一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，這種方法有效地脫除了催化劑中的砷化物，同時又能降低鎢、釩損失，使得As2O3含量＜0.15%，砷脫除率可達95%，且其中的WO3、V2O5損失率均＜30%，這種方法過程簡單、可靠易行，在超聲波中采用堿浸脫砷的方法，催化劑中砷化物脫除率較高，且加入抑制劑，可有效控制鎢、釩的損失，過程中產(chǎn)生的廢水，可經(jīng)Ca(OH)2處理后，回用于體系，工藝過程為封閉體系，實現(xiàn)了循環(huán)利用，不污染環(huán)境，又降低了成本。
【專利說明】一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及催化劑脫砷【技術領域】，尤其是一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法。

【背景技術】
[0002]氮氧化物(NOx)是世界各國公認的主要大氣污染物之一。火電廠是我國氮氧化物最主要的排放源。為了控制NOx的排放，許多火電廠、燃燒化石燃料的發(fā)電機組采用技術較為成熟的選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術，其核心部分為由鎢、釩、鈦等組成的催化劑，一般燃煤電廠催化劑的壽命為3~5年，然而，由于燃煤鍋爐中含微量的砷，在高溫煙氣中氣態(tài)As2O3，容易進入催化劑的孔隙，與催化劑中的釩反應生成穩(wěn)定的砷酸釩化合物，釩失去活性，同時，氣態(tài)砷易堵塞催化劑微孔，阻止反應物到達活性位，也影響催化劑的活性。從而降低了催化劑的使用壽命。
[0003]如何脫除含鎢、釩、砷催化劑中砷化物，同時有效控制鎢、釩損失，延長催化劑使用壽命，是亟待解決的問題。目前報道的脫砷方法包括火法和濕法兩種?；鸱撋樾Ч^差，且會造成嚴重的二次污染，且對設備要求很高，目前國內(nèi)外還沒有滿足大規(guī)模生產(chǎn)的高溫爐。濕法脫砷文獻報道較多，多采用堿浸脫砷，即直接加入氫氧化鈉濃堿溶液浸出脫砷，但對于催化劑中難溶砷酸鹽，脫砷效果不是很理想，且鎢、釩會隨著砷的脫除一同損失。因此，有必要探索出一種既能脫除含鎢、釩、砷催化劑中砷化物，同時又能控制鎢、釩損失的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術中存在的不足，尤其是針對催化劑含砷而導致其活性降低的問題，提出了一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，該法不僅能夠滿足高效、安全、環(huán)保的脫砷要求，還能有效控制催化劑主要組分鎢、釩的損失，從而延長催化劑的使用壽命，降低經(jīng)濟成本。本發(fā)明的這種方法有效地脫除了催化劑中的砷化物，同時又能降低鎢、釩損失，使得As2O3含量< 0.15%，砷脫除率可達95%，且其中的W03、V205損失率均< 30%。
[0005]本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn):一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，步驟如下:
⑴將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為3?12g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行一次堿浸脫砷反應，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率300?900w ;反應過程中，加入3?5g/l的抑制劑EDTA及碳酸氫銨，反應結束后進行液固分離，固相的催化劑待進一步處理；液相經(jīng)Ca(OH)2脫砷處理后，所得溶液返回一次堿浸工序中，回用于整個體系，而所得固相為CaW04、Ca (VO3)2Xa3(AsO4)2直接堆置；⑵將步驟⑴獲得的催化劑進行二次堿浸，過程中補入I?3g/l的氫氧化鈉溶液和I?3g/l的抑制劑EDTA及碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3A,超聲波功率300?900w ;反應結束后，得到的液相返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出；得到的催化劑進行下一步洗滌處理；
⑶將步驟⑵中經(jīng)過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?70°C，反應時間0.5?1.5h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率100?600w ；反應結束后，所得溶液返回到二次堿浸工序中，所得催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量< 0.15%，砷脫除率可達95%，且其中的WO 3、V2O5損失率均< 30%。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案:
所述超聲波反應器中，堿浸反應溫度為50?70°C，反應時間I?2h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率500?700w。
[0007]所述超聲波水洗，溫度為25?35°C，反應時間0.5?lh，通氣量1.2?1.5m3/h,超聲波功率300?500w。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:這種方法過程簡單、可靠易行，在超聲波中采用堿浸脫砷的方法，催化劑中砷化物脫除率較高，且加入抑制劑，可有效控制鎢、釩的損失，過程中產(chǎn)生的廢水，可經(jīng)Ca(OH)2處理后，回用于體系，工藝過程為封閉體系，實現(xiàn)了循環(huán)利用，不污染環(huán)境，又降低了成本。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0010]實施例1、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為3g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度30?40°C，反應時間2h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500w。反應過程中，加入的抑制劑EDTA及碳酸氫銨均為3g/l。反應結束后進行液固分離，液相經(jīng)Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0011]經(jīng)過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入lg/Ι的氫氧化鈉溶液和抑制劑lg/Ι的EDTA及l(fā)g/Ι碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度30?40°C，反應時間2h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0012]再將經(jīng)過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?35°C，反應時間0.5h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率300w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.12%，砷脫除率達95.2%，WO 3損失率為28%，V2O5損失率為22.5%。
[0013]實施例2、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為5g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度50?60°C，反應時間1.5h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500w。反應過程中，加入抑制劑EDTA3g/l、碳酸氫銨4g/l。反應結束后進行液固分離，液相經(jīng)Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0014]經(jīng)過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入2g/l的氫氧化鈉溶液和抑制劑Ig/1的EDTA及Ig/1碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度50?60°C，反應時間1.5h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0015]再將經(jīng)過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?35°C，反應時間0.5h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率300w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.10%，砷脫除率達95.6%，WO 3損失率為27.4%，V2O5損失率為23.6%。
[0016]實施例3、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為7g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700w。反應過程中，加入抑制劑EDTA4g/l、碳酸氫銨4g/l。反應結束后進行液固分離，液相經(jīng)Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0017]經(jīng)過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入2g/l的氫氧化鈉溶液和抑制劑2g/l的EDTA及2g/l碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0018]再將經(jīng)過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?35°C，反應時間0.5h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率500w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.11%，砷脫除率達95.3%，WO 3損失率為26.5%，V2O5損失率為22.8%。
[0019]實施例4、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為10g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700w。反應過程中，加入抑制劑EDTA3g/l、碳酸氫銨5g/l。反應結束后進行液固分離，液相經(jīng)Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0020]經(jīng)過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入3g/l的氫氧化鈉溶液和抑制劑lg/Ι的EDTA及3g/l碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0021]再將經(jīng)過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度50?60°C，反應時間1.0h,通氣量1.8m3/h，超聲波功率600w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.10%，砷脫除率達95.6%，WO 3損失率為27.3%，V2O5損失率為25.2%。
【權利要求】
1.一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于，步驟如下: ⑴、將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為3?12g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行一次堿浸脫砷反應，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率300?900w ;反應過程中，加入3?5g/l的抑制劑EDTA及3?5g/l的碳酸氫銨，反應結束后進行液固分離，固相的催化劑待進一步處理，液相經(jīng)Ca(OH)J^砷處理后，所得溶液回用于一次堿浸工序，所得固相為CaW04、Ca (VO3)2, Ca3 (AsO4) 2直接堆置； ⑵、將步驟⑴獲得的催化劑進行二次堿浸，過程中補入I?3g/l的氫氧化鈉溶液和I?3g/l的抑制劑EDTA及I?3g/l的碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3A,超聲波功率300?900w ;反應結束后，得到的液相返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出；得到的催化劑進行下一步洗滌處理； ⑶、將步驟⑵中經(jīng)過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?70 °C，反應時間0.5?1.5h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率100?600w;反應結束后，所得溶液返回到二次堿浸工序中，所得催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量< 0.15%，砷脫除率達95%以上，WO 3、V2O5損失率均< 30%。
2.根據(jù)權利要求1所述的含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于:所述超聲波反應器中，堿浸反應溫度為50?70°C，反應時間I?2h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500?700wo
3.根據(jù)權利要求1所述的含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于:所述超聲波水洗，溫度為25?35°C，反應時間0.5?lh，通氣量1.2?1.5m3/h,超聲波功率300?500w。
4.根據(jù)權利要求1所述的含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于:所加入的抑制劑EDTA及碳酸氫銨分別為3g/l、4g/l。
【文檔編號】B01J23/30GK104492421SQ201410731940
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月6日 優(yōu)先權日:2014年12月6日
【發(fā)明者】謝剛, 徐慶鑫, 和曉才, 李懷仁, 魏可, 徐亞飛, 李永剛, 崔濤, 袁野, 徐俊毅, 姚云, 柯浪 申請人:昆明冶金研究院