CN104722206A

CN104722206A - 一种失活scr脱硝催化剂的再生方法

Info

Publication number: CN104722206A
Application number: CN201510121447.9A
Authority: CN
Inventors: 徐海涛; 张亚平; 李娟�; 宋静; 周长城; 沈凯; 朱孝强
Original assignee: NANJING YUHANG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd; Southeast University
Current assignee: NANJING YUHANG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd; Southeast University
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2015-06-24

Abstract

本发明公开了一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法，具体涉及一种催化剂的再生方法。该方法将失活催化剂拆分为单体进行再生处理，包括对失活催化剂的负压吹扫，超声波碱性溶液清洗，超声波酸洗，去离子水冲洗，扩孔处理，再生液浸渍，干燥，焙烧。通过该催化剂再生方法，使催化剂脱硝性能得到较大提高，催化剂物理结构得到明显改善，增加催化剂的使用寿命，节约了再生时间，大大降低了企业SCR脱硝的运行成本，有利于其工业实际运行。

Description

一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法

技术领域

本发明涉及一种催化剂的再生方法，具体涉及一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法。

背景技术

工业化的发展加剧了环境的恶化，雾霾等环境问题日益突出，国家正加大力度治理环境问题，其中燃煤锅炉带来的污染也引起了大家的重视。随着“十二五”规划减排任务的推行，国家氮氧化物排放标准更加严格，加快了脱硝技术的发展。在这些脱硝技术中，选择性催化还原技术一直占据很大的市场份额，且该技术成熟可靠，而制约该技术的发展主要是由于其中的催化剂成本太高，催化剂的成本约占选择性催化还原技术总投资的30～60％。在保证脱硝效率的前提下，一般商业催化剂的使用寿命是3～5年，若直接更换催化剂会导致企业脱硝成本加大，同时产生的废催化剂中的重金属等成分会带来严重的环境问题。因此为了缩减企业脱硝成本，增加经济效益，同时减小废弃催化剂对环境造成的污染，研究选择性还原脱硝催化剂的再生问题具有重要意义。

目前国内市场上商用SCR脱硝催化剂大多数为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂，由于脱硝工艺运行过程中烟气成分复杂，且烟气温度较高，会导致催化剂烧结、中毒和活性组分流失，使脱硝效率下降，根据催化剂失活的原因，国内正在积极寻找适合我国催化剂运行条件的再生方式。

目前，现有的再生方法对于再生后的脱硝活性仍不能长期满足国家氮氧化物排放标准。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题提供一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法，该方法包括如下步骤：

1)用干燥压缩空气吹扫失活单体催化剂；

2)在超声波存在的条件下，将经步骤1)处理过的单体催化剂浸入碱性溶液中进行处理；

3)在超声波存在的条件下，将经步骤2)处理过的单体催化剂浸入酸性溶液中进行处理；

4)采用去离子水沿着烟气通过催化剂的反方向冲洗酸处理过的单体催化剂；

5)在超声波存在的条件下，将经步骤4)处理过的单体催化剂在扩孔液中浸渍，之后再采用微波加热干燥；

6)将经步骤5)处理过的催化剂浸渍在催化剂再生液中，启动超声振荡器在常温下先处理1～5h，再通过加热器调节再生液温度至70～90℃处理2～8h，最后静置1～2h；

7)将经步骤6)处理过的催化剂置于微波炉中进行干燥5～15min，之后再放入马弗炉中焙烧，即得到再生SCR脱硝催化剂。

本发明技术方案的步骤1)中：干燥压缩空气的压力为2～3Mpa，压缩空气的流量为0.5～0.8m³/s，吹扫时间为1～2h。该步骤用于去除催化剂表面粘附性不强的粉尘，该步骤的预处理可以减小后续处理的压力。

本发明技术方案的步骤2)中：所述的碱性溶液为强碱弱酸盐、表面活性剂、渗透剂和去离子水组成的混合液；超声波的功率为200～500W，处理时间为20～40min。在一些实施方案中步骤2)中所述的强碱弱酸盐为碳酸钠、醋酸钠或硅酸钠中的至少一种，强碱弱酸盐的浓度为1～2mol/L；表面活性剂是浓度为0.1～1wt％的平平加O；渗透剂是浓度为0.1～1wt％的渗透剂JFC。在一些优选的实施方案中碱性溶液为：1.6mol/L的醋酸钠，0.3wt％平平加O，0.5wt％渗透剂JFC，其余为去离子水。

本发明技术方案步骤3)中所述的酸性溶液为有机酸、表面活性剂、渗透剂和去离子水组成的混合液；超声波的功率为200～500W，处理的时间为20～40min。在一种实施方案中步骤3)中有机酸为C1～C5的有机酸，优选所述的有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸中的至少一种，有机酸的浓度为0.2～1mol/L；表面活性剂是浓度为0.1～1wt％的平平加O；渗透剂是浓度为0.1～1wt％的渗透剂JFC。在一种优选的技术方案中，酸性溶液为：0.8mol/L的乙酸，0.3wt％平平加O，0.5wt％渗透剂JFC，其余为去离子水。

本发明技术方案的步骤4)中去离子水冲洗的流速为1～5m/s，去离子水冲洗的流量2～10m³/s，冲洗时间为40～60min。

本发明技术方案的步骤5)中扩孔液是体积浓度为10～60％的乙醇溶液；超声波的功率为200～700W，超声波处理的时间为10～40min；微波的功率为500～1000W，微波处理的时间为5～15min。在一种优选的技术方案中扩孔液是体积浓度为10～30％的乙醇溶液；微波的功率为700W，微波处理的时间为10min。

本发明技术方案的步骤6)中再生液由偏钒酸铵、偏钨酸铵、醋酸、表面活性剂、渗透剂JFC和去离子水组成，其中偏钒酸铵的浓度为0.5～1.5wt％，偏钨酸铵的浓度为3～9wt％，醋酸的浓度为0.1～3wt％，表面活性剂是浓度为0.1～1wt％的平平加O；渗透剂是浓度为0.1～1wt％的渗透剂JFC，其余为去离子水。在一种优选的技术方案中，步骤6)中再生液由1w％的偏钒酸铵、6％的偏钨酸铵、1.2w％的醋酸、0.5wt％渗透剂JFC、0.3wt％平平加O。

本发明技术方案的步骤7)中：微波的功率为500～1000W；马弗炉煅烧的温度为300～600℃，焙烧的时间为4～12h。

本发明的有益效果：

(1)本发明所运用的去离子水冲洗方式深层次去除了催化剂上的积灰，同时对残留的清洗液有更好的洗净效果；

(2)扩孔剂与微波的联合使用节约了干燥时间，同时增大了催化剂的比表面积，使活性组分更易负载，改善了催化剂的物理结构，增加催化剂强度，提高了催化剂的脱硝效率；

(3)再生液浸渍过程中使用超声震荡以及加热器，加速活性组分均匀负载于载体上，提高催化剂活性；

(4)采用单体催化剂进行再生，有利于再生过程的移动，便于再生处理，避免再生设备型号过大。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

将某电厂已经运行26000小时的商用脱硝催化剂进行再生处理，一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其具体步骤如下：

1)利用2.5Mpa无油干燥压缩空气，流量0.5m³/s吹扫失活单体催化剂1h，去除催化剂表面粘附性不强的粉尘；

2)将经步骤1)处理过的催化剂置于浓度为1.0mol/L的强碱弱酸盐碳酸钠、表面活性剂平平加O浓度为0.3wt％、渗透剂JFC浓度为0.5wt％和去离子水组成的混合溶液中，辅以超声波浸渍20min，功率为500W；

3)将经步骤2)处理过的催化剂置于有机酸溶液：甲酸浓度为0.8mol/L，表面活性剂平平加O的浓度为0.3％wt，渗透剂JFC浓度为0.5wt％，辅以超声波浸渍40min，功率为200W；

4)将经步骤3)处理过的催化剂放置于清洗槽中，使去离子水从烟气通过催化剂的逆向冲洗催化剂，流速2m/s，流量5m³/s，冲洗时间为40min，然后用ICP检测是否含有碱(土)金属，没有碱(土)金属则进行下步反应；

5)将经步骤4)处理过的催化剂在扩孔液(乙醇体积10％)中浸渍，辅以超声波浸渍的时间为40min，功率为200W；之后再将催化剂置于采用微波干燥处理，微波干燥处理的功率为600W，处理时间为10～14min；

6)将经步骤5)处理过的催化剂浸渍在催化剂再生液(偏钒酸铵占总量的0.5wt％、偏钨酸铵占总量的9wt％，醋酸的浓度为0.5wt％、渗透剂JFC占再生液的0.3wt％，平平加O的浓度为0.3wt％，其余为去离子水)中，启动超声振荡器在常温下先运行2h，再通过加热器调节再生液温度至85℃，使催化剂在该温度下浸渍4h，然后关闭加热器静置2h；

7)将经步骤6)处理过的催化剂置于微波炉中进行干燥15min，除去催化剂表面和内部残存的再生液，使再生催化剂的强度得到提高，同时节约时间，微波功率600W。

8)将经步骤7)处理过的催化剂在450℃下马弗炉中焙烧8h，使再生液中的活性前驱体反应成活性组分，冷却至常温，即得到再生SCR脱硝催化剂。

将再生后的催化剂进行模拟锅炉烟气催化剂脱硝活性测试，结果表明再生后的催化剂脱硝效率能从再生前的43％上升到94％。

对比例1：

除步骤5)中不进行微波加热干燥，其余条件同实施例1。性能测试如下表：

实施例2

将某电厂已经运行25000小时的商用脱硝催化剂进行再生处理，一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其具体步骤如下：

1)利用3Mpa无油干燥压缩空气，流量0.8m³/s吹扫失活单体催化剂1.5h，去除催化剂表面粘附性不强的粉尘；

2)将经步骤1)处理过的催化剂置于浓度为1.6mol/L的强碱弱酸盐醋酸钠、表面活性剂平平加O的浓度为0.3wt％、渗透剂JFC的浓度为0.5wt％和去离子水组成的混合溶液中，辅以超声波浸渍40min，功率为200W；

3)将经步骤2)处理过的催化剂置于有机酸溶液乙酸的浓度为0.8mol/L中，表面活性剂平平加O的浓度为0.3％wt，渗透剂JFC浓度为0.5wt％，辅以超声波浸渍20min，功率为500W；

4)将经步骤3)处理过的催化剂放置于清洗槽中，使去离子水从烟气通过催化剂的逆向冲洗催化剂，流速4m/s，流量8m³/s，冲洗时间为60min，然后用ICP检测是否含有碱(土)金属，没有碱(土)金属则进行下步反应；

5)将经步骤4)处理过的催化剂在扩孔液(乙醇体积20％)中浸渍，辅以超声的功率为500W，超声的时间为20min；之后再将催化剂在微波的条件下干燥处理，微波的功率为800W，微波处理的时间为7～10min；

6)将经步骤5)处理过的催化剂浸渍在催化剂再生液偏钒酸铵占总量的1.5wt％、偏钨酸铵占总量的3wt％，醋酸的浓度为2wt％、渗透剂JFC占再生液的1wt％，平平加O的浓度为1wt％，其余为去离子水，启动超声振荡器在常温下先运行2h，再通过加热器调节再生液温度至85℃，使催化剂在该温度下浸渍8h，然后关闭加热器静置2h；

7)将经步骤6)处理过的催化剂置于微波炉中进行干燥10min，除去催化剂表面和内部残存的再生液，使再生催化剂的强度得到提高，同时节约时间，微波功率700W。

对比例2

除步骤5)中不进行微波加热干燥，其余条件同实施例2。性能测试如下表：

Claims

1.一种失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1)用干燥压缩空气吹扫失活单体催化剂；

2.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤1)中干燥压缩空气的压力为2～3Mpa，压缩空气的流量为0.5～0.8m³/s，吹扫时间为1～2h。

3.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤2)中所述的碱性溶液为强碱弱酸盐、表面活性剂、渗透剂和去离子水组成的混合液；超声波的功率为200～500W，处理时间为20～40min。

4.根据权利要求3所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤2)中所述的强碱弱酸盐为碳酸钠、醋酸钠或硅酸钠中的至少一种，强碱弱酸盐的浓度为1～2mol/L；表面活性剂是浓度为0.1～1wt％的平平加O；渗透剂是浓度为0.1～1wt％的渗透剂JFC。

5.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤3)中所述的酸性溶液为有机酸、表面活性剂、渗透剂和去离子水组成的混合液；超声波的功率为200～500W，处理的时间为20～40min。

6.根据权利要求5所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤3)中有机酸为C1～C5的有机酸，优选所述的有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸中的至少一种，有机酸的浓度为0.2～1mol/L；表面活性剂是浓度为0.1～1wt％的平平加O；渗透剂是浓度为0.1～1wt％的渗透剂JFC。

7.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤4)中去离子水冲洗的流速为1～5m/s，去离子水冲洗的流量2～10m³/s，冲洗时间为40～60min。

8.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤5)中扩孔液是体积浓度为10～60％的乙醇溶液；超声波的功率为200～700W，超声波处理的时间为10～40min；微波加热干燥的功率为500～1000W，处理的时间为5～15min。

9.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤6)中再生液由偏钒酸铵、偏钨酸铵、醋酸、渗透剂、平平加O和去离子水组成，其中偏钒酸铵的浓度为0.5～1.5wt％，平平加O的浓度为0.1～1wt％，偏钨酸铵的浓度为3～9wt％，醋酸的浓度为0.1～3wt％，渗透剂是浓度为0.1～1wt％的渗透剂JFC，其余为去离子水。

10.根据权利要求1所述的失活SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：步骤7)中微波的功率为500～1000W；马弗炉煅烧的温度为300～600℃，焙烧的时间为4～12h。