一種砷中毒選擇性催化還原脫硝催化劑的再生方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種砷中毒選擇性催化還原脫硝催化劑的再生方法，主要工藝流程包括機(jī)械清灰、堿性清洗液清洗、再生液浸漬和干燥；堿性清洗液是強(qiáng)堿弱酸鹽和表面活性劑的混合溶液；酸性再生液由銨鹽、弱酸、偏釩酸銨和鉬酸銨組成。采用本發(fā)明的方法對砷中毒的SCR脫硝催化劑再生后，基本可將砷組分除去，并擁有一定的抗砷中毒能力，脫硝率達(dá)81～88％，同時(shí)能保持催化劑的抗壓強(qiáng)度和磨損強(qiáng)度；另外，所使用的再生工藝流程也較為簡單，處理效率高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種砷中毒選擇性催化還原脫硝催化劑的再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及選擇性催化還原(SCR)脫硝催化劑領(lǐng)域，具體涉及了一種砷中毒選擇性催化還原脫硝催化劑的再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物是主要的大氣污染物之一，而燃煤發(fā)電廠是氮氧化物的主要排放源之一。隨著我國一系列環(huán)保政策的頒布與實(shí)施，SCR法煙氣脫硝技術(shù)正逐步應(yīng)用于我國燃煤電廠中。截至2012年底，已投運(yùn)火電廠煙氣脫硝機(jī)組總?cè)萘砍^2.3億kW，占全國現(xiàn)役火電機(jī)組容量的28%，比2011年提高了 10%;在2013年，全國新增火電脫硝裝機(jī)容量是“十二五”前兩年總量的1.3倍。SCR脫硝催化劑在使用過程中活性會(huì)逐漸下降，當(dāng)其活性下降至不能滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求時(shí)，就需要更換，其更換周期一般為3年，更換費(fèi)用約占SCR系統(tǒng)總價(jià)的50%。對失活的SCR催化劑進(jìn)行再生，能夠提高或者恢復(fù)其活性，達(dá)到重新利用的目的。再生費(fèi)用只占全部更換催化劑費(fèi)用的30%，而且節(jié)省了處理廢舊催化劑的成本，因此，SCR催化劑的再生具有十分重要的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
[0003]砷中毒是引起催化劑失活的常見原因之一。引起催化劑中毒的砷的化合物一般呈現(xiàn)酸性，采用堿液預(yù)處理才能達(dá)到良好的效果。
[0004]在此基礎(chǔ)上，本專利提出了一種新的針對砷中毒的SCR脫硝催化劑的再生方法。此方法可以簡化工藝流程，降低生產(chǎn)成本和減小再生過程對環(huán)境的污染，也可以使再生后的催化劑仍有較高的強(qiáng)度和較長的使用壽命，因此更有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新的砷中毒的SCR脫硝催化劑再生方法，可以利用簡潔高效的方式除去引起催化劑中毒的砷組分，同時(shí)補(bǔ)充受損的活性成分，使催化劑恢復(fù)其較高的脫硝活性，同時(shí)擁有一定的抗砷中毒能力。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種砷中毒的SCR脫硝催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0008](一)用3_4Mpa、流量0.5?1.0m3/s的清潔干燥壓縮空氣吹掃失活的SCR脫硝催化劑，以除去表面的積灰，時(shí)間為10?20min ；
[0009]( 二)將吹灰處理后的催化劑置于堿性清洗液中超聲輔助清洗，時(shí)間20?60min，超聲功率100?500w ；
[0010](三)用去離子水漂洗干凈；
[0011](四)將催化劑浸潰于再生液中，清除殘留的砷成分，同時(shí)補(bǔ)充受損的活性組分，浸潰時(shí)間I?4h ;
[0012](五)將催化劑在110_120°C下干燥I?3h，然后在400-410°C下焙燒2?5h，即得到再生后的SCR脫硝催化劑。
[0013]其中，所述堿性清洗液為強(qiáng)堿弱酸鹽和表面活性劑的混合溶液，強(qiáng)堿弱酸鹽為碳酸鈉、醋酸鈉、亞砷酸鈉或硅酸鈉的一種或幾種，濃度為0.1?2mol/L ;表面活性劑為平平加0(脂肪醇聚氧乙烯醚)、微孔滲透劑JFC或烷基酚聚氧乙醚(OP?(η)，n = 10)的一種或幾種，含量為0.2?lwt% ;余量為去尚子水。
[0014]其中，所述再生液的組成為銨鹽、弱酸、偏釩酸銨和鑰酸銨，銨鹽為氯化銨或硝酸銨的一種或兩種，濃度為0.1?2mol/L ;弱酸為草酸、醋酸或檸檬酸的一種或幾種，含量為
0.1?lwt% ;偏|凡酸銨含量為0.5?4wt% ;鑰酸銨含量為I?6wt% ;余量為去尚子水。
[0015]有益效果:
[0016]本發(fā)明的砷中毒SCR脫硝催化劑的再生方法的有益效果在于:
[0017](I)本發(fā)明所用的清洗液呈現(xiàn)弱堿性，可在除去砷成分的同時(shí)，最大程度的保持催化劑的抗壓強(qiáng)度、磨損強(qiáng)度和活性組分；清洗液中添加了表面活性劑，且采用超聲輔助清洗，極大的提高了清洗效率；
[0018](2)本發(fā)明的再生液中含有的銨鹽和弱酸可以進(jìn)一步除去殘留的少量砷組分，達(dá)到完全凈化的目的；再生液也會(huì)為催化劑補(bǔ)充活性組分，使其脫硝活性得到進(jìn)一步提高；添加的鑰酸銨能使再生后的催化劑獲得一定的抗砷中毒能力。
[0019](3)對使用本方法再生后的SCR脫硝催化劑進(jìn)行脫硝活性檢測，發(fā)現(xiàn)其脫硝率可達(dá)81?88%。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0021]實(shí)施例1
[0022](一 )溶液制備
[0023]清洗液:0.8mol/L碳酸鈉，0.3wt%平平加O ;
[0024]再生液:lmol/L氯化銨,0.6wt%草酸,2wt%偏f凡酸銨,4wt%鑰酸銨。
[0025]( 二)工藝流程
[0026]所取樣品為某電廠已經(jīng)運(yùn)行23000小時(shí)的釩鎢鈦系脫硝催化劑，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)脫硝率為53%，失活原因?yàn)閲?yán)重的砷中毒。首先，利用3Mpa、流量0.5m3/s的壓縮氣體對砷中毒的脫硝催化劑模塊進(jìn)行吹掃1min ;其次，將吹掃完畢的催化劑置入清洗液中超聲輔助清洗30min，利用去離子水進(jìn)行漂洗；然后，將處理后的催化劑浸潰于再生液中3h ;最后，利用1200C的熱空氣對催化劑進(jìn)行干燥2h。SCR脫硝催化劑再生過程結(jié)束。
[0027]對再生后的催化劑進(jìn)行脫硝活性測試，發(fā)現(xiàn)其脫硝率由53%恢復(fù)到88%。
[0028]實(shí)施例2
[0029](一 )溶液制備
[0030]清洗液:0.5mol/L碳酸鈉，0.3wt%平平加O ;
[0031]再生液:lmol/L氯化銨,0.6wt%草酸，2wt%偏f凡酸銨，4wt%鑰酸銨。
[0032]( 二)工藝流程
[0033]所取樣品為某電廠已經(jīng)運(yùn)行23000小時(shí)的釩鎢鈦系脫硝催化劑，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)脫硝率為53%，失活原因?yàn)閲?yán)重的砷中毒。首先，利用3Mpa、流量0.5m3/s的壓縮氣體對砷中毒的脫硝催化劑模塊進(jìn)行吹掃1min ;其次，將吹掃完畢的催化劑置入清洗液中超聲輔助清洗30min，利用去離子水進(jìn)行漂洗；然后，將處理后的催化劑浸潰于再生液中3h ;最后，利用1200C的熱空氣對催化劑進(jìn)行干燥2h。SCR脫硝催化劑再生過程結(jié)束。
[0034]對再生后的催化劑進(jìn)行脫硝活性測試，發(fā)現(xiàn)其脫硝率由53%恢復(fù)到82%。
[0035]實(shí)施例3
[0036](一 )溶液制備
[0037]清洗液:0.8mol/L醋酸鈉，0.3wt%微孔滲透劑JFC ；
[0038]再生液:lmol/L氯化銨，lwt%醋酸,2wt%偏f凡酸銨,4wt%鑰酸銨。
[0039]( 二)工藝流程
[0040]所取樣品為某電廠已經(jīng)運(yùn)行23000小時(shí)的釩鎢鈦系脫硝催化劑，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)脫硝率為53%，失活原因?yàn)閲?yán)重的砷中毒。首先，利用3Mpa、流量0.5m3/s的壓縮氣體對砷中毒的脫硝催化劑模塊進(jìn)行吹掃IOmin ;其次，將吹掃完畢的催化劑置入清洗液中超聲輔助清洗30min，利用去離子水進(jìn)行漂洗；然后，將處理后的催化劑浸潰于再生液中3h ;最后，利用1200C的熱空氣對催化劑進(jìn)行干燥2h。SCR脫硝催化劑再生過程結(jié)束。
[0041]對再生后的催化劑進(jìn)行脫硝活性測試，發(fā)現(xiàn)其脫硝率由53%恢復(fù)到85%。
[0042]實(shí)施例4
[0043](一 )溶液制備
[0044]清洗液:lmol/L亞砷酸鈉，0.3wt%平平加O ;
[0045]再生液:0.5mol/L硝酸銨,0.6wt%草酸,2wt%偏f凡酸銨,4wt%鑰酸銨。
[0046]( 二)工藝流程
[0047]所取樣品為某電廠已經(jīng)運(yùn)行23000小時(shí)的釩鎢鈦系脫硝催化劑，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)脫硝率為53%，失活原因?yàn)閲?yán)重的砷中毒。首先，利用3Mpa、流量0.5m3/s的壓縮氣體對砷中毒的脫硝催化劑模塊進(jìn)行吹掃IOmin ;其次，將吹掃完畢的催化劑置入清洗液中超聲輔助清洗30min，利用去離子水進(jìn)行漂洗；然后，將處理后的催化劑浸潰于再生液中3h ;最后，利用1200C的熱空氣對催化劑進(jìn)行干燥2h。SCR脫硝催化劑再生過程結(jié)束。
[0048]對再生后的催化劑進(jìn)行脫硝活性測試，發(fā)現(xiàn)其脫硝率由53%恢復(fù)到82%。
[0049]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種砷中毒選擇性催化還原脫硝催化劑的再生方法，其特征在于，包括以下步驟: (一)用3-4Mpa、流量0.5?1.0m3/s的清潔干燥壓縮空氣吹掃失活的SCR脫硝催化齊U，以除去表面的積灰，時(shí)間為10?20min ； (二)將吹灰處理后的催化劑置于堿性清洗液中超聲輔助清洗，時(shí)間20?60min，超聲功率100?500w ； (三)用去離子水漂洗干凈； (四)將催化劑浸潰于再生液中，清除殘留的砷成分，同時(shí)補(bǔ)充受損的活性組分，浸潰時(shí)間I?4h ; (五)將催化劑在110-120°C下干燥I?3h，然后在400-410°C下焙燒2?5h，即得到再生后的SCR脫硝催化劑。 所述堿性清洗液為強(qiáng)堿弱酸鹽和表面活性劑的混合溶液，強(qiáng)堿弱酸鹽為碳酸鈉、醋酸鈉、亞砷酸鈉或硅酸鈉的一種或幾種，濃度為0.1?2mol/L ;表面活性劑為平加O，即脂肪醇聚氧乙烯醚、微孔滲透劑JFC或烷基酚聚氧乙醚，其中OP?(η)，η = 10的一種或幾種，含量為0.2?lwt%。 所述再生液的組成為銨鹽、弱酸、偏釩酸銨和鑰酸銨，銨鹽為氯化銨或硝酸銨的一種或兩種，濃度為0.1?2mol/L ;弱酸為草酸、醋酸或檸檬酸的一種或幾種，含量為0.1?lwt%;偏鑰;酸銨含量為0.5?4wt% ;鑰酸銨含量為I?6wt% ;余量為去尚子水。
【文檔編號】B01J38/66GK104028316SQ201410239040
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】陳凱 申請人:陳凱