一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，包括用于将废弃SCR脱硝催化剂去除表面杂质的预处理系统，预处理系统的出口连接至球磨系统，球磨系统的出口连接至煅烧系统，煅烧系统的出口连接至用于实现对金属V、Mo和W提取回收的熔盐热浸及电沉积系统，熔盐热浸及电沉积系统的残留物出口连接至用于实现对金属Ti提取回收的熔盐电解系统。本实用新型专利技术能够实现废弃SCR脱硝催化剂中金属元素的单质态分离提取回收利用。金属元素的单质态分离提取回收利用。金属元素的单质态分离提取回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统


[0001]本技术涉及固体废物处理领域，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统。

技术介绍

[0002]燃煤电厂中氮氧化物的大量排放将导致酸雨、光化学烟雾和灰霾等污染问题的产生，对大气环境质量和人类的身体健康产生严重的威胁。因此，控制氮氧化物的排放一直是各国政府极为关注的一个重要问题。
[0003]由于脱硝效率高及技术成熟等优点，SCR法是当前国内外燃煤电厂应用最为广泛的烟气脱硝后处理技术。在整个SCR脱硝系统中，脱硝催化剂是其中的核心，其成本占脱硝装置总投资的30％～40％。脱硝催化剂中载体主要成分为TiO2、活性成分主要为V2O5、WO3和MoO3等。在SCR系统实际运行的过程中，随着运行时间的增长，脱硝催化剂将不可避免的出现活性降低、寿命缩短等问题，导致脱硝效率的降低。虽然部分脱硝催化剂可通过再生处理再次使用，但经过多次(3次)再生后，其原有结构将遭受严重破坏，无法正常使用，最终成为废弃物。
[0004]废弃SCR脱硝催化剂中含有V2O5、WO3或MoO3等有毒金属氧化物，属于危险固体废物，对其进行填埋处理不仅会占据大量的土地资源，也会对环境带来潜在的污染风险。钛、钒、钨、钼等是人类经济社会发展所需的重要金属资源，而钒、钨和钼由于其在地壳中丰度较低，被称为稀有金属。因此，对废弃脱硝催化剂中金属资源进行有效的回收利用不仅具有重大的环境效益而且具有极强的经济价值。
[0005]目前，对废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的方法主要有钠(钙)化焙烧-水浸、湿法酸浸、碱浸等，不仅消耗大量的化学药剂，而且所回收产物多为金属氧化物，产品的经济附加值较低。对于废弃SCR脱硝催化剂中主要金属元素Ti、V、W、Mo均进行单质态分离提取回收的技术还未见报道。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，以克服现有技术中存在的问题，本技术能够实现废弃SCR脱硝催化剂中金属元素的单质态分离提取回收利用。
[0007]为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，包括用于将废弃SCR脱硝催化剂去除表面杂质的预处理系统，预处理系统的出口连接至球磨系统，球磨系统的出口连接至煅烧系统，煅烧系统的出口连接至用于实现对金属V、Mo和W提取回收的熔盐热浸及电沉积系统，熔盐热浸及电沉积系统的残留物出口连接至用于实现对金属Ti提取回收的熔盐电解系统。
[0009]进一步地，所述预处理系统包括用于对废弃SCR脱硝催化剂进行吹洗的高压气枪，
用于对吹洗后催化剂进行水洗的水洗装置，以及用于对水洗后催化剂进行干燥的干燥装置。
[0010]进一步地，所述煅烧系统包括采用环形加热方式的加热装置，以及与煅烧材料放置在同一水平位置的热电偶。
[0011]进一步地，所述熔盐热浸及电沉积系统包括电解装置，电解装置包括电解池，电解池置于反应器内，反应器置于高温电炉中，反应器上的进气口通过气体干燥装置连接至用于提供惰性气体的配气系统，反应器上的出气口分别连接至真空泵和尾气回收系统。
[0012]进一步地，所述反应器上还连接有控制系统，所述控制系统包括用于控制高温电炉的升温温度及升温速率的温度控制系统，以及用于控制反应过程参数的反应控制系统。
[0013]与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0014]本技术系统装置简单，工艺流程短，操作方便。(1)首先通过废弃SCR脱硝催化剂中金属氧化物组分与碱金属氧化物之间的热化学反应，实现废弃SCR脱硝催化剂中组分构成的转变，以增加部分组分在熔盐中的溶解度；(2)利用热化学反应后产物中不同组分在熔盐中的溶解度不同，通过熔盐浸泡，实现V、Mo、W元素与Ti元素之间的分离；(3)利用熔盐浸泡溶解后呈离子态的V、Mo、W元素之间电沉积电位的不同，通过先后施加不同的反应电位或反应电压，可以分别得到金属V、Mo、W，从而实现废弃SCR脱硝催化剂中V、Mo、W元素的分离回收；(4)以熔盐浸泡后呈固态的残留物质为反应阴极，采用熔盐电解固态还原的方法，制备金属Ti，实现废弃SCR脱硝催化剂中金属元素Ti的分离提取回收。
[0015]本技术无酸碱试剂的消耗和排放，回收工艺具有绿色低污染的特点和优势；可将废弃SCR催化剂中的金属资源V、Mo、W和Ti分别以金属单质形态进行高效分离提取回收，产物纯度高，且回收产物经济附加值高。
附图说明
[0016]图1是本技术对废弃SCR脱硝催化剂中金属资源进行分离提取回收利用的工艺流程图。
[0017]图2是本技术对废弃SCR脱硝催化剂中金属资源进行分离提取回收利用的系统示意图。
[0018]图3是本技术对废弃SCR脱硝催化剂中金属资源进行分离提取回收利用过程中熔盐热浸及电沉积系统的示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明：
[0020]参见图1，一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，主要包括预处理系统、球磨系统、煅烧系统、熔盐热浸及电沉积系统和熔盐电解系统；预处理系统连接球磨系统，球磨后的产物进入煅烧系统、经过煅烧后的产物进行包裹后送至熔盐热浸及电沉积系统，实现对金属V、Mo和W的提取回收；经过熔盐热浸后的残留物进入熔盐电解系统，实现对金属Ti的提取回收。
[0021]预处理系统主要采用机械方式对废弃催化剂进行处理，包括高压气枪吹洗以及水洗过程，预处理系统还包括对水洗后的废弃催化剂进行烘干处理的干燥装置。经过预处理
后的废弃催化剂送至球磨系统，球磨系统采用的球磨罐和球磨珠采用玛瑙材质，以减小其他金属元素对废弃催化剂的污染。球磨可采用干磨或湿磨两种方式，湿磨过程所采用液体为乙醇等易挥发且不与原料进行反应的溶剂。煅烧系统采用程度控温法，以实现对升温过程及升温速率的标准程序式控制。内部为环形电阻丝，保证煅烧材料受热均匀；在煅烧材料同一水平位置放置热电偶，以实现对受热温度的精确监测以及对升温速率的精确控制，所采用的煅烧温度为650～850℃。经过煅烧后的废弃SCR催化剂在进入熔盐热浸及熔盐电沉积系统前，需采用具有一定孔隙率的耐高温材料对废弃SCR催化剂进行包裹，一方面保证废弃SCR催化剂与熔盐之间充分的接触反应，另一方面保证不与熔盐进行热化学反应的成分保留在耐高温材料内，方便后续移出熔盐。熔盐热浸及电沉积系统可分别实现熔盐热浸过程和熔盐电沉积过程。该装置由高温电炉、反应器、电解池、热电偶等组成。其中高温电炉可对反应器进行加热；反应器内置于高温电炉中，材质为耐高温金属材料、陶瓷材料或石墨，反应器顶部设置阳极口、阴极口、观察口、进气口、出气口以及循环冷却水进出口；阳极口和阴极口可分别放置相应的阳极和阴极材料。观察口可对反应器内部状态进行实时观察；循环冷却水可对反应器顶部进行冷却，防止反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，其特征在于，包括用于将废弃SCR脱硝催化剂去除表面杂质的预处理系统，预处理系统的出口连接至球磨系统，球磨系统的出口连接至煅烧系统，煅烧系统的出口连接至用于实现对金属V、Mo和W提取回收的熔盐热浸及电沉积系统，熔盐热浸及电沉积系统的残留物出口连接至用于实现对金属Ti提取回收的熔盐电解系统。2.根据权利要求1所述的一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，其特征在于，所述预处理系统包括用于对废弃SCR脱硝催化剂进行吹洗的高压气枪，用于对吹洗后催化剂进行水洗的水洗装置，以及用于对水洗后催化剂进行干燥的干燥装置。3.根据权利要求1所述的一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范金航，郭东方，汪世清，刘练波，郜时旺，
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，
类型：新型
国别省市：