一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法技术

本发明专利技术涉及一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，特别是一种pH为中性的清洗液高效除黑砷的催化剂清洗工艺。本发明专利技术的目的是提供一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂的再生方法。在酸碱度呈中性的条件下，最大程度的除去SCR脱硝催化剂表面黑砷，并且不降低催化剂原有的机械强度，尽可能地减少清洗后SCR脱硝催化剂的活性组分流失，植入一定抗中毒助剂使催化剂拥有一定的抗黑砷中毒能力。

A regeneration method of SCR denitrification catalyst for black arsenic poisoning

The invention relates to a regeneration method of SCR denitrification catalyst for black arsenic poisoning, in particular to a catalyst cleaning process for efficient removal of black arsenic with pH neutral cleaning solution. The aim of the present invention is to provide a regeneration method of SCR denitrification catalyst for black arsenic poisoning. Under the condition of neutral acidity and alkalinity, the black arsenic on the surface of SCR denitrification catalyst can be removed to the greatest extent without reducing the original mechanical strength of the catalyst, and the loss of active components of SCR denitrification catalyst after cleaning can be minimized as far as possible. A certain anti-poisoning additive is implanted to make the catalyst possess certain anti-black arsenic poisoning ability.

【技术实现步骤摘要】
一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法
专利技术涉及一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，特别是一种pH为中性的清洗液高效除黑砷的催化剂清洗工艺。
技术介绍
SCR脱硝技术对锅炉烟气NOx控制效果显著、技术成熟，已成为世界上应用最多、最有成效的烟气脱硝技术之一。近年来.我国SCR脱硝工程发展迅速，在燃煤电厂的应用也更为普及，脱硝催化剂的市场装载量也逐年增长。但由于催化剂的化学寿命通常为16000～24000h，随之带来了较大的失活催化剂处置压力，目前国内已经出现失活SCR脱硝催化剂的更换需求并即将迎来高峰期。现有商用钒钛系脱硝催化剂随意堆存或不当处置，将造成二次污染和资源浪费。加之一般催化剂的机械寿命是化学寿命的2-3倍，且再生后的催化剂活性可恢复至新鲜催化剂的90％甚至100％以上，接近新鲜催化剂水平，价格却是新鲜催化剂的一半甚至更低，所以再生被视为催化剂更换最为经济和环保的方式。黑砷中毒是引起催化剂失活的常见原因之一，主要是由烟气中的气态黑黑砷2O3引起：(1)气态黑黑砷2O3分子进入催化剂微孔，并固化在活性、非活性区域，形成黑砷的饱和层，加之黑黑砷盐在催化剂微孔内的堵塞，使反应气体在催化剂内的扩散受到限制，且微孔毛细管遭到破坏；(2)黑黑砷对催化剂表面的化学作用造成催化剂表面酸性降低；(3)随着黑砷的累积，催化剂表面钒物种出现多样化，黑砷与催化剂表面钒相互作用影响了催化剂表面的VOx物种。而V2O5转变为VOx可能是导致催化剂失活的主要化学原因之一。我国煤种黑砷含量变化比较大，从0.5-80ppm不等，且黑砷含量高的煤分布范围较广，主要位于东北三省、山东新汶、山西大同、河南义马、广西南宁、广东坪石及四川、甘肃和云南的部分地区。燃用该地区煤的电站锅炉SCR催化剂黑砷中毒失活现象严重。然而，至今还没有完全脱除烟气中黑砷的方法，脱硝催化剂的黑砷中毒难以从源头避免。因此专利技术一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂的再生方法是十分必要的，近年来已有不少针对黑砷中毒的脱硝催化剂再生技术在本领域被研究并公开；例如吉林四平发电有限公司SCR脱硝催化剂运行一定时间后，其表面黑黑砷2O3含量由0.01％增至1.27％。由烟气带入的黑黑砷2O3可吸附在催化剂表面的活性位V2O5及TiO2上，导致催化剂表面的羟基被黑黑砷2O3替代，吸附的黑黑砷2O3与O2及V2O5反应生成黑黑砷2O5，黑黑砷2O5占据并破坏催化剂的活性位；同时，黑黑砷2O3扩散堆积在催化剂小孔中，使反应气体在催化剂内的扩散受到限制。由于SCR脱硝催化剂黑黑砷中毒是不可逆的，易引起催化剂活性降低，因此专利技术一种有效去除失活SCR脱硝催化剂表面黑砷化合物的方法，解决黑黑砷中毒SCR脱硝催化剂的再生问题是十分必要的。用强酸强碱处理失活SCR脱硝催化剂会导致再生催化剂的机械强度受到损伤，降低了SCR脱硝催化剂的使用寿命；采用钠盐或硝酸钙来清洗黑黑砷中毒催化剂时，清洗液向催化剂表面引入了新的毒性组分-钠离子、钙离子，导致后续的清洗工作中会产生大量废液，进而增加了废水处理成本；采用H2O2溶液清洗失活SCR脱硝催化剂表面的黑砷的同时会导致催化剂表面活性组分V2O5流失，增加常规再生技术的后期活性植入成本。因此开发新型黑黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，保留SCR脱硝催化剂机械强度及其原有V2O5活性组分，并降低再生过程中的再生成本是十分必要的。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的是提供一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂的再生方法。在酸碱度呈中性的条件下，最大程度的除去SCR脱硝催化剂表面黑砷，并且不降低催化剂原有的机械强度，尽可能地减少清洗后SCR脱硝催化剂的活性组分流失，植入一定抗中毒助剂使催化剂拥有一定的抗黑砷中毒能力。实现本专利技术的技术方案如下：一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：物理净化，通过物理方式对催化剂进行清理，清除催化剂表面的积灰和孔道的疏通；步骤二：化学清洗，将物理净化完成后的催化剂进行化学清洗，所述的化学清洗采用中性清洗液，所述中性清洗液为含有过硫酸盐、有机羧酸盐、表面活性剂和渗透剂的水溶液，且中性清洗液的pH值在6.5-8.0之间；步骤三：清洗，对步骤二获得的催化剂进行去离子水清洗，然后进行加热干燥；步骤四：活性浸渍，将步骤三获得的催化剂浸渍在再生液中，浸渍时间为20-60分钟；步骤五：活化激活，对步骤四获得的催化剂进行高温活化激活，活化激活的温度在350-500℃之间，活化时间为2-6小时。进一步的说，所述的步骤二中的中性清洗液中过硫酸盐占水溶液的重量百分比为0.5-5wt％，有机羧酸盐占水溶液的重量百分比为0.5-5wt％，表面活性剂占水溶液的重量百分比为0.01-0.5wt％，渗透剂占水溶液的重量百分比为0.01-0.5wt％。进一步的说，所述的步骤四中的再生液为含有硫酸氧钒、仲钨酸铵和钼酸铵的水溶液，其中硫酸氧钒占水溶液的重量百分比为0.2-2.0wt％，仲钨酸铵占水溶液的重量百分比为0.2-1.0wt％，钼酸铵占水溶液的重量百分比为0.5-2.0wt％。进一步的说，所述的步骤三中加热干燥的温度为50-180℃，加热烘干的时间为2-6小时。进一步的说，所述的过硫酸盐为过硫酸铵，(；所述的有机羧酸盐为乳酸或者羟基乙酸铵盐中的至少一种，所述的表面活性剂为OP-10；渗透剂为JFC。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的化学清洗中的中性清洗液含有过硫酸铵成分，能高效去除黑砷成分，且清洗剂不含有钠、钾、钙等成分，不会在SCR脱硝催化剂表面引入新的毒性组分。本专利技术的化学清洗剂为中性(pH＝6.5-8.0)溶液，不会对SCR脱硝催化剂的基体强度产生损伤；并且减少了铁离子的析出，确保再生后脱硝催化剂的SO2/SO3转化率不会升高；中性清洗液还减少了催化剂表面的原有活性组分V2O5的流失，克服了现有酸性和碱性清洗剂的不足。本专利技术所述方法在保证SCR脱硝催化剂表面的原有活性组分V2O5不流失的情况下，进一步补充了活性组，有效恢复了催化剂脱硝活性。同时，再生液中含有钼酸盐成分，通过浸渍植入催化剂微孔结构内，再通过高温活化激活处理可分解成MoO3成分，MoO3具有助催化剂作用，使黑黑砷2O3蒸汽通过催化剂时会优先与MoO3结合，降低黑黑砷2O3与V2O5结合的概率，从而有效延长催化剂的使用寿命。本专利技术最大有益效果在于提供一种高效清除脱硝催化剂表面及内部黑砷化物的复配清洗剂，该清洗剂呈中性，对催化剂基体强度不产生损伤，且不引入钠、钾、钙等对催化剂有害的成分，避免二次污染催化剂，同时也有利于后续清洗废液的处理。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施方式一一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：物理净化，通过物理方式对催化剂进行清理，清除催化剂表面的积灰和孔道的疏通；物理方式包括空气吹扫以及射流清洗，空气吹扫包括压缩空气吹扫或者负压吸尘的方式，但不仅限于上述两种方式，其他利用空气除尘的方式都可以为本专利技术所用，空气吹扫的时间为15分钟，射流清洗包括射流清洗与鼓泡清洗的组合运用，对堵塞的催化剂孔道进行疏通，射流的压力为0.45Mpa；鼓泡压力为0.5Mpa，步骤二：化学清洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：物理净化，通过物理方式对催化剂进行清理，清除催化剂表面的积灰和孔道的疏通；步骤二：化学清洗，将物理净化完成后的催化剂进行化学清洗，所述的化学清洗采用中性清洗液，所述中性清洗液为含有过硫酸盐、有机羧酸盐、表面活性剂和渗透剂的水溶液，且中性清洗液的pH值在6.5‑8.0之间；步骤三：清洗，对步骤二获得的催化剂进行去离子水清洗，然后进行加热干燥；步骤四：活性浸渍，将步骤三获得的催化剂浸渍在再生液中，浸渍时间为20‑60分钟；步骤五：活化激活，对步骤四获得的催化剂进行高温活化激活，活化激活的温度在350‑500℃之间，活化时间为2‑6小时。

【技术特征摘要】
1.一种黑砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：物理净化，通过物理方式对催化剂进行清理，清除催化剂表面的积灰和孔道的疏通；步骤二：化学清洗，将物理净化完成后的催化剂进行化学清洗，所述的化学清洗采用中性清洗液，所述中性清洗液为含有过硫酸盐、有机羧酸盐、表面活性剂和渗透剂的水溶液，且中性清洗液的pH值在6.5-8.0之间；步骤三：清洗，对步骤二获得的催化剂进行去离子水清洗，然后进行加热干燥；步骤四：活性浸渍，将步骤三获得的催化剂浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，
申请(专利权)人：张涛，
类型：发明
国别省市：陕西,61