一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法技术

一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法，当催化剂的活性低于原活性的70％以下，首先从催化剂床层不同位置进行采样，然后进行催化剂的物相和表面组成分析，判断催化剂的失活原因；如果是因为烧结引起的催化剂失活，则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层，如果是表面因杂质覆盖，则进行清洗、除杂以及表面活化，之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗，把微波活化引入催化剂再生，不仅使得沉积的活性组分在相变过程中产生更多的活性中心，同时也避免了因为外部加热使得催化剂模块受热不均匀，产生破碎或者破裂，另外微波加热可以使得催化剂原位/在线再生成为可能，避免了催化剂装卸过程。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，当催化剂的活性低于原活性的70％以下，首先从催化剂床层不同位置进行采样，然后进行催化剂的物相和表面组成分析，判断催化剂的失活原因；如果是因为烧结引起的催化剂失活，则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层，如果是表面因杂质覆盖，则进行清洗、除杂以及表面活化，之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗，把微波活化引入催化剂再生，不仅使得沉积的活性组分在相变过程中产生更多的活性中心，同时也避免了因为外部加热使得催化剂模块受热不均匀，产生破碎或者破裂，另外微波加热可以使得催化剂原位/在线再生成为可能，避免了催化剂装卸过程。【专利说明】
: 本专利技术涉及脱硝催化剂
，特别涉及。
技术介绍
: 氮氧化物是大气雾霾和光化学污染的主要形成因素之一。据统计，我国2009年火电厂的NOx排放量为860万吨，比2003年的597.3万吨增加了 43.9%。占全国氮氧化物的35-40%，到2020年，氮氧化物的排放量会增加到1234万吨。可见会对大气和生态环境产生严重的污染。最近中国国家环境保护部公布了《火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿)》，把脱硝目标实现时间提前了 I?3年，排放标准提高了 I倍。 在氮氧化物排放的控制方面，选择性催化还原(SCR)法是比较常用的氮氧化物控制方法。截至2012年底，已投运火电厂烟气脱硝机组总容量超过2.3亿kW。催化剂是SCR法烟气脱硝技术的核心，其性能直接影响SCR系统的整体脱硝效果，决定了 SCR系统的脱硝效率和经济性，其建设投资成本占烟气脱硝工程成本的20%以上，运行成本占30%以上。但SCR催化剂在实际使用过程中活性会逐渐下降，当其活性下降至不能满足SCR系统整体脱硝性能的要求时，就需要更换催化剂，更换催化剂不仅成本高，而且因为SCR催化剂多含钒和钨等金属氧化物，表面还沉积有烟尘中的重金属如砷和汞等，成为危险有毒废弃物。对失活SCR催化剂进行再生，能够提高或者恢复失活催化剂的活性，使失活催化剂能够得以重新利用。 SCR催化剂的失活原因可以大致分为四类，分别是催化剂孔道堵塞，催化剂磨损，催化剂烧结和催化剂表面中毒。目前关于催化剂再生工作大多集中在表孔道堵塞和活性组分补充，大多数采用清洗除尘，酸洗，干燥和活性补充液的补充，但是都必须建设大型烘干系统，大型烘干技术传热从外向里，很容易引起催化剂的破裂强度下降；其次对那些因为烧结而引起的催化剂失活，目前还没有任何有效方法；而且对因与表面重金属沉积的催化剂失活，这些再生方法都未能给出有效方法和技术。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，使得活性相的沉积和载体底质作用更强，使得活化过程更为有效，并在载体表面更加稳定。 为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为: —种微波辅助脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤: 步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下，首先从催化剂床层不同位置进行采样，然后进行催化剂的物相和表面组成分析，判断催化剂的失活原因； 步骤二:如果是因为烧结引起的催化剂失活，则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层，具体为:对于因为相变引起的催化剂失活，刻蚀深度高于100微米以上；如果是催化剂晶相没有变化，则催化剂表面刻蚀深度不超过10um，并分析活性组份含量；根据活性组分变化，如果流失较严重，即活性组分脱落30%以上，对催化剂进行活性组分沉积处理，配置再生液，再生液的原料质量百分比组成如下: 硫酸0.1-10%， 硝酸铁0.1-20% 硝酸铈0-10% 钛白粉0%?20% 白粘土0%?5% 偏钒酸铵0.1%?I % 偏钨酸铵1%?8% 草酸铌0%?3% 乳酸水溶液0.5 %?3 % 草酸水溶液1%?5% 去离子水25%?35% 硬脂酸0.1%?I % 柠檬酸I %?5%; 以上溶液用超声震荡20min，配成均匀的混合液，再浸溃催化剂模块，或者当在线再生的时候，流经催化剂孔道，表面沉积至少I微米以上，确保催化剂表面的活性组分完全覆盖；催化剂经再生液浸溃后静置晾干或者缓慢加热到10(TC，干燥1-4小时，之后置于频率为900?3000MHz微波场中进行快速加热反应1_60分钟，微波能量为5?50w/kg，时间为 2 ?30min ； 如果是表面因杂质覆盖，则进行清洗、除杂以及表面活化，之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗，除去表面的浮灰和物理沉积的杂质、灰尘时，当出气口中检测不到PM大于20um，停止吹灰，之后采取清水循环清洗；表面飞灰和物理杂质去除干净后，再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗，清洗温度从室温到100°C，清洗压力为常压；清水清洗完后，采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗，pH控制在1-7之间，如果表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况，需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液，氢氟酸的浓度不超过10%，EDTA的浓度不超过5%，在这种清洗过程中，清洗液和催化剂的体积比在20:1以下；当酸洗还不能完全清除催化剂上的沉积的杂质，采用酸洗完进行清水漂洗，之后米用碱洗，碱洗过程为:米用pH>10的烧碱溶液和烧碱溶液质量的 0.01% -1 %的微孔渗透剂，清洗液的温度不超过50°C，失活催化剂在超声波的作用下清洗30-60min，再次进行酸洗，进一步去除表面在杂质，并刻蚀非活性相，采用的酸液为柠檬酸加EDTA，其浓度控制在0.1 % -3 %，即pH值控制在1_5之间，酸洗的温度不超过70°C，酸洗时间一般不超过I小时。 本专利技术的优点为: 把微波活化引入催化剂再生，不仅使得沉积的活性组分在相变过程中产生更多的活性中心，同时也避免了因为外部加热使得催化剂模块受热不均匀，产生破碎或者破裂，另外微波加热可以使得催化剂原位/在线再生成为可能，避免了催化剂装卸过程。 本专利技术的另外一个优势在于可以对由于烧结减活的催化剂进行再生。通过酸碱交替表面刻蚀，并辅助以微波照射，进行表面刻蚀，去除表面的非活性相材料后，先沉积锐钛矿型氧化钛载体底质，再进行载体和活性相如钒酸铵和钨酸铵的按照WO3 = V2O5 = 3-8:1的比例沉积活性相，并添加渗透剂如聚氧醚和甘油剂柠檬酸等，使得活性相的沉积和载体底质作用更强，同时这些含氧有机物的加入增加了沉积层的微波吸收，使得活化过程更为有效，并在载体表面更加稳定。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术做详细描述。 实施例1 ，包括以下步骤: 步骤一:当催化剂的活性低于原活性的70%以下，首先从催化剂床层不同位置进行采样，然后进行催化剂的物相和表面组成分析，判断催化剂的失活原因为烧结引起的催化剂失活； 步骤二:因为烧结引起的催化剂失活，则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层，具体为:因为是相变引起的催化剂失活，刻蚀深度高于100微米以上；使用XRF检测发现活性组分脱落达到33 %，根据活性组分变化，对催化剂进行活性组分沉积处理处理，配置再生液，再生液的原料质量百分比组成如下: 硫酸5% 硝酸铁5% 硝酸铈5% 钛白粉10% 白粘土2% 偏钒酸铵0.8% 偏钨酸铵5% 草酸铌I % 乳酸水溶液2% 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波辅助脱硝催化剂的再生方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：当催化剂的活性低于原活性的70％以下，首先从催化剂床层不同位置进行采样，然后进行催化剂的物相和表面组成分析，判断催化剂的失活原因；步骤二：如果是因为烧结引起的催化剂失活，则进行催化剂表面刻蚀和载体剂活性组分涂层，具体为：对于因为相变引起的催化剂失活，刻蚀深度高于100微米以上；如果是催化剂晶相没有变化，则催化剂表面刻蚀深度不超过10um,并分析活性组份含量；根据活性组分变化，如果流失较严重，即活性组分脱落30％以上，对催化剂进行活性组分沉积处理处理，配置再生液，再生液的原料质量百分比组成如下：硫酸 0.1‑10％，硝酸铁 0.1‑20％硝酸铈 0‑10％钛白粉 0％～20％白粘土 0％～5％偏钒酸铵 0.1％～1％偏钨酸铵 1％～8％草酸铌 0％～3％乳酸水溶液 0.5％～3％草酸水溶液 1％～5％去离子水 25％～35％硬脂酸 0.1％～1％柠檬酸 1％～5％；以上溶液用超声震荡20min，配成均匀的混合液，再浸渍催化剂模块，或者当在线再生的时候，流经催化剂孔道，表面沉积至少1微米以上，确保催化剂表面的活性组分完全覆盖；催化剂经再生液浸渍后静置晾干或者缓慢加热到100℃，干燥1‑4小时，之后置于频率为900～3000MHz微波场中进行快速加热反应1‑60分钟，微波能量为5～50w/kg,时间为2～30min；如果是表面因杂质覆盖，则进行清洗、除杂以及表面活化，之后对失活催化剂进行吹灰或者清洗，除去表面的浮灰和物理沉积的杂质灰尘时，当出气口中检测不到PM大于20um，停止吹灰，之后采取清水循环清洗；表面飞灰和物理杂质去除干净后，再采用含有渗透剂和弱酸水溶液对催化剂整体进行清洗，清洗温度从室温到100℃,清洗压力为常压；清水清洗完后，采用含有弱酸水溶液以及含有EDTA的酸性溶液进行酸洗，pH控制在1‑7之间，如果表面有玻璃体或者化学沉积的石膏以及孔堵塞的情况，需要添加氢氟酸和EDTA的水溶液，氢氟酸的浓度不超过10％，EDTA的浓度不超过5％，在这种清洗过程中，清洗液和催化剂的体积比在20：1以下；当酸洗还不能完全清除催化剂上的沉积的杂质，采用酸洗完进行清水漂洗，之后采用碱洗，碱洗过程为：采用pH>10的烧碱溶液和烧碱溶液质量的0.01％‑1％的微孔渗透剂，清洗液的温度不超过50℃，失活催化剂在超声波的作用下清洗30‑60min，再次进行酸洗，进一步去除表面在杂质，并刻蚀非活性相，采用的酸液为柠檬酸加EDTA，其浓度控制在0.1％‑3％，即pH值控制在1‑5之间，酸洗的温度不超过70℃，酸洗时间一般不超过1小时。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖天存，王晓龙，闫巍，黄瑜，陈浩逸，郜时旺，许世森，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，广州博能能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11