一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法技术

本发明专利技术涉及一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法，属于SCR催化剂技术领域。包括以下步骤：(1)对烧结型废旧催化剂进行深度清洁；(2)使用强碱溶液对废旧催化剂进行浸泡，加热并抽取真空；(3)使用去离子水清洗强碱浸渍后的催化剂；(4)使用稀硫酸浸泡水洗后的催化剂；(5)再次使用去离子水清洗催化剂；(6)煅烧步骤五所得催化剂并脱除水分；(7)将步骤六所得催化剂浸渍活化液；(8)煅烧步骤七所得催化剂。经上述过程处理后的烧结型失活催化剂可以适当的提高比表面积并恢复脱硝活性。

A method for recovering activity of sintered deactivation catalyst

The invention relates to a method for recovering activity of sintered deactivation catalyst, which belongs to the technical field of SCR catalyst. The following steps are included: (1) deep cleaning of the sintered waste catalyst; (2) the use of strong alkali solution to soak the waste catalyst, heat and extract the vacuum; (3) use deionized water to clean the catalyst after strong alkali impregnation; (4) soak the catalyst after water washing with dilute sulfuric acid; (5) use deionized water to clean the catalyst again (6) the catalyst obtained by calcining step five and water is removed; (7) the catalyst obtained from step six is impregnated with the activation liquid; (8) the catalyst obtained by calcining step seven. The sintering deactivation catalyst processed by the above process can raise the specific surface area and restore the denitrification activity.

【技术实现步骤摘要】
一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法
本专利技术涉及一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法，属于SCR催化剂

技术介绍
随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的出台，我国大部分火电厂皆进行SCR脱硝改造。脱硝催化剂作为SCR技术的核心部件，其成本约占40％，较为昂贵。其在长期运行过程中会造成催化剂的失活现象，失活分为灰尘堵孔、化学中毒、机械损伤及烧结失活。催化剂的烧结和热失活是指由高温引起的催化剂结构和性能的变化。高温除了引起催化剂的烧结外，还会引起其它变化，主要包括：化学组成和相组成的变化、半熔、晶粒长大、活性组分被载体包埋、活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而流失等。目前灰尘堵孔和化学中毒可以通过再生的方式恢复活性，但机械损伤和烧结导致的失活没有有效的再生手段，只能进行报废处理。如何使烧结型催化剂具备活性是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法，提高了催化剂的比表面积，恢复了催化剂的脱硝性能。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法，包括以下步骤：步骤一：对烧结型废旧催化剂进行深度清洁，去除灰尘及其它杂质元素。步骤二：使用强碱溶液对废旧催化剂进行浸泡，加热并抽取真空保持30min；所述强碱溶液的浓度不低于1mol/L，且强碱溶液用量明显过量。进一步地，所述步骤二中，强碱溶液浸渍温度为60～90℃。使强碱溶液可以进入催化剂的微孔中进行反应：(1)2NaOH+TiO2＝Na2TiO3+H2O(2)4NaOH+TiO2＝Na4TiO4+2H2O(3)2NaOH+2TiO2＝Na2Ti2O5+H2O钠的钛酸盐几乎不溶于水，因此反应仅在催化剂的表面进行。步骤三：使用去离子水清洗强碱浸渍后的催化剂。由于在催化剂微孔内存有未反应完的强碱溶液，因此清洗需要在超声条件下进行。步骤四：使用稀硫酸浸泡水洗后的催化剂。碱金属的钛酸盐与氢离子反应生成偏钛酸：Na2TiO3+H2SO4＝Na2SO4+H2TiO3步骤五：再次使用去离子水清洗催化剂使杂质离子降低至标准范围内；步骤六：煅烧步骤五所得催化剂并脱除水分，使催化剂的比表面积达到使用要求；进一步地，所述步骤六中，煅烧温度为300℃以下，升温速率为2℃/min，经煅烧后的催化剂的比表面积不低于60m2/g。低温煅烧使偏钛酸分解生成二氧化钛，较低温度煅烧是为了保证新生成的二氧化钛晶粒尺寸不超过20nm，其结构稳定在锐钛矿结构中：H2TiO3＝H2O+TiO2步骤七：将步骤六所得催化剂浸渍活化液。进一步地，所述步骤七中，活化液为含钒类离子、钨类离子、钼类离子的溶液。将经步骤六煅烧完的催化剂放入活性溶液中真空浸渍，由于新生成的二氧化钛有着极高的表面能，活性物质更容易吸附在催化剂的表面。步骤八：煅烧步骤七所得催化剂，激活活性成分，实现烧结型失活催化剂的活性恢复。进一步地，煅烧过程为2℃/min的升温速率从室温升到600℃，保温时间不超过2h，退火时间为5h。煅烧温度需达到活性物质前驱体的分解温度使之分解成具有活性的氧化物形式，从而具备脱硝活性；煅烧时间不宜过长，煅烧后的催化剂比表面积不应低于50m2/g。如图1所示，本专利技术的烧结型失活催化剂恢复活性的方法，通过将烧结型失活催化剂与强碱溶液充分反应，由于反应产物不溶于水，因此，只有表面的催化剂与强碱发生了反应，生成的产物钛酸盐形成一层“保护膜”阻止了强碱与催化剂的进一步反应。通过水洗可以清洗掉多余的碱性物质和杂质离子。将清洗后的产物放入稀硫酸中，钛酸盐与氢离子结合生成偏钛酸，偏钛酸也不溶于水，仍然以“保护膜”的形态存在于催化剂表面，同时也可以修复催化剂表面部位酸性位。通过二次水洗可以将碱金属离子充分去除，这样催化剂的表面仅剩下偏钛酸，偏钛酸遇热分解生成二氧化钛和水，当分解温度不高的时候，生成的二氧化钛晶粒尺寸非常小，一般不超过20nm。在这种尺寸下的二氧化钛晶粒有着极强的吸附性，可以充分吸附活化液中的活性物质。吸附完成后，煅烧催化剂以激活活性物质的脱硝活性。由于初次煅烧后的二氧化钛晶粒尺寸小，因此再经二次煅烧后总的比表面积较一次煅烧不会有很大的变化。经上述过程处理后的烧结型失活催化剂可以适当的提高比表面积并恢复脱硝活性。附图说明图1是本专利技术方法原理图；图2是脱硝效率与温度变化曲线图。具体实施方式为了使本专利技术目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图，对本专利技术作进一步详细说明。实施例一：步骤一：使用压缩空气将烧结型失活催化剂表面及孔道内的灰尘吹飞，失活催化剂长度为1m。步骤二：将失活催化剂放入去离子水清洗槽中鼓泡清洗30min，进一步去除失活催化剂中的灰尘及一部分可溶性杂质。步骤三：将失活催化剂从去离子水中取出沥干，放入浓度为2mol/L、温度为80℃的氢氧化钠溶液中浸泡30min，浸泡过程中伴随鼓泡使反应更加充分。步骤四：将失活催化剂从氢氧化钠溶液中取出沥干，使用去离子水反复冲洗直至失活催化剂中的Na离子含量低于0.5％，取出沥干。将沥干后的失活催化剂放入0.1mol/L的硫酸溶液中浸泡30min，过程伴随鼓泡。取出沥干。步骤五：使用去离子水反复清洗经过硫酸处理的失活催化剂直至清洗水溶液的电导率在1000us/cm左右。取出沥干后放入烘箱中150℃干燥4h。步骤六：将干燥后的失活催化剂按照设计要求放入活性溶液中真空浸渍30min，取出沥干。步骤七：将沥干活性液的失活催化剂放入煅烧炉中600℃煅烧1h，退火。实施例二：步骤一：使用压缩空气将烧结型失活催化剂表面及孔道内的灰尘吹飞，失活催化剂长度为1m。步骤二：将失活催化剂放入去离子水清洗槽中超声清洗30min，进一步去除失活催化剂中的灰尘及一部分可溶性杂质。步骤三：将失活催化剂从去离子水中取出沥干，放入浓度为1mol/L、温度为90℃的氢氧化钠溶液中浸泡30min，浸泡过程中伴随超声使反应更加充分。步骤四：将失活催化剂从氢氧化钠溶液中取出沥干，使用去离子水反复冲洗直至失活催化剂中的Na离子含量低于0.4％，取出沥干。将沥干后的失活催化剂放入0.2mol/L的硫酸溶液中浸泡30min，过程伴随超声。取出沥干。步骤五：使用去离子水反复清洗经过硫酸处理的失活催化剂直至清洗水溶液的电导率在1000us/cm左右。取出沥干后放入烘箱中200℃干燥4h。步骤六：将干燥后的失活催化剂按照设计要求放入活性溶液中真空浸渍30min，取出沥干。步骤七：将沥干活性液的失活催化剂放入煅烧炉中600℃煅烧1h，退火。实施例三：步骤一：使用高压水枪将烧结型失活催化剂表面及孔道内的灰尘冲洗掉，失活催化剂长度为1m。步骤二：将失活催化剂放入去离子水清洗槽中鼓泡清洗30min，进一步去除失活催化剂中的灰尘及一部分可溶性杂质。步骤三：将失活催化剂从去离子水中取出沥干，放入浓度为1mol/L、温度为90℃的氢氧化钾溶液中浸泡30min，浸泡过程中伴随超声使反应更加充分。步骤四：将失活催化剂从氢氧化钾溶液中取出沥干，使用去离子水反复冲洗直至失活催化剂中的K离子含量低于0.5％，取出沥干。将沥干后的失活催化剂放入0.2mol/L的硫酸溶液中浸泡30min，过程伴随超声。取出沥干。步骤五：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对烧结型废旧催化剂进行深度清洁，去除灰尘及其它杂质元素；步骤二：使用强碱溶液对废旧催化剂进行浸泡，加热并抽取真空；所述强碱溶液的浓度不低于1mol/L，且强碱溶液用量明显过量；步骤三：使用去离子水清洗强碱浸渍后的催化剂；步骤四：使用稀硫酸浸泡水洗后的催化剂；步骤五：再次使用去离子水清洗催化剂使杂质离子降低至标准范围内；步骤六：煅烧步骤五所得催化剂并脱除水分，使催化剂的比表面积达到使用要求；步骤七：将步骤六所得催化剂浸渍活化液；步骤八：煅烧步骤七所得催化剂，激活活性成分，实现烧结型失活催化剂的活性恢复。

【技术特征摘要】
1.一种烧结型失活催化剂恢复活性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对烧结型废旧催化剂进行深度清洁，去除灰尘及其它杂质元素；步骤二：使用强碱溶液对废旧催化剂进行浸泡，加热并抽取真空；所述强碱溶液的浓度不低于1mol/L，且强碱溶液用量明显过量；步骤三：使用去离子水清洗强碱浸渍后的催化剂；步骤四：使用稀硫酸浸泡水洗后的催化剂；步骤五：再次使用去离子水清洗催化剂使杂质离子降低至标准范围内；步骤六：煅烧步骤五所得催化剂并脱除水分，使催化剂的比表面积达到使用要求；步骤七：将步骤六所得催化剂浸渍活化液；步骤八：煅烧步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，王松，高春昱，王新强，于宁，秦一鸣，于琨，陈华，范娟，王建国，孙文强，贺明洁，穆世泉，孙静楠，樊亮，
申请(专利权)人：华电青岛环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37