一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法技术

本发明专利技术公开了一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法，首先将SCR脱硝催化剂进行预处理去除表面的杂质，之后将催化剂浸泡在碱性清洗液中清洗，并以机械方法辅助清洗，碱洗后的催化剂进行酸洗中和，酸洗后的催化剂浸泡在去离子水中漂洗，漂洗后的催化剂达到部分干燥的效果，干燥后的催化剂在具有粘性的活性液中浸渍，最后将催化剂进行热处理完成再生处理。本发明专利技术实现了再生后的催化剂表层活性成分含量高，内层活性成分含量低的效果，更符合SCR脱硝催化剂在实际应用中的需求；再生后催化剂的活性恢复到原始活性的95%以上，工业化应用前景广。

A regeneration method of SCR deactivated denitrification catalyst

The invention discloses a regeneration method for failure of SCR denitration catalyst, the SCR denitration catalyst for removing the impurities on the surface of the catalyst after pretreatment, immersion in alkaline cleaning liquid in the cleaning, and by mechanical method of auxiliary cleaning catalyst after alkali washing and pickling, pickling after immersion in deionized catalyst the water rinse, rinse after drying part to the catalyst effect of catalyst after drying the impregnated activated liquid with viscosity, the catalyst for the completion of the heat treatment regeneration treatment. The invention realizes the catalyst surface active ingredient content after regeneration, the active component content of inner layer of low effect, more in line with the SCR DeNOx Catalyst in the actual application demands; the regenerated catalyst activity back to more than 95% original activity, wide application prospect of industrialization.

【技术实现步骤摘要】
一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法
本专利技术涉及脱硝催化剂再生
，特别涉及一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法。
技术介绍
2011年9月21日，国家新出台了国家标准GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》，规定火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物排放浓度限值降低到100mg/m3。在此背景下，火电厂烟气脱硝的主流技术选择性催化还原（SCR）技术及其关键设备脱硝催化剂产业得到大发展。据中国电力企业联合会统计，截至2014年底，已投运火电厂烟气脱硝机组容量约6.87亿千瓦，占全国火电机组容量的75.0%，占全国煤电机组容量的83.2%。据中国环境保护产业协会脱硫脱硝委员会统计，2013年火电SCR脱硝机组容量约占现役机组容量的96.18%。据中国电力企业联合会估计，约有55万～60万立方米SCR脱硝催化剂在线运行。SCR脱硝催化剂按照外观可分为颗粒状催化剂和整体式催化剂，整体式催化剂又可分为蜂窝式，板式和波纹板式催化剂。蜂窝式催化剂以催化剂粉料为基体挤压成型，经干燥和煅烧后得到，通体具有活性。板式催化剂以金属薄板为担体，在金属薄板上压覆催化剂粉料，经干燥和煅烧后得到。波纹板式催化剂以波纹状纤维板为担体，在纤维板上涂覆催化剂浆液，经干燥和煅烧后得到。由于此类SCR脱硝催化剂的最佳活性温度在300～400℃，火电厂一般将其置于省煤器和空气预热器之间，此时面临着烟气中的飞灰及有害物质导致催化剂堵塞和中毒等问题。SCR脱硝催化剂的使用寿命一般为3年，逾期需要及时更换。随着我国脱硝项目的推进和SCR脱硝技术的进一步应用，SCR脱硝催化剂大规模地投入使用，今后将有大量失效的SCR脱硝催化剂持续产生，这将成为困扰SCR脱硝行业的重大固废处理难题。SCR脱硝催化剂中主要含有V2O5，CeO2，ZrO2，WO3，MoO3和TiO2等物质，如不进行妥善处理，势必对环境造成严重的二次污染，同时也会造成催化剂中金属资源的流失。开展失效催化剂的再生处理，实现循环利用，延长SCR脱硝催化剂的使用寿命，既可以降低脱硝系统的运行成本，还可以解决环境污染问题，从而带来可观的环境效益和经济效益。因此，失效SCR脱硝催化剂再生技术是国内外环保领域的研究热点。国内外报道的SCR脱硝催化剂再生技术主要包括清灰、物理化学清洗、活性成分植入和干燥煅烧等环节，活性成分植入是再生技术的关键。SCR脱硝催化剂的使用环境中不仅存在氮氧化物，也存在二氧化硫，二氧化硫氧化为三氧化硫后容易造成设备的腐蚀和堵塞，因此SCR脱硝系统要求催化剂的脱硝效率高，同时二氧化硫的氧化率低。由于脱硝反应发生在催化剂的表层，二氧化硫氧化主要发生在催化剂的内层，因此，催化剂表层的活性成分含量高，内层的活性成分含量低是更为理想的分布状态。专利CN102059156、CN102658215、CN103846112、CN103949290、CN104138771、CN104707482、CN104801182、CN104923316和CN105170198中均提到活性成分植入的方法，但是没有区分表层和内层活性成分负载量差异的需求。针对上述问题，本专利技术围绕SCR脱硝催化剂的理化性质，探索失效SCR脱硝催化剂的再生方法，实现催化剂表层和内层活性成分负载量的优化分布，得到了合理有效，适合工业化生产的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法，实现催化剂表层的活性成分含量高，内层的活性成分含量低的优化分布，更符合SCR脱硝催化剂在实际应用中的需求。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法，具体包括以下步骤：（1）配制碱性清洗液：称取占碱性清洗液总质量0.01%～1%的表面活性剂和占碱性清洗液总质量1%～10%的碱性物质，溶于去离子水中，混合均匀，得到碱性清洗液；（2）配制粘性活性液：称取占粘性活性液总质量0.01%～5%的水溶性粘合剂和占粘性活性液总质量5%～40%的活性成分前驱物，溶于去离子水中，混合均匀，得到粘性活性液，粘性活性液的粘度为0.005～0.1Pa·s；（3）将SCR脱硝催化剂进行预处理，使用压力为0.1～0.5MPa的高压空气枪吹扫催化剂表面和孔道10～60min，去除催化剂上松散粘附的杂质；（4）使用压力为1～8MPa的高压水枪冲洗步骤（3）中的催化剂的孔道5～30min，去除催化剂上牢固粘附的杂质；（5）将步骤（4）中的催化剂浸泡在步骤（1）中的碱性清洗液中清洗1～3小时，在清洗过程中以机械方法辅助清洗0～3小时；（6）将步骤（5）中的催化剂浸泡在酸性清洗液中清洗0.5～2小时；（7）将步骤（6）中的催化剂浸泡在去离子水中漂洗0.5～2小时；（8）将步骤（7）中的催化剂取出，在50～90℃干燥0.5～3小时，此时催化剂完成部分干燥，催化剂表层的水分蒸发，内层的水分未蒸发；（9）将步骤（8）中的催化剂浸泡在步骤（2）中的粘性活性液中10～30min，同时以鼓泡辅助浸渍，鼓泡的气体流量为5～20m3/h，此时粘性活性液主要占据催化剂表层位置；（10）将步骤（9）中的催化剂取出，保持催化剂孔道方向与地面平行，在300～600℃进行热处理，时间为2～6小时，去除催化剂上的水分和粘合剂并使活性成分前驱物转化为活性成分，自然冷却后取出得到再生后的SCR脱硝催化剂。优选的，步骤（1）中所述的表面活性剂是阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂中的一种或上述物质的任意组合。优选的，步骤（1）中所述的碱性物质是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三丙胺或三乙醇胺中的一种或上述物质的任意组合。优选的，步骤（2）中所述的水溶性粘合剂是聚氧化乙烯类、聚乙二醇类或纤维素醚类中的一种或上述物质的任意组合。优选的，步骤（2）中所述的活性成分前驱物是偏钒酸铵、硫酸氧钒、草酸氧钒、偏钨酸铵、仲钨酸铵、仲钼酸铵、硝酸铈、硝酸铈铵、硫酸铈、硝酸锆或硫酸锆中的一种或上述物质的组合。优选的，步骤（3）中所述的SCR脱硝催化剂的型式是蜂窝式、板式或波纹板式中的一种。优选的，步骤（5）中所述的机械方法是鼓泡、超声或清洗液振动中的一种，且鼓泡的气体流量为3～20m3/h，超声的频率为10000～50000Hz，清洗液振动的频率为20～1000Hz。优选的，步骤（6）中所述的酸性清洗液的溶质是硫酸、盐酸、硝酸、草酸、甲酸或乙酸中的一种或上述物质的任意组合，且酸性清洗液中溶质的质量分数为0.5%～5%。本专利技术的优点是：（一）本专利技术实现了对SCR脱硝催化剂的有效清洗和再生，且再生后催化剂表层的活性成分含量高，内层的活性成分含量低，更符合SCR脱硝催化剂在实际应用中的需求；（二）本专利技术再生后的催化剂活性可恢复到原始活性的95%以上，表征副反应二氧化硫氧化为三氧化硫程度的SO2/SO3转换率可降低到原始转换率的90%以下；（三）本专利技术不仅适用于钒钛系SCR脱硝催化剂，而且适用于稀土系等其他SCR脱硝催化剂，工业化应用前景广。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1本实施例的失效SCR脱硝催化剂为钒钛系蜂窝式脱硝催化剂，活性降至原始活性的60%，一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法，具体包括以下步骤：（1）配制碱性清洗液：称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：（1）配制碱性清洗液：称取占碱性清洗液总质量0.01%～1%的表面活性剂和占碱性清洗液总质量1%～10%的碱性物质，溶于去离子水中，混合均匀，得到碱性清洗液；（2）配制粘性活性液：称取占粘性活性液总质量0.01%～5%的水溶性粘合剂和占粘性活性液总质量5%～40%的活性成分前驱物，溶于去离子水中，混合均匀，得到粘性活性液，粘性活性液的粘度为0.005～0.1Pa·s；（3）将SCR脱硝催化剂进行预处理，使用压力为0.1～0.5MPa的高压空气枪吹扫催化剂表面和孔道10～60min，去除催化剂上松散粘附的杂质；（4）使用压力为1～8MPa的高压水枪冲洗步骤（3）所述的催化剂的孔道5～30min，去除催化剂上牢固粘附的杂质；（5）将步骤（4）所述的催化剂浸泡在步骤（1）所述的碱性清洗液中清洗1～3小时，在清洗过程中以机械方法辅助清洗0～3小时；（6）将步骤（5）所述的催化剂浸泡在酸性清洗液中清洗0.5～2小时；（7）将步骤（6）所述的催化剂浸泡在去离子水中漂洗0.5～2小时；（8）将步骤（7）所述的催化剂取出，在50～90℃干燥0.5～3小时，此时催化剂完成部分干燥，催化剂表层的水分蒸发，内层的水分未蒸发；（9）将步骤（8）所述的催化剂浸泡在步骤（2）所述的粘性活性液中10～30min，同时以鼓泡辅助浸渍，鼓泡的气体流量为5～20m...

【技术特征摘要】
1.一种失效SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：（1）配制碱性清洗液：称取占碱性清洗液总质量0.01%～1%的表面活性剂和占碱性清洗液总质量1%～10%的碱性物质，溶于去离子水中，混合均匀，得到碱性清洗液；（2）配制粘性活性液：称取占粘性活性液总质量0.01%～5%的水溶性粘合剂和占粘性活性液总质量5%～40%的活性成分前驱物，溶于去离子水中，混合均匀，得到粘性活性液，粘性活性液的粘度为0.005～0.1Pa·s；（3）将SCR脱硝催化剂进行预处理，使用压力为0.1～0.5MPa的高压空气枪吹扫催化剂表面和孔道10～60min，去除催化剂上松散粘附的杂质；（4）使用压力为1～8MPa的高压水枪冲洗步骤（3）所述的催化剂的孔道5～30min，去除催化剂上牢固粘附的杂质；（5）将步骤（4）所述的催化剂浸泡在步骤（1）所述的碱性清洗液中清洗1～3小时，在清洗过程中以机械方法辅助清洗0～3小时；（6）将步骤（5）所述的催化剂浸泡在酸性清洗液中清洗0.5～2小时；（7）将步骤（6）所述的催化剂浸泡在去离子水中漂洗0.5～2小时；（8）将步骤（7）所述的催化剂取出，在50～90℃干燥0.5～3小时，此时催化剂完成部分干燥，催化剂表层的水分蒸发，内层的水分未蒸发；（9）将步骤（8）所述的催化剂浸泡在步骤（2）所述的粘性活性液中10～30min，同时以鼓泡辅助浸渍，鼓泡的气体流量为5～20m3/h，此时粘性活性液主要占据催化剂表层位置；（10）将步骤（9）所述的催化剂取出，保持催化剂孔道方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仁虎，
申请(专利权)人：北京清树科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11