一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，属于废旧催化剂资源化利用技术领域。工艺方法为：将废旧催化剂进行预处理，然后进行活化处理后，干燥，煅烧，将再处理催化剂加入乙醇中，然后加入纤维片或陶瓷片，干燥，煅烧成催化滤料；然后将PTFE的混合溶液涂覆于催化滤料表面，干燥、煅烧。本发明专利技术的废旧脱硝催化剂的处理方法，具有步骤简单，处理成本低等优点；本发明专利技术的废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，减少了废旧催化剂的处理成本，实现了钒、钨、钛及其他有价金属资源再利用，实现脱硝与过滤设备的整合，对工业窑炉的成本节约和高效减排具有重要的实用价值和意义，适宜推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺
本专利技术涉及废旧催化剂资源化利用
，具体涉及一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺。
技术介绍
氮氧化物((NOx)和微细颗粒物是大气主要污染物。NOx是形成酸雨、光化学烟雾和温室效应的主要原因，而PM10以下的微细颗粒物对人体有毒有害，大量排放的氮氧化物和微细颗粒也是形成雾霾的重要原因。针对氮氧化物的治理，目前应用最为广泛的脱硝技术主要是SCR(选择性催化还原法)技术，具有脱硝率高(>90％)、技术成熟的特点，但是需要满足250-350℃温度窗口，主要有高温高灰、低温低灰等布置方式，低温低灰方式布置在除尘器下游，粉尘浓度低，可减少催化剂的磨损和中毒，但是烟气温度低，需要进行烟气再加热以保证催化活性，运行成本高；高温高灰方式温度区间适合，催化效率高，但粉尘浓度高，容易对催化剂造成磨损、堵塞、化学中毒等，减少催化剂寿命，导致催化剂更换成本升高。针对粉尘治理问题，目前主流技术是电除尘、布袋除尘和电袋除尘，其中布袋除尘器在工业炉窑应用较多而且成熟，温度在160-200℃，可适应现阶段粉尘排放要求。综合催化活性、选择性、抗中毒能力和成本等因素考虑，以V2O5作为主要活性物质，WO3、MO3等作为催化助剂的TiO2混合载体型催化剂是目前最合适和主流的商用催化剂。虽然众多学者对催化剂的失活原因和抗中毒能力做了大量研究，但是在实际应用中仍会产生大量的失活催化剂，且可以再生的次数有限，最终变成废弃催化剂，属于危险废弃物，不仅处理成本较高，而且由于Ti、V、W、Mo等属于贵重金属，直接丢弃会造成资源浪费。现有专利、技术研究大部分是干法、湿法或者干湿结合回收SCR废催化剂，如专利技术专利CN106216364B、CN105536817A、CN106947864A，主要缺点在于步骤复杂，酸碱用量大，产生废处理液多，成本较高；一些专利开发了过滤除尘和催化脱硝结合的材料或装置，如专利技术专利CN109289330A、CN109589873A、CN109513715A、CN208389603U等，但其使用新鲜的商用甚至改性催化剂，仍存在成本问题及废旧催化剂的处理问题。目前国家超低排放政策的实施，对企业绿色生产和控制成本提出了更高的要求，进而对现行脱硝技术的催化剂活性要求更高，而由于实际运行过程中不可避免的磨损、中毒等原因造成了大量废弃催化剂的产生，不仅处理这些危险废弃物花费不菲，购置新鲜催化剂的成本也成为困扰企业的重要问题。因此，再利用废旧催化剂，以颗粒过滤器改造为基础，进行集除尘脱硝于一体的低温高效的技术的开发对于工业实现超低排放具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺。经研究，本专利技术提供以下技术方案：1、一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，包括以下步骤，预处理：将废旧脱硝催化剂进行除尘、水洗、酸洗和研磨；活化处理：将研磨后的废旧脱硝催化剂置于活性浸渍液中进行活化处理，然后进行干燥和煅烧，即得再处理废旧脱硝催化剂；滤料负载：再处理废旧脱硝催化剂研磨后加入乙醇中，制成悬浮液，然后加入纤维片或陶瓷片，搅拌浸渍，干燥，煅烧形成催化滤料；涂覆处理：将聚四氟乙烯(PTFE)、发泡剂、增稠剂和水混合搅拌，然后涂覆于催化滤料表面形成微孔层，干燥、煅烧，即得多功能催化滤料。优选的，所述预处理过程中的除尘采用压缩空气吹扫或水洗清灰。压缩空气吹扫为采用空压机吹扫，水洗清灰为采用去离子水冲洗，以去除废旧脱硝催化剂表面和孔道中积累堵塞的灰尘。水洗清灰采用去离子水进行浸泡超声振荡清洗30～60min。去离子水与废旧脱硝催化剂的质量比为5～10:1，以去除废旧脱硝催化剂表面的可溶性盐类。优选的，所述预处理过程中的酸洗采用硫酸溶液进行超声震荡清洗30～60min。以除去废旧脱硝催化剂表面的对活性组分有毒化作用的难溶盐类，且增加催化剂表面的酸性，以提高催化剂的氨吸附能力，进而提升再生处理的催化剂活性。优选的，所述硫酸溶液的浓度为0.25～1M。优选的，所述硫酸溶液的浓度为0.5M。其中，机械研磨之前还包括对废旧脱硝催化剂的干燥，温度为70～110℃，时间为20～60min。预处理过程中研磨采用机械研磨至400～800目。为后续活化处理提供细微均匀的微粒，使得活性组分均匀浸渍在催化剂的表面，使催化剂牢固负载在滤料上。优选的，所述废旧脱硝催化剂为不可逆失活的钒钛基脱硝催化剂。优选的，所述活性浸渍液为偏钒酸铵、正矾酸铵、偏钨酸铵、仲钨酸铵和钼酸铵中的一种或多种水溶液。优选的，所述活性浸渍液的浸渍量为废旧催化剂的0.2～2wt％。优选的，所述活化处理为在活性浸渍液中搅拌浸渍30～120min。以补充废旧脱硝催化剂在运行过程中因物理磨损和洗涤过程中失去的少部分钒、钨、钼等活性组分，从而提高再生处理的废旧脱硝催化剂的催化活性。经过XRF表征测试，废旧的钒钨钛混合载体型催化剂在运行磨损和水洗过程中大约损失50％的V2O5，而WO3和TiO2含量基本不变，故此只需补充少量的钒，且可回收绝大多数的钒、钨、钛或钼等有价金属资源。优选的，所述活化处理后，干燥为在90～110℃条件下干燥5～12h，煅烧为在450～500℃条件下煅烧4～6h。干燥温度、干燥时间、煅烧温度、煅烧时间可以适当调整，本专利技术选取在110℃进行干燥，在450℃条件下进行煅烧，以避免催化剂发生高温烧结，保证载体TiO2为锐钛矿相。优选的，所述滤料负载过程的悬浮液中，催化剂浓度为0.05～0.15g/mL。滤料负载过程中的乙醇为无水乙醇。优选的，所述滤料负载中的纤维片为聚酰亚胺(P84)纤维片料或聚苯硫醚(PPS)纤维片料。优选的，所述滤料负载中的陶瓷片为碳化硅微孔陶瓷片料或堇青石蜂窝陶瓷片料。其中，纤维片料或陶瓷片料置于悬浮液中进行搅拌浸渍，时间为20～60min。以保证滤料上再处理废旧脱硝催化剂的负载量充足。搅拌浸渍结束后，需取出常温下沥干之后，再进行干燥。滤料负载过程中的干燥为在90～110℃条件下干燥3h，纤维片煅烧的温度为200～240℃，陶瓷片煅烧的温度为450～500℃，煅烧时间为3h。保证乙醇和水分的充分脱除以及再处理废旧脱硝催化剂在滤料上的牢固负载。优选的，所述催化滤料中，催化剂的负载量为400～600g/m2。优选的，所述聚四氟乙烯(PTFE)、发泡剂、增稠剂和水的质量比为1:0.1～0.75:0.075～0.125:1。混合搅拌的时间为10～20min。优选的，所述聚四氟乙烯(PTFE)、发泡剂、羟乙基纤维素和水的质量比为1:0.5:0.125:1。优选的，所述发泡剂为偶氮二甲基酰胺(AC)、烷基糖苷(APG)或十二烷基硫酸钠；所述增稠剂为羟乙基纤维素。优选的，所述涂覆处理中，微孔层的厚度为0.05～0.5mm。对附着有再处理废旧脱硝催化剂的滤料进行涂覆，使得涂覆了PTFE微孔层的滤料在高效过滤细微颗粒的同时，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，其特征在于，包括以下步骤，/n预处理：将废旧脱硝催化剂进行除尘、水洗、酸洗和研磨；/n活化处理：将研磨后的废旧脱硝催化剂置于活性浸渍液中进行活化处理，然后进行干燥和煅烧，即得再处理废旧脱硝催化剂；/n滤料负载：再处理废旧脱硝催化剂研磨后加入乙醇中，制成悬浮液，然后加入纤维片或陶瓷片，搅拌浸渍，干燥，煅烧形成催化滤料；/n涂覆处理：将聚四氟乙烯(PTFE)、发泡剂、增稠剂和水混合搅拌，然后涂覆于催化滤料表面形成微孔层，干燥、煅烧，即得多功能催化滤料。/n

【技术特征摘要】
1.一种废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，其特征在于，包括以下步骤，
预处理：将废旧脱硝催化剂进行除尘、水洗、酸洗和研磨；
活化处理：将研磨后的废旧脱硝催化剂置于活性浸渍液中进行活化处理，然后进行干燥和煅烧，即得再处理废旧脱硝催化剂；
滤料负载：再处理废旧脱硝催化剂研磨后加入乙醇中，制成悬浮液，然后加入纤维片或陶瓷片，搅拌浸渍，干燥，煅烧形成催化滤料；
涂覆处理：将聚四氟乙烯(PTFE)、发泡剂、增稠剂和水混合搅拌，然后涂覆于催化滤料表面形成微孔层，干燥、煅烧，即得多功能催化滤料。


2.根据权利要求1所述废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，其特征在于，所述废旧脱硝催化剂为不可逆失活的钒钛基脱硝催化剂。


3.根据权利要求1所述废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，其特征在于，所述活性浸渍液为偏钒酸铵、正矾酸铵、偏钨酸铵、仲钨酸铵和钼酸铵中的一种或多种水溶液。


4.根据权利要求1所述废旧脱硝催化剂的资源化利用工艺，其特征在于，所述滤料负载中的纤维片为聚酰亚胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜学森，石乔，陈艳容，王向民，杨仲卿，冉景煜，蒲舸，张力，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50