[發明專利]失活煙氣脫硝催化劑的再生工藝方法

有效

• 申請號: 201711164514.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107837826B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 煙征;楊佳瑤;于經堯;曲艷新;楊天華
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B01J38/48
• 分類號: B01J38/48;B01J23/34;B01J23/30;B01D53/96;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明提供了一種失活煙氣脫硝催化劑的再生工藝，該再生工藝中，失活煙氣脫硝催化劑經預處理后，在其表面原位制備TiO₂多孔薄膜、負載納米粒子，最終得到具有高脫硝性能、寬活性溫度窗口的再生煙氣脫硝催化劑。本發明利用多孔材料的高比表面積及其納米材料的高催化活性來拓寬再生后催化劑的溫度范圍，提高脫硝效率，同時改善現有再生工藝解決脫硝催化劑再生成本高昂、工藝復雜等問題，因此具有良好的市場前景。

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，具體地說，涉及一種失活煙氣脫硝催化劑的再生工藝。

背景技術

氮氧化物(NO_X)是一種重要的污染物，國內外對燃煤過程中NO_X產生開發出了許多治理的方法，按照工藝來分有催化還原法、液體吸收法、吸附法等。選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是目前世界范圍內最為常用、效率最高的脫硝技術。作為SCR法煙氣脫硝的核心部分，催化劑成本高昂，約占到脫硝裝置總投資的30～50％。在實際生產過程中，常見的商用煙氣脫硝催化劑多以TiO₂為載體，以V₂O₅或V₂O₅-WO₃、V₂O₅-MoO₃為活性成分。受限于催化劑組分的活性溫度窗口(350-500℃)，需將催化劑置于鍋爐后端、除塵設備前端，因此煙氣脫硝催化劑面臨長時間、高濃度的粉塵沖刷，容易因中毒、燒結、磨損、堵塞等問題而失去活性，因而每隔3～5年即需進行更換。同時，由于失活后的催化劑成分復雜，屬于危險固體廢棄物，若隨意堆存或不當處置，將造成嚴重的環境污染和資源浪費。為此，我國環保部在2014年發布《關于加強廢棄煙氣脫硝催化劑監管工作的通知》，明確要求“提高廢煙氣脫硝催化劑的再生和利用處置能力”。

失活煙氣脫硝催化劑的再生方法一般包括預處理去除失活催化劑表面的雜質及補充活性組分兩步。其中預處理方法主要包括吹掃、熱處理、洗滌；所添加的活性組分的配制主要依據原商用催化劑的成分及組成，例如偏釩酸銨、仲鎢酸銨及鈦酸四丁酯等。申請號為201410684143.9、名稱為“失效SCR脫硝催化劑的再生方法”的專利，公開的失活催化劑再生方法主要包括以下步驟：((1)吹掃；(2)熱處理；(3)水洗；(4)酸洗：將水洗后的SCR脫硝催化劑置于10wt％硫酸和5wt％氫氟酸的混合溶液中，超聲分散2h；(5)活性再生：將經過酸洗的SCR脫硝催化劑浸漬在含有5wt％仲鎢酸銨和1wt％偏釩酸銨的活性混合溶液中2h后取出烘干。申請號為201210100560.5、名稱為“一種SCR煙氣脫硝催化劑再生方法”的發明專利公開的煙氣脫硝催化劑再生方法包括高壓空氣吹掃、清洗液清洗及活性補充。其中清洗液的配制采用0.1～10％的乳化劑烷基酚與環氧乙烷縮合物與90～99.9％的酸，酸的摩爾濃度為0.018～3mol/L；活性組分補充液以脂肪醇聚氧乙烯醚為促進劑、二萘基甲烷二磺酸鈉為擴散劑、鈦酸四丁酯與無水乙醇為活性組分前驅液。申請號為201510156388.9、名稱為“一種脫硝催化劑的再生方法”的發明專利采用的再生方法為：(1)使用0.05～0.07Mpa的負壓對脫硝失活催化劑表面及孔道進行負壓吸塵的同時使用毛刷清理催化劑孔道；(2)使用清洗液利用超聲波對催化劑表面及孔道進行清洗；(3)使用0.1摩爾含有La、Ce稀土元素及磷酸二氫鋁的硝酸溶液，浸漬催化劑，增大催化劑比表面積的同時，在550℃煅燒4小時增強催化劑的機械強度；(4)使用2％的草酸溶液，溶解含有主催化劑有效成份偏釩酸銨及助催化劑鎢酸銨、鉬酸銨、五氧化二鈮的活性成份浸漬液對重整后的催化劑進行浸漬，有效補充催化劑活性組份；(5)按程序升溫煅燒方式在最高溫度550℃下對脫硝催化劑進行煅燒。

綜合來看，已有方法的再生效果主要關注清洗去除失活組分和依原催化劑成分進行活性組分補充，催化劑再生后應用范圍有限，且催化劑的適用性受到限制。因此，開發工藝簡單、成本低廉的再生技術方法具有重要意義。

發明內容