CN102764675A

CN102764675A - 一种用于燃煤烟气脱硝催化剂活性再生的配方

Info

Publication number: CN102764675A
Application number: CN2011101141535A
Authority: CN
Inventors: 陈进生; 商雪松; 何炽
Original assignee: Institute of Urban Environment of CAS
Current assignee: Institute of Urban Environment of CAS
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2012-11-07

Abstract

一种用于燃煤烟气脱硝催化剂活性再生的配方，属于大气污染控制技术领域。本发明配方主要是利用(NH₄)₂SO₄、乙二胺四乙酸(EthyleneDiamineTetraaceticAcid,EDTA)、烷基酚聚氧乙醚(OP~(n),n=10)、高碳脂肪醇聚氧乙醚(渗透剂JFC和平加加O)、偏钒酸铵和仲钨酸铵为主要份的复合再生溶液对失活催化剂进行活性恢复。本发明方法选择了价廉且操作安全的(NH₄)₂SO₄作为再生剂主成份，并且添加了EDTA组份，有效地去除催化剂表面重金属元素。本配方能够在不影响催化剂机械性能的基础上最大限度的恢复催化剂活性。

Description

一种用于燃煤烟气脱硝催化剂活性再生的配方

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，是一种用于火电厂燃煤烟气脱硝催化剂活性再生的配方。

背景技术

近几年来，随着我国燃煤电站装机容量的不断攀升，燃煤烟气中NOx的排放量也不断地增加，中国环保产业协会的统计数据显示，2007年燃煤电站排放的NOx总量已达840万吨，约占全国NOx排放量的40%，严重地抵消了我国在燃煤烟气中SO₂减排方面所取得的巨大成效。

国家环境保护部在2011年1月发布的《火电厂大气污染物排放标准》(二次征求意见稿)中，新建燃煤电站烟气NOx的排放标准将控制在200(部分地区为100) mg/m³以内。我国绝大部分燃煤电站锅炉配有低氮燃烧技术(Low nitrogen burnning, LNB)，但仅能达到中等的脱硝水平，满足不了日益严格的NOx排放要求。因此，作为一种高效的烟气脱硝技术—选择性催化还原法(Selective catalytic reduction, SCR)工艺开始引入我国。SCR法主要原理为，利用向烟气中通入的氨气(NH₃)为还原剂，在催化剂的作用下，与烟气中的NOx进行反应，生成对环境无害的H₂O和N₂。截止2009年底，已投运烟气SCR脱硝的电站已达到55座，脱硝机组容量约6215万kW，约占煤电机组总容量的9.5%左右；另据不完全统计，到2010年底前，脱硝机组容量约8595万kW，约占煤电机组总容量的12.3%左右。另外，已通过环评、并正在建设之中的烟气脱硝机组容量在5000万kW以上。

烟气SCR脱硝工艺的技术核心是催化剂，为保证烟气流通的顺畅，脱硝催化剂均采用规整块状结构，主要有蜂窝式和平板式等型式，主成份可表示为V₂O₅(WO₃)/TiO₂，其中，V₂O₅是活性组份，TiO₂是催化剂载体，WO₃则为催化助剂。由于SCR催化剂纳米级钛白粉等原料价格贵、关键制造技术或生产标准目前还掌握在国外少数公司手中，因此，即使目前国内已有重庆远达、四川东方凯特瑞、无锡国电龙源等多家国内生产线投运，但催化剂的成本价格仍然很高，占整个脱硝工程总价的1/3左右。

另一方面，由于受到烟气中烟尘等化学组份的影响，催化剂在运行使用过程中活性会逐渐下降，平均使用年限为2~3年，这使得烟气脱硝系统的运行维护成本非常高。2011年2月16日国务院常务会议研究部署促进稀土行业持续健康发展的政策措施，其中明确提到：“加快稀土关键应用技术研发和产业化……”，表明脱硝催化剂再生项目也符合国家的相关政策。

可见，在我国燃煤电站烟气脱硝工程迅猛发展的背景下，作为脱硝工程核心单元的催化剂再生技术，也同样拥有广阔的市场需求。脱硝催化剂的再生，不仅可实现脱硝催化剂的循环使用，延长其使用年限，大幅度降低脱硝工程生产运行成本，还可节约宝贵的稀土资源，减少作为危险固废的催化剂处置费用。

根据国外的相关报道，再生工艺配方一般采用硫酸为主要的再生液，利用其酸性去除催化剂表面有毒物质，并疏通堵塞孔道。但是硫酸也会造成催化剂骨架软化，从而降低催化剂的机械强度，在一定程度上使催化剂的多次重复再生利用受到影响。所以，在不影响催化剂再生效果的基础上，降低再生溶液酸性，或采用复合配方可使催化剂的使用时间进一步延长。

发明内容

本发明的目的是设计一种用于燃煤烟气脱硝催化剂活性再生的复合配方，本配方主要是利用(NH₄)₂SO₄代替传统的硫酸作为再生剂的主成份，在此基础上，通过加入配合剂乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid, EDTA)与催化剂表面及孔道内沉积的重金属离子形成络合物，使金属元素得以去除；同时使用烷基酚聚氧乙醚(OP~(n), n=10)及高碳脂肪醇聚氧乙醚(渗透剂JFC和平加加O)等表面活性剂作为渗透剂，清除催化剂表面及孔道内部残留的焦油质或积炭等；最后，以草酸为溶剂，加入偏钒酸铵和仲钨酸铵，修补流失的催化剂的活性组分V₂O₅和WO₃。配方中主要成分浓度如下：

(1) (NH₄)₂SO₄溶液：0.1~10 mol/L

(2) EDTA：0.01~0.2 wt%

(3) OP~(n)，n=10：0.1~5 wt%

(4) 渗透剂JFC：0.1~5 wt%

(5) 平加加O：0.1~5 wt%

(6) 偏钒酸铵：0.5~10 wt%

(7) 仲钨酸铵：0.5~10 wt%

本发明的特点主要如下：

(1) 由于选用(NH₄)₂SO₄，从而避免了硫酸所产生潜在危害，更具有经济性和安全性。

(2) 本配方添加了EDTA等组份，通过其与重金属元素的螯合作用，能更好的解决重金属元素对脱硝催化剂的毒害作用。

具体实施方式

实施例1：

取一块运行超过15000 h蜂窝型整体块状催化剂，体积为122.5 cm³，清除表面烟尘后，置于再生溶液中。再生溶液由(NH₄)₂SO₄（0.1~10 mol/L），EDTA（0.01~0.2 wt%），OP~(n)（n=10，0.1~5 wt%），渗透剂JFC（0.1~5 wt%），平加加O（0.1~5 wt%），并且以草酸为溶剂，加入偏钒酸铵（0.5~10 wt%），仲钨酸铵（0.5~10 wt%）。再生过程中，利用底部曝气进行辅助清洗，去除催化剂内部孔道中的沉积物。再生结束后进行干燥及高温焙烧，去除催化剂表面残留的(NH₄)₂SO₄固体。再生后催化剂活性为96%，与再生前相比提高了35.7%；催化剂比表面积增大的22.0%。

实施例2：

取一块运行超过30000 h蜂窝型整体块状催化剂，体积为122.5 cm³，清除表面灰尘后，置于再生溶液中。再生溶液由(NH₄)₂SO₄（0.1~10 mol/L），EDTA（0.01~0.2 wt%），OP~(n)（n=10，0.1~5 wt%），渗透剂JFC（0.1~5 wt%），平加加O（0.1~5 wt%），并且以草酸为溶剂，加入偏钒酸铵（0.5~10 wt%），仲钨酸铵（0.5~10 wt%）。再生过程中，利用底部曝气进行辅助清洗，去除催化剂内部孔道中的沉积物。再生结束后进行干燥及高温焙烧，去除催化剂表面残留的(NH₄)₂SO₄固体。再生后催化剂活性为94%，与再生前相比提高了66.7%；催化剂比表面积增大的25.1%。

Claims

1. 一种用于燃煤烟气脱硝催化剂活性复苏的配方，其特征在于所述的新的配方组分：本发明配方采用价廉、操作安全且对重金属离子具有良好去除效果的复合配方，从而在不影响催化剂机械性能的基础上最大限度地恢复催化剂活性。

2. 据权利要求1所述的燃煤烟气脱硝催化剂活性复苏的配方，其特征在于：选用(NH₄)₂SO₄为复苏的配方主成份。

3. 据权利要求1所述的燃煤烟气脱硝催化剂活性复苏的配方，其特征在于：选用EDTA来去除催化剂表面的重金属离子。