CN104801182A

CN104801182A - 一种脱硝催化剂的再生方法

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Publication number: CN104801182A
Application number: CN201510156388.9A
Authority: CN
Inventors: 刘海刚; 唐宏学; 王文侠; 兰小颖
Original assignee: Qinghai Province Research And Design Institute Of Chemical Industry
Current assignee: Qinghai Province Research And Design Institute Of Chemical Industry
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2035-04-03
Also published as: CN104801182B

Abstract

一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，其方法包括以下步骤：（1）使用0.05-0.07Mpa的负压对失活脱硝催化剂表面及孔道进行负压吸尘的同时使用毛刷清理催化剂孔道；（2）使用配制好的清洗液利用超声波对催化剂表面及孔道进行清洗后烘干；（3）使用配制0.1摩尔含有La、Ce稀土元素及磷酸二氢铝的硝酸溶液，浸渍催化剂并煅烧，增大催化剂比表面积的同时，增强催化剂的机械强度；（4）使用活性成份浸渍液对煅烧后的催化剂浸渍，补充催化剂活性组份；（5）煅烧。实施本发明方法对失活催化剂再生后催化剂脱硝效率可达82-87%，催化剂强度可提高40%，该方法操作方便，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种脱硝催化剂的再生方法

技术领域

本发明涉及一种催化剂再生方法，具体涉及一种蜂窝状脱硝催化剂活性及强度恢复的方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)的排放严重影响着大气环境和人类的健康，选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是脱除NOx的有效方法之一。近年来关于脱硝催化剂运行一段时间后失活后再生的研究成为目前SCR脱硝催化剂研究的热点。如由南京工业大学申请的一种SCR烟气脱硝催化剂再生方法201210100560.5P本发明采用将待再生的催化剂进行吹扫，然后将催化剂放入清洗池中用清洗液清洗，烘干；再将清洗完的催化剂浸渍于活性补充液中，进行活性补充、干燥；最后，将干燥完的催化剂进行焙烧、冷却、最终，便可得到再生的脱硝催化剂。经过再生后的催化剂，脱硝效率达到90%以上。按上述发明对蜂窝状催化剂的再生取得了不错的脱硝效果。

但是在工业上应用的脱硝催化剂运行一段时间后，存在脱硝效率下降和催化剂自身机械强度降低两方面的问题，目前为止尚未见到有关如何增强再生催化剂脱硝效率的同时提高强度的相关文献。

针对以上脱硝催化剂再生存在的问题，本发明提供一种增强脱硝催化剂强度的同时有效恢复催化剂活性的方法。

发明内容

为了实现以上目的，本发明对运行16000h以上的脱硝蜂窝状催化剂进行再生，本发明采用的技术方案是：一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，其方法包括以下步骤：

（1）使用0.05-0.07Mpa的负压对失活催化剂表面及孔道进行负压吸尘的同时使用毛刷清理催化剂孔道；

（2）使用清洗液利用超声波对催化剂表面及孔道进行清洗；

（3）使用0.1摩尔含有La、Ce等稀土元素及磷酸二氢铝的硝酸溶液，浸渍催化剂，增大催化剂比表面积的同时，在550℃煅烧4小时增强催化剂的机械强度；

（4）使用2%的草酸溶液，溶解含有主催化剂有效成份偏钒酸铵及助催化剂钨酸铵、钼酸铵、五氧化二铌的活性成份浸渍液对重整后的催化剂进行浸渍，有效补充催化剂活性组份；

（5）按程序升温煅烧方式在最高温度550℃下对脱硝催化剂进行煅烧。

所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述催化剂是燃煤电厂脱硝使用的蜂窝状选择性还原催化剂（SCR）。

所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征在于，所述步骤（1）中使用的负压为0.05-0.07MPa，对催化剂表面灰份进行吸尘的同时，用直径3-5mm的毛刷进行清理。

所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（2）中的清洗液由以下成份组成：0.5摩尔的NaOH溶液、1-2%的渗透剂JFC-S、0.5-1%的乳化剂OP-10、0.5-1%金属螯合剂HEDP、清洗温度约30℃、清洗时间30分钟、超声波功率为6KW，超声频率为40HZ，清洗后烘干温度为90℃。

所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（3）中使用0.1摩尔硝酸溶液，溶解0.2-0.4%、 0.05-0.1%的催化剂晶相重整剂、晶相稳定剂硝酸镧及硝酸铈，催化剂强度增强剂为2-4%固体磷酸二氢铝，对再生催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间3小时后烘干、煅烧，煅烧温度为550℃煅烧4小时。

所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（4）使用2%的草酸溶液溶解含有0.5-1%的偏钒酸铵、2-5%的钨酸铵、0.2-0.4%的钼酸铵、0.05-0.1%的五氧化二铌的活性成份浸渍液对重整后的催化剂进行浸渍，补充催化剂活性组份。

所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（5）中煅烧温度为程序升温煅烧，煅烧工序为：0-120℃20min、120-250℃40min、250-350℃60min、350-450℃60 min、450-550℃60min，550℃煅烧4小时。

本发明的优点和有益效果如下:

本发明的方法对运行时间16000h以上的催化剂进行再生，再生后催化剂脱硝效率可达82-87%，再生脱硝催化剂强度可提高40%以上，可达179N/CM³，（失活催化剂强度128 N/CM³），工作周期短，不影响企业的脱硝工艺流程，成本低，具有极大的经济效益和社会效益。

该发明步骤（1）采用两段煅烧方式在的第一次煅烧重整催化剂增大比表面积的前提下，采用二次程序升温方式煅烧可使活性组份有效负载在催化剂表面。

（2）本发明的方法清洗液采用金属螯合剂HEDP对烧结于催化剂内部的K、Na、Ca、Fe、As等元素进行金属螯合的同时进行超声清洗，能有效去除金属元素对催化剂中毒失活的影响。

（3）本发明的方法在采用0.1摩尔的硝酸清洗催化剂表面的同时与加入高温粘结剂磷酸二氢铝，可与硝酸发生协同效益，进一步增强催化剂强度。

（4）本发明采用La、Ce等稀土元素先对脱硝催化剂扩孔、增大比表面积的前提下，对催化剂进行有效活性组份的浸渍，能有效的保证V、W等有效组份最大程度的负载于催化剂表面。

（5）0.05-0.1%的五氧化二铌助剂的加入能有效提高脱硝催化剂对烟气中NOx的选择性，提高脱硝效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明

实施例1

对运行16000h的脱硝催化剂，步骤（1）中使用的负压为0.05MPa，对催化剂表面灰份进行吸尘的同时用直径3-5mm的毛刷进行清理。步骤（2）使用清洗液对催化剂表面及孔道进行清洗，清洗液体积与催化剂体积比为7:1，清洗液构成为0.5摩尔NaOH、1%的渗透剂JFC-S、0.5%的乳化剂OP-10、0.5%的金属螯合剂HEDP、超声功率为6KW、频率40HZ、清洗温度30℃、清洗时间30 min，清洗后烘干温度为90℃。步骤（3）使用含0.1摩尔0.2%硝酸镧、0.05%硝酸铈、2%磷酸二氢铝的硝酸溶液对催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间为3小时，凉干后在550℃煅烧4小时。步骤（4）使用2%的草酸溶液溶解0.5%的偏钒酸铵、2%的钨酸铵、0.2%的钼酸铵、0.05%的五氧化二铌溶液的活性成份浸渍液对催化剂浸渍，浸渍时间3小时温度30℃。步骤（5）对以上催化剂按0-120℃20min、120-250℃40min、250-350℃40min、350-450℃60 min、450-550℃240min程序温度进行煅烧，其脱硝率可达85%。

实施例2

对运行18000h的脱硝催化剂，重复实施例1的同时，所不同的是步骤（2）中使用超声波清洗液对催化剂表面及孔道进行清洗，清洗液体积与催化剂体积比为7:1，清洗液构成为0.5摩尔NaOH、1%的渗透剂JFC-S、0.6%的乳化剂OP-10、0.6%的金属螯合剂HEDP、超声功率为6KW、频率40HZ、清洗温度30℃，清洗时间30 min，后烘干。步骤（3）使用含0.1摩尔的0.25%硝酸镧、0.06%硝酸铈、2.5%磷酸二氢铝的硝酸溶液对催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间为3小时，晾干后在550℃煅烧4小时。步骤（4）使用2%的草酸溶液溶解0.6%的偏钒酸铵、4%的钨酸铵、0.25%的钼酸铵、0.06%的五氧化二铌溶液的活性成份浸渍液对催化剂浸渍时间3小时浸渍温度30℃，后按实施例1步骤（5）煅烧，其脱硝率可达87%。

实施例3

对运行20000h的脱硝催化剂，重复实施例2的同时，所不同的是步骤（2）中使用清洗液对催化剂表面及孔道进行清洗，清洗液体积与催化剂体积比为7:1，清洗液构成为0.5摩尔NaOH、1.5%的渗透剂JFC-S、0.7%的乳化剂OP-10、0.7%的金属螯合剂HEDP、超声功率为6KW、频率40HZ、清洗温度30℃，清洗时间30 min，后烘干。步骤（3）使用0.1摩尔的含0.30%硝酸镧、0.08%硝酸铈、3%磷酸二氢铝的硝酸溶液对催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间为3小时，晾干后在550℃煅烧4小时。步骤（4）使用2.5%的草酸溶液溶解0.8%的偏钒酸铵、4.5%的钨酸铵、0.30%的钼酸铵，0.08%的五氧化二铌溶液的活性成份浸渍液对催化剂浸渍时间3小时，浸渍温度30℃，后按以上实施例1步骤（5）煅烧，其脱硝率可达87%。

实施例4

对运行22000h的脱硝催化剂重复实施例3的同时，所不同的是（1）中使用的负压为0.06MPa，对催化剂表面灰份进行吸尘的同时用直径3-5mm的毛刷进行清理，吸尘时间30分钟。（2）使用清洗液对催化剂表面及孔道进行清洗、清洗液体积与催化剂体积比为7:1、清洗液构成为0.5摩尔NaOH、2%的渗透剂JFC-S，0.9%的乳化剂OP-10，0.8%的金属螯合剂HEDP、超声功率为6KW、频率40HZ、清洗温度30℃，清洗时间30 min，后烘干。（3）使用0.1摩尔的含0.35%硝酸镧及0.09%硝酸铈、3.5%磷酸二氢铝的硝酸溶液对催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间为3小时后，晾干后在550℃煅烧4小时。（4）使用2%的草酸溶液溶解0.9%的偏钒酸铵、5%的钨酸铵、0.35%的钼酸铵、0.09%的五氧化二铌溶液的活性成份对催化剂进行浸渍，浸渍时间3小时浸渍温度30℃。后按以上实施例1步骤（5）煅烧，其脱硝率可达86%。

实施例5

对运行24000h的脱硝催化剂重复实施例4的同时，所不同的是步骤（1）中使用的负压为0.07MPa，对催化剂表面灰份进行吸尘的同时用直径3-5mm的毛刷进行清理，吸尘时间30分钟。步骤（2）使用清洗液对催化剂表面及孔道进行清洗，清洗液构成为0.5摩尔NaOH、清洗液体积与催化剂体积比为7:1，清洗液构成为2%的渗透剂JFC-S、1%的乳化剂OP-10、0.9%的金属螯合剂HEDP、超声功率为6KW、频率40HZ、清洗温度30℃，清洗时间30 min，后烘干。步骤（3）使用0.1摩尔的含0.4%硝酸镧、0.1%硝酸铈、4%磷酸二氢铝的硝酸溶液对催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间为3小时，晾干后在550℃煅烧4小时。步骤（4）使用2%的草酸溶液溶解1%的偏钒酸铵、5%的钨酸铵、0.4%的钼酸铵、0.1%的五氧化二铌溶液的活性成份对催化剂进行浸渍，浸渍时间3小时浸渍温度30℃，后按以上实施例1步骤（5）煅烧，其脱硝率可达82%。

实施例6

对运行26000h的脱硝催化剂，重复实施例5的同时，所不同的是步骤（2）使用超声波清洗液对催化剂表面及孔道进行清洗,清洗液体积与催化剂体积比为7:1，清洗液构成为0.5摩尔NaOH、2%的渗透剂JFC-S、1%的乳化剂OP-10、1%的金属螯合剂HEDP、超声功率为6KW、频率40HZ、清洗温度30℃，清洗时间30 min，后烘干。步骤（3）使用0.1摩尔的含0.4%硝酸镧、0.1%硝酸、4%磷酸二氢铝的硝酸溶液对催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间为3小时，晾干后在550℃煅烧4小时。按以上实施例4步骤（4）进行活性组份浸渍及实施例1步骤（5）煅烧，其脱硝率可达85%。

实施例数据如下表

Claims

1.一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，其方法包括以下步骤：

（1）使用0.05-0.07Mpa的负压对脱硝失活催化剂表面及孔道进行负压吸尘的同时使用毛刷清理催化剂孔道；

（2）使用清洗液利用超声波对催化剂表面及孔道进行清洗；

（3）使用0.1摩尔含有La、Ce稀土元素及磷酸二氢铝的硝酸溶液，浸渍催化剂，增大催化剂比表面积的同时，在550℃煅烧4小时增强催化剂的机械强度；

2.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述催化剂是燃煤电厂脱硝使用的蜂窝状选择性还原催化剂（SCR）。

3.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（1）中使用的负压为0.05-0.07MPa，对催化剂表面灰份进行吸尘的同时，用直径3-5mm的毛刷进行清理。

4.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（2）中的清洗液由以下成份组成：0.5摩尔的NaOH溶液、1-2%的渗透剂JFC-S、0.5-1%的乳化剂OP-10、0.5-1%金属螯合剂HEDP、清洗温度约30℃、清洗时间30分钟、超声波功率为6KW，超声频率为40HZ，清洗后烘干温度为90℃。

5.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（3）中使用0.1摩尔硝酸溶液，溶解0.2-0.4%、 0.05-0.1%的催化剂晶相整形剂、晶相稳定剂硝酸镧及硝酸铈，催化剂强度增强剂为2-4%固体磷酸二氢铝，对再生催化剂进行浸渍，浸渍温度为30℃，浸渍时间3小时，晾干后在550℃煅烧4小时。

6.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（4）使用2%的草酸溶液溶解含有0.5-1%的偏钒酸铵、2-5%的钨酸铵、0.2-0.4%的钼酸铵、0.05-0.1%的五氧化二铌的活性成份浸渍液对整形后的催化剂进行浸渍，补充催化剂活性组份。

7.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂的再生方法，其特征是在于，所述步骤（5）中煅烧温度为程序升温煅烧，煅烧工序为：0-120℃20min，120-250℃40min，250-350℃60min，350-450℃60 min，450-550℃60min，550℃煅烧4小时。