一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于失活脫硝催化劑再生方法【技術領域】，特別涉及一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法。本發(fā)明方法中失活催化劑依次經過空氣鼓泡水洗、超聲堿液清洗、超聲酸液清洗、空氣鼓泡漂洗、干燥等步驟進行催化劑再生，給出再生工藝參數，包括空氣鼓泡清洗時間、堿洗液、酸洗液的成分、干燥溫度及時間，與現有SCR脫硝催化劑再生工藝相比，采用該工藝可同時脫除催化劑中磷、堿金屬等中毒元素。
【專利說明】一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于失活脫硝催化劑再生方法【技術領域】，特別涉及一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法。

【背景技術】
[0002]選擇性催化還原(SCR)是我國目前燃煤電站最主要的脫硝技術，催化劑是SCR系統(tǒng)的重要組成，其性能直接影響SCR系統(tǒng)的脫硝效率。目前SCR催化劑主要為蜂窩式、平板式和波紋板式，主要成分均為Ti02、V2O5, W03、Mo03。目前我國燃煤電廠煙氣脫硝工程都采用高溫高塵布置，催化劑在惡劣煙氣條件長期運行，煙氣中的鉀、磷等元素能與催化劑釩氧鍵結合，從而使催化劑化學中毒，催化劑表面酸性位點減少，吸附NH3能力下降，加上飛灰覆蓋、堵塞孔道等物理因素的影響，催化劑在運行過程中脫硝活性不斷降低。尤其是摻燒生物質的煤粉鍋爐，煙氣中的磷及堿金屬元素濃度遠高于常規(guī)燃煤鍋爐，催化劑失活速度更快。
[0003]申請公布號為CN 102909104A的中國發(fā)明專利公開了一種SCR脫硝催化劑的熱處理再生方法及裝置，再生方法包括失活催化劑的吹灰處理工序以及催化劑熱處理再生工序，其中熱處理再生工序為將吹灰處理后的催化劑裝入再生反應爐中，通入NH3和N2的混合氣體，在爐溫360°C?420°C的溫度下熱處理3h?5h，熱物理可以恢復部分活性，但效果有限，無法清除已堵塞的催化劑孔道。
[0004]申請公布號為CN 102658170A的中國發(fā)明專利公開了一種釩鈦基蜂窩狀SCR脫硝催化劑再生工藝及裝置，催化劑依次經過加壓水噴淋、超聲清洗、二次加壓水噴淋、酸洗、鼓風干燥、活性成分補充、二次鼓風干燥、分布煅燒等步驟進行再生，采用該工藝可使失活催化劑活性恢復，并保持結構強度，但該方法主要針對堿金屬及堿土金屬中毒，對于磷中毒水洗、酸洗的方法效果不明顯。
[0005]申請公布號為CN 102026721A的中國發(fā)明專利公開了一種被煙道氣中磷成分毒化的SCR催化劑的再生方法，采用堿金屬氫氧化物例如氫氧化鈉和氫氧化鉀清洗催化劑，置換催化劑中的磷元素，隨后采用酸性中和多余的氫氧化物，采用該方法可以處置磷中毒催化劑，因為催化劑中毒原因復雜，通常既有堿金屬、堿土金屬中毒，也有其它元素例如磷的中毒，但該方法未涉及堿金屬及堿土金屬中毒再生方法。
[0006]目前催化劑再生技術多是單獨針對某種中毒元素的再生技術，本發(fā)明針對高磷高堿金屬含量煙氣中SCR催化劑的失活，提供一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，催化劑先后經過壓縮空氣鼓泡水洗、超聲堿液清洗、超聲酸洗、空氣鼓泡漂洗、熱風干燥等工序完成再生過程，采用本發(fā)明方法可同時清除SCR催化劑的磷中毒、堿金屬、堿土金屬中毒。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明針對高磷高堿金屬含量煙氣中SCR催化劑的失活，提供一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法。
[0008]一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，失活的煙氣脫硝催化劑依次經過第一次空氣鼓泡水洗、超聲堿液清洗、超聲酸液清洗、第二次空氣鼓泡漂洗、催化劑干燥進行催化劑再生。
[0009]所述第一次空氣鼓泡水洗時，將催化劑模塊吊入空氣鼓泡水洗池，采用自來水、除鹽水或去離子水進行，空氣鼓泡清洗時間為10?30分鐘。
[0010]浙干水分后，將催化劑模塊放入超聲波堿液清洗池，打開超聲波電源，進行超聲堿液清洗；所述超聲堿液清洗的超聲頻率為28kHz?40kHz，所使用的堿液為濃度為0.0lmol/L?lmol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液；所述堿液中含有占堿液總質量1%。?5%。的滲透促進劑脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC);所述堿液的溫度為20°C?60°C ;所述超聲堿液清洗時間為5?10分鐘，脫除催化劑中磷元素。
[0011]吊起催化劑模塊，浙干水分，將催化劑模塊放入超聲波酸液清洗池，打開超聲波電源，進行超聲酸液清洗，所述超聲酸液清洗的超聲頻率為28kHz?40kHz，所使用的酸液為濃度為0.lmol/L?0.8mol/L的硫酸水溶液；所述酸液中含有占酸液總質量1%。?5%。的滲透促進劑脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)，所述酸液的溫度為20°C?60°C，酸液清洗時間5?10分鐘，中和堿液清洗過程粘附在催化劑表面堿液，并清除催化劑運行過程中積累的堿金屬及堿土金屬元素。
[0012]吊起催化劑模塊，浙干水分，將催化劑模塊放入空氣鼓泡漂洗池，進行第二次空氣鼓泡漂洗；所述第二次空氣鼓泡漂洗采用自來水、除鹽水或去離子水進行，在壓縮空氣擾動下，加速催化劑表面殘留的稀硫酸溶液擴散到漂洗液中，空氣鼓泡清洗時間為5?10分鐘。
[0013]漂洗結束后，吊起催化劑模塊，浙干水分，將催化劑置于干燥池，進行催化劑干燥；所述催化劑干燥采用熱空氣干燥，干燥溫度為80°C?150°C，熱空氣風速為0.5m/s?1.0m/S，干燥時間為Ih?6h。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015]本發(fā)明是一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，可實現磷中毒、堿金屬及堿土金屬中毒催化劑活性的快速恢復，為燃燒高磷高堿金屬含量煤種或摻燒生物質燃料的鍋爐以及生物質發(fā)電鍋爐SCR催化劑的快速失活提供了有效的解決方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是為本發(fā)明高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明提供了一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步說明。
[0018]實施例1
[0019]提取某電廠已失活蜂窩催化劑單體，尺寸150X150 X 1200mm，該電廠煤質中磷、鉀元素含量較高，在催化劑清洗之前，取一個催化劑單體作為測試模塊，在脫硝活性評價裝置中測試其脫硝效率，測試條件:煙氣溫度為375°C，空速為4000L/h，氨氮比為1.0，得到清洗前催化劑的脫硝效率為55%。
[0020]在空氣鼓泡水洗池中加入去離子水，超聲波堿液清洗池中配置堿液，堿液為濃度為0.0lmol/L的氫氧化鉀水溶液，加入占堿液總質量I %。的滲透促進劑JFC，堿液溫度為25°C。在超聲波酸洗池配置酸液，稀硫酸濃度為0.5mol/L，加入占酸液總質量1%。的滲透促進劑JFC，酸液溫度為25°C。在空氣鼓泡漂洗池加入去離子水。
[0021]將催化劑單體置于空氣鼓泡水池，打開壓縮空氣管路球閥，調節(jié)空氣流量為2.4m3/h，空氣鼓泡清洗30min，關閉球閥，提出催化劑，浙干水分后，將催化劑吊入超聲波堿液清洗池，打開超聲波發(fā)生器開關，超聲頻率為28kHz，超聲清洗5min，關閉超聲波發(fā)生器，將催化劑吊起并置于超聲波酸洗池，在超聲頻率為28kHz的條件下清洗5min，后將催化劑放入漂洗池，在空氣流量為2.4m3/h的條件漂洗5min，漂洗結束后將催化劑單體放入干燥器，采用熱空氣干燥催化劑，熱風入口溫度為120°C，風速為1.0m/s，干燥3h。在相同脫硝活性測試條件下測得脫硝效率為84%。
[0022]實施例2
[0023]取另外一個催化劑單體作為測試模塊，在脫硝活性評價裝置中測試其脫硝效率，測試條件與實施例1相同，測得到清洗前催化劑的脫硝效率為57%。
[0024]在空氣鼓泡水洗池中加入去離子水，超聲波堿液清洗池中配置堿液，堿液為濃度為0.05mol/L的氫氧化鉀水溶液，加入占堿液總質量1%。的滲透促進劑JFC，堿液溫度為50°C。在超聲波酸洗池配置酸液，稀硫酸濃度為0.5mol/L，加入占酸液總質量1%。的滲透促進劑JFC，酸液溫度為50°C。在空氣鼓泡漂洗池加入去離子水。
[0025]將催化劑單體置于空氣鼓泡水池，打開壓縮空氣管路球閥，調節(jié)空氣流量為2.4m3/h，空氣鼓泡清洗30min，關閉球閥，提出催化劑，浙干水分后，將催化劑吊入超聲波堿液清洗池，打開超聲波發(fā)生器開關，超聲頻率為28kHz，超聲清洗lOmin，關閉超聲波發(fā)生器，將催化劑吊起并置于超聲波酸洗池，在超聲頻率為28kHz的條件下清洗lOmin，后將催化劑放入漂洗池，在空氣流量為2.4m3/h的條件漂洗5min，漂洗結束后將催化劑單體放入干燥器，采用熱空氣干燥催化劑，熱風入口溫度為120°C，風速為1.0m/s，干燥3h。在相同脫硝活性測試條件下測得脫硝效率為90%。
[0026]實施例3
[0027]取一個催化劑單體作為測試模塊，在脫硝活性評價裝置中測試其脫硝效率，測試條件與實施例1相同，測得到清洗前催化劑的脫硝效率為5%。
[0028]在空氣鼓泡水洗池中加入去離子水，超聲波堿液清洗池中配置堿液，堿液為濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液，加入占堿液總質量3%。的滲透促進劑JFC，堿液溫度為25°C。在超聲波酸洗池配置酸液，稀硫酸濃度為0.5mol/L，加入占酸液總質量3%。的滲透促進劑JFC，酸液溫度為25°C。在空氣鼓泡漂洗池加入去離子水。
[0029]將催化劑單體置于空氣鼓泡水池，打開壓縮空氣管路球閥，調節(jié)空氣流量2.4m3/h，空氣鼓泡清洗30min，關閉球閥，提出催化劑，浙干水分后，將催化劑吊入超聲波堿液清洗池，打開超聲波發(fā)生器開關，超聲頻率28kHz，超聲清洗5min，關閉超聲波發(fā)生器，將催化劑吊起并置于超聲波酸洗池，在超聲頻率28kHz條件下清洗5min，后將催化劑放入漂洗池，在空氣流量2.4m3/h條件漂洗5min，漂洗結束后將催化劑單體放入干燥器，采用熱空氣干燥催化劑，熱風入口溫度120°C，風速1.0m/s，干燥3h。在相同脫硝活性測試條件下測得脫硝效率為88.5%。
[0030]將催化劑單體置于空氣鼓泡水池，打開壓縮空氣管路球閥，調節(jié)空氣流量為2.4m3/h，空氣鼓泡清洗30min，關閉球閥，提出催化劑，浙干水分后，將催化劑吊入超聲波堿液清洗池，打開超聲波發(fā)生器開關，超聲頻率為28kHz，超聲清洗5min，關閉超聲波發(fā)生器，將催化劑吊起并置于超聲波酸洗池，在超聲頻率為28kHz的條件下清洗5min，后將催化劑放入漂洗池，在空氣流量為2.4m3/h的條件漂洗5min，漂洗結束后將催化劑單體放入干燥器，采用熱空氣干燥催化劑，熱風入口溫度為120°C，風速為1.0m/s，干燥3h。在相同脫硝活性測試條件下測得脫硝效率為88.5%。
【權利要求】
1.一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，其特征在于:失活的煙氣脫硝催化劑依次經過第一次空氣鼓泡水洗、超聲堿液清洗、超聲酸液清洗、第二次空氣鼓泡漂洗、催化劑干燥進行催化劑再生。
2.根據權利要求1所述的一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，其特征在于:所述第一次空氣鼓泡水洗采用自來水、除鹽水或去離子水進行，空氣鼓泡清洗時間為10?30分鐘。
3.根據權利要求1所述的一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，其特征在于:所述超聲堿液清洗的超聲頻率為28kHz?40kHz，所使用的堿液為濃度為0.0lmol/L?lmol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液；所述堿液中含有占堿液總質量1%。?5%。的滲透促進劑脂肪醇聚氧乙烯醚；所述堿液的溫度為20°C?60°C ;所述超聲堿液清洗時間為5?10分鐘。
4.根據權利要求1所述的一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，其特征在于:所述超聲酸液清洗的超聲頻率為28kHz?40kHz，所使用的酸液為濃度為0.1mol/L?0.8mol/L的硫酸水溶液；所述酸液中含有占酸液總質量1%。?5%。的滲透促進劑脂肪醇聚氧乙烯醚，所述酸液的溫度為20°C?60°C，酸液清洗時間5?10分鐘。
5.根據權利要求1所述的一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，其特征在于:所述第二次空氣鼓泡漂洗采用自來水、除鹽水或去離子水進行，空氣鼓泡清洗時間為5?10分鐘。
6.根據權利要求1所述的一種高磷高堿金屬含量煙氣脫硝催化劑的再生方法，其特征在于:所述催化劑干燥采用熱空氣干燥，干燥溫度為80°C?150°C，熱空氣風速為0.5m/s?.1.0m/s,干燥時間為Ih?6h。
【文檔編號】B01J38/64GK104226380SQ201410496101
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】宋薔, 姚強, 崔一塵, 鄭娜 申請人:清華大學, 北京博奇電力科技有限公司