥4小时,之后置于频率为3000MHz微波场中进行快速加热反应45分钟,微波能量为40w/kg,时间为20min。
再生处理后的效果为:活性检测采用内径为8毫米的石英管固定床,原料气包括NO:800ppm,NH3=800ppm,O2=3.2%,余量为氮气。空速320000H-1,温度380℃,NO和NH3的分析采用非分散红外分析,催化剂的评价结果表明,催化剂的活性回复为106%。
实施例3
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是烧结引起;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:催化剂晶相没有变化,则催化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量;使用XRF检测发现活性组分脱落达到16%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 2%,
硝酸铁 5%
硝酸铈 2%
钛白粉 7%
白粘土 2%
偏钒酸铵 0.5%
偏钨酸铵 3%
草酸铌 0.5%
乳酸水溶液 1%
草酸水溶液 1%
硬脂酸 0.5%
柠檬酸 2%
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,在线再生的时候,流经催化剂孔道,表面沉积至少1微米以上,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后静置晾干,干燥1小时,之后置于频率为2000MHz微波场中进行快速加热反应20分钟,微波能量为10w/kg,时间为15min。
再生处理后的效果为:活性检测采用内径为8毫米的石英管固定床,原料气包括NO:800ppm,NH3=800ppm,O2=3.2%,余量为氮气。空速320000H-1,温度380℃,NO和NH3的分析采用非分散红外分析,催化剂的评价结果表明,催化剂的活性回复为106%。
实施例4
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是烧结引起;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:催化剂晶相没有变化,则催化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量;使用XRF检测发现活性组分脱落达到10%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 2%,
硝酸铁 4%
硝酸铈 3%
钛白粉 5%
白粘土 2%
偏钒酸铵 0.3%
偏钨酸铵 2%
草酸铌 0.5%
乳酸水溶液 1%
草酸水溶液 1%
硬脂酸 0.5%
柠檬酸 3%
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,在线再生的时候,流经催化剂孔道,表面沉积至少1微米以上,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后静置晾干,干燥1小时,之后置于频率为1000MHz微波场中进行快速加热反应10分钟,微波能量为10w/kg,时间为10min。
再生处理后的效果为:活性检测采用内径为8毫米的石英管固定床,原料气包括NO:800ppm,NH3=800ppm,O2=3.2%,余量为氮气。空速320000H-1,温度380℃,NO和NH3的分析采用非分散红外分析,催化剂的评价结果表明,催化剂的活性回复为107%。
实施例5
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是表面因杂质覆盖;
步骤二:表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,除去表面的浮灰和物理沉积的杂质、灰尘时,当出气口中检测不到PM大于20um,停止吹灰,之后采取清水循环清洗;表面飞灰和物理杂质去除干净后,再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗,清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压;清水清洗完后,采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗,pH控制在1-7之间,因表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况,需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液, 氢氟酸的浓度不超过10%,EDTA的浓度不超过5%,在这种清洗过程中,清洗液和催化剂的体积比在20:1以下;失活催化剂在超声波的作用下清洗45min,再次进行酸洗,进一步去除表面在杂质,并刻蚀非活性相,采用的酸液为柠檬酸加EDTA,其浓度控制在1%,即pH值控制在2,酸洗的温度不超过70℃,酸洗时间不超过1小时。
再生处理后的效果为:活性检测采用内径为8毫米的石英管固定床,原料气包括NO:800ppm,NH3=800ppm,O2=3.2%,余量为氮气。空速320000H-1,温度380℃,NO和NH3的分析采用非分散红外分析,催化剂的评价结果表明,催化剂的活性回复为104%。
实施例6
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是表面因杂质覆盖;
步骤二:表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,除去表面的浮灰和物理沉积的杂质、灰尘时,当出气口中检测不到PM大于20um,停止吹灰,之后采取清水循环清洗;表面飞灰和物理杂质去除干净后,再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗,清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压;清水清洗完后,采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗,pH控制在1-7之间,因表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况,需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液, 氢氟酸的浓度不超过10%,EDTA的浓度不超过5%,在这种清洗过程中,清洗液和催化剂的体积比在20:1以下;失活催化剂在超声波的作用下清洗60min,再次进行酸洗,进一步去除表面在杂质,并刻蚀非活性相,采用的酸液为柠檬酸加EDTA,其浓度控制在2%,即pH值控制在1,酸洗的温度不超过70℃,酸洗时间不超过1小时。
再生处理后的效果为:活性检测采用内径为8毫米的石英管固定床,原料气包括NO:800ppm,NH3=800ppm,O2=3.2%,余量为氮气。空速320000H-1,温度380℃,NO和NH3的分析采用非分散红外分析,催化剂的评价结果表明,催化剂的活性回复为106%。
Claims (7)
1.一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因;
步骤二:如果是因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:对于因为相变引起的催化剂失活,刻蚀深度高于100微米以上;如果是催化剂晶相没有变化,则催化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量;根据活性组分变化,如果流失较严重,即活性组分脱落30%以上,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 0.1-10%,
硝酸铁 0.1-20%
硝酸铈 0-10%
钛白粉 0%~20%
白粘土 0%~5%
偏钒酸铵 0.1%~1%
偏钨酸铵 1%~8%
草酸铌 0%~3%
乳酸水溶液 0.5%~3%
草酸水溶液 1%~5%
去离子水 25%~35%
硬脂酸 0.1%~1%
柠檬酸 1%~5%;
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,再浸渍催化剂模块,或者当在线再生的时候,流经催化剂孔道,表面沉积至少1微米以上,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后静置晾干或者缓慢加热到100℃,干燥1-4小时,之后置于频率为900~3000MHz微波场中进行快速加热反应1-60分钟,微波能量为5~50w/kg,时间为2~30min;
如果是表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,除去表面的浮灰和物理沉积的杂质灰尘时,当出气口中检测不到PM大于20um,停止吹灰,之后采取清水循环清洗;表面飞灰和物理杂质去除干净后,再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗,清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压;清水清洗完后,采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗,pH控制在1-7之间,如果表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况,需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液,氢氟酸的浓度不超过10%,EDTA的浓度不超过5%,在这种清洗过程中,清洗液和催化剂的体积比在20:1以下;当酸洗还不能完全清除催化剂上的沉积的杂质,采用酸洗完进行清水漂洗,之后采用碱洗,碱洗过程为:采用pH>10的烧碱溶液和烧碱溶液质量的0.01%-1%的微孔渗透剂,清洗液的温度不超过50℃,失活催化剂在超声波的作用下清洗30-60min,再次进行酸洗,进一步去除表面在杂质,并刻蚀非活性相,采用的酸液为柠檬酸加EDTA,其浓度控制在0.1%-3%,即pH值控制在1-5之间,酸洗的温度不超过70℃,酸洗时间一般不超过1小时。
2.根据权利要求1所述的一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因为烧结引起的催化剂失活;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:因为是相变引起的催化剂失活,刻蚀深度高于100微米以上;使用XRF检测发现活性组分脱落达到33%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 5%
硝酸铁 5%
硝酸铈 5%
钛白粉 10%
白粘土 2%
偏钒酸铵 0.8%
偏钨酸铵 5%
草酸铌 1%
乳酸水溶液 2%
草酸水溶液 2%
硬脂酸 0.2%
柠檬酸 3%;
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,再浸渍催化剂模块,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后缓慢加热到100℃,干燥2小时,之后置于频率为1500MHz微波场中进行快速加热反应30分钟,微波能量为25w/kg,时间为10min。
3.根据权利要求1所述的一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因为烧结引起的催化剂失活;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:因为是相变引起的催化剂失活,刻蚀深度高于100微米以上;使用XRF检测发现活性组分脱落达到40%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 5%
硝酸铁 6%
硝酸铈 7%
钛白粉 15%
白粘土 2%
偏钒酸铵 1%
偏钨酸铵 7%
草酸铌 2%
乳酸水溶液 2%
草酸水溶液 2%
硬脂酸 0.2%
柠檬酸 5%
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,再浸渍催化剂模块,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后缓慢加热到100℃,干燥4小时,之后置于频率为3000MHz微波场中进行快速加热反应45分钟,微波能量为40w/kg,时间为20min。
4.根据权利要求1所述的一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是烧结引起;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:催化剂晶相没有变化,则催化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量;使用XRF检测发现活性组分脱落达到16%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 2%,
硝酸铁 5%
硝酸铈 2%
钛白粉 7%
白粘土 2%
偏钒酸铵 0.5%
偏钨酸铵 3%
草酸铌 0.5%
乳酸水溶液 1%
草酸水溶液 1%
硬脂酸 0.5%
柠檬酸 2%
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,在线再生的时候,流经催化剂孔道,表面沉积至少1微米以上,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后静置晾干,干燥1小时,之后置于频率为2000MHz微波场中进行快速加热反应20分钟,微波能量为10w/kg,时间为15min。
5.根据权利要求1所述的一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是烧结引起;
步骤二:因为烧结引起的催化剂失活,则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层,具体为:催化剂晶相没有变化,则催化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量;使用XRF检测发现活性组分脱落达到10%,根据活性组分变化,对催化剂进行活性组分沉积处理处理,配置再生液,再生液的原料质量百分比组成如下:
硫酸 2%,
硝酸铁 4%
硝酸铈 3%
钛白粉 5%
白粘土 2%
偏钒酸铵 0.3%
偏钨酸铵 2%
草酸铌 0.5%
乳酸水溶液 1%
草酸水溶液 1%
硬脂酸 0.5%
柠檬酸 3%
去离子水余量
以上溶液用超声震荡20min,配成均匀的混合液,在线再生的时候,流经催化剂孔道,表面沉积至少1微米以上,确保催化剂表面的活性组分完全覆盖;催化剂经再生液浸渍后静置晾干,干燥1小时,之后置于频率为1000MHz微波场中进行快速加热反应10分钟,微波能量为10w/kg,时间为10min。
6.根据权利要求1所述的一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是表面因杂质覆盖;
步骤二:表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,除去表面的浮灰和物理沉积的杂质、灰尘时,当出气口中检测不到PM大于20um,停止吹灰,之后采取清水循环清洗;表面飞灰和物理杂质去除干净后,再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗,清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压;清水清洗完后,采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗,pH控制在1-7之间,因表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况,需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液,氢氟酸的浓度不超过10%,EDTA的浓度不超过5%,在这种清洗过程中,清洗液和催化剂的体积比在20:1以下;失活催化剂在超声波的作用下清洗45min,再次进行酸洗,进一步去除表面在杂质,并刻蚀非活性相,采用的酸液为柠檬酸加EDTA,其浓度控制在1%,即pH值控制在2,酸洗的温度不超过70℃,酸洗时间不超过1小时。
7.根据权利要求1所述的一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下,首先从催化剂床层不同位置进行采样,然后进行催化剂的物相和表面组成分析,判断催化剂的失活原因是表面因杂质覆盖;
步骤二:表面因杂质覆盖,则进行清洗、除杂以及表面活化,之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗,除去表面的浮灰和物理沉积的杂质、灰尘时,当出气口中检测不到PM大于20um,停止吹灰,之后采取清水循环清洗;表面飞灰和物理杂质去除干净后,再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗,清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压;清水清洗完后,采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗,pH控制在1-7之间,因表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况,需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液,氢氟酸的浓度不超过10%,EDTA的浓度不超过5%,在这种清洗过程中,清洗液和催化剂的体积比在20:1以下;失活催化剂在超声波的作用下清洗60min,再次进行酸洗,进一步去除表面在杂质,并刻蚀非活性相,采用的酸液为柠檬酸加EDTA,其浓度控制在2%,即pH值控制在1,酸洗的温度不超过70℃,酸洗时间不超过1小时。
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