CN102814201A - 被烟道中砷成分毒化的scr脱硝催化剂清洗再生方法 - Google Patents

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王飞
成丁南
韦建军
李钰鑫
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Abstract

一种被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法，包括中毒催化剂的物理净化处理、酸性清洗液超声波清洗、去离子水超声波冲洗以及干燥和煅烧，还包括去离子水超声波冲洗之后的在碱性清洗液中进行超声波清洗用来去除催化剂中的砷以及在再生液中再生，所述的碱性清洗液为含有无机碱和渗透剂的水溶液，其pH值为12～14；采用本发明方法能最大限度的去除被毒化的SCR脱硝催化剂中的砷物质，提高被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂的催化活性。

Description

被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法
技术领域
本发明涉及被毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法，具体涉及一种被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法。
背景技术
燃煤电站排放氮氧化物(NOx)不仅促进酸雨的形成，还会对人体的血液和呼吸系统造成直接的伤害，是目前亟需治理和控制的大气污染气体之一。根据新《大气污染物排放标准》，对氮氧化物的排放要求更加严格，减少NOx排放量成为各大电厂面临的主要问题。选择性催化还原（SCR）脱硝技术因其技术成熟、脱硝效率高等优点成为目前应用最广泛的脱硝技术。
脱硝催化剂是SCR技术的核心，它的性能直接影响SCR脱硝效率。目前国内催化剂使用的寿命一般为16000～24000h，催化剂置换成本很高，占整个脱硝成本的50%以上。因此对失活的催化剂的进行清洗和再生，延长SCR催化剂使用寿命具有重要意义。根据实际运行工况，砷中毒和是引起SCR催化剂中毒和钝化失活的主要因子之一，烟气中的AS2O3扩散进入催化剂，固化在活性和非活性区破坏催化剂的毛细结构，形成一个无催化活性的砷饱和层。阻挡反应物扩散到催化剂内部，引起催化剂失活。中国砷含量高的煤分布范围较广，主要位于东北三省(黑龙江双鸭山、吉林珲春、辽宁铁法)、山东新汶、山西大同、河南义马、广西南宁、广东坪石及四川、甘肃和云南的部分地区。燃用该地区煤的电站锅炉SCR催化剂砷中毒失活现象严重。下图为SCR催化剂砷中毒路径图。
Figure BDA00001902977800021
目前对SCR催化剂清洗再生技术的研究中，主要是通过对失活催化剂进行酸性清洗液的超声波清洗、活性补充液浸渍，干燥和煅烧等手段来提高其脱硝活性。但由于砷等物质与酸极难反应，上述酸性清洗液不能将砷中毒失活催化剂中的砷置换出来，催化剂活性不能得到提高。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目在于提供一种被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法，能最大限度的去除被毒化的SCR脱硝催化剂中的砷物质，提高被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂的催化活性。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法，包括中毒催化剂的物理净化处理、酸性清洗液超声波清洗、去离子水超声波冲洗以及干燥和煅烧，还包括去离子水超声波冲洗之后的在碱性清洗液中进行超声波清洗用来去除催化剂中的砷以及在再生液中再生，所述的碱性清洗液为含有无机碱和渗透剂的水溶液，其pH值为12～14。
所述无机碱为碱金属的氢氧化物。
所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠。
所述渗透剂为JFC，JFC占水溶液的重量百分比为0.01～1wt%。
所述再生液为含有偏钒酸铵和偏钨酸铵的水溶液，其中偏钒酸铵占水溶液的重量百分比为0.5～1wt%，偏钨酸铵占水溶液的重量百分比为0.5～1wt%。
所述酸性清洗液为含有H2SO4、乳化剂S-185和缓蚀剂天津若丁的水溶液，其中H2SO4在水溶液中的浓度为0.5mol/L～1mol/L，乳化剂S-185占水溶液的重量百分比为0.01～1wt%，缓蚀剂天津若丁占水溶液的重量百分比为0.1～0.5wt%。
所述干燥和煅烧，其中的干燥温度为50～120℃，干燥时间为3～5h；其中的煅烧温度为450～500℃，煅烧时间为1～3h。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明方法还包括碱性清洗液超声波清洗，且在碱性清洗液加渗透剂，渗透剂可以促进NaOH渗透进入催化剂，与催化剂中固结的砷进行反应，能最大限度的去除被毒化的SCR脱硝催化剂中的砷物质；用碱性清洗液超声波清洗之后在再生液中进行再生，可以补充催化剂丢失的活性成分钒和钨，使催化剂活性得到进一步的提高；
2、本发明方法的酸性清洗液中加入缓蚀剂，可以防止硫酸对催化剂模块框架的腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
某电厂燃用含砷量较高煤，实际运行2年后其SCR催化剂严重的砷中毒，随机取4块20mm*20mm*30mm的砷中毒SCR催化剂，随机分为2组，每组2块，记为A组和B组。清洗再生前，A组和B组催化剂的催化活性为25%。
本实施例采用如下的步骤对A组和B组催化剂进行清洗再生：
步骤1：首先对A组和B组催化剂分别进行吹扫清除积灰，吹扫时间为10分钟，吹扫方法采用但不局限于用压缩空气吹扫或简单的重力清除，完成理净化处理过程；
步骤2：将净化处理后的A组和B组催化剂分别浸浴于装有酸性清洗液液的清洗池中，采用超声波清洗20分钟，所述酸性清洗液为含有H2SO4、乳化剂S-185以及缓蚀剂天津若丁的水溶液，其中H2SO4在水溶液中的浓度为0.8mol/L，乳化剂S-185占水溶液的重量百分比为0.5wt%，缓蚀剂天津若丁占水溶液的重量百分比为0.3wt%。
步骤3：将酸洗后的A组和B组催化剂分别置于装有150ml去离子水的烧杯中，超声波浸泡10分钟后取出晾干；
步骤4：将水洗后的A组催化剂浸浴在装有碱性清洗液的清洗池中，采用超声波清洗15分钟，所述碱性清洗液为含有NaOH和渗透剂JFC的水溶液，水溶液pH值为13，渗透剂JFC占水溶液的重量百分比为0.5wt%。
步骤5：将经过不同步骤清洗后的A组和B组催化剂放入装有再生液的再生池中，采用超声波浸泡15分钟，再生液为含0.6wt%的偏钒酸铵和0.6wt%的偏钨酸铵的水溶液；
步骤6：最后将再生后的A组和B组催化剂用80℃热风干燥4h后，采用450℃热风煅烧2h。
对清洗和再生后的A组和B组催化剂活性测试，发现A组催化剂活性提高到95%，B组催化剂活性仅提高到72%。可见采用本发明的清洗再生技术，砷中毒催化剂的活性能基本恢复到新鲜催化剂水平。对于砷中毒催化剂的清洗再生，本发明清洗再生技术的再生效果要远远优于现有的技术。

Claims (7)

1.一种被烟道中砷成分毒化的SCR脱硝催化剂清洗再生方法，包括中毒催化剂的物理净化处理、酸性清洗液超声波清洗、去离子水超声波冲洗以及干燥和煅烧，其特征在于：还包括去离子水超声波冲洗之后的在碱性清洗液中进行超声波清洗用来去除催化剂中的砷以及在再生液中再生，所述的碱性清洗液为含有无机碱和渗透剂的水溶液，其pH值为12～14。
2.根据权利要求1所述的清洗再生方法，其特征在于：所述无机碱为碱金属的氢氧化物。
3.根据权利要求2所述的清洗再生方法，其特征在于：所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的清洗再生方法，其特征在于：所述渗透剂为JFC，JFC占水溶液的重量百分比为0.01～1wt%。
5.根据权利要求1所述的清洗再生方法，其特征在于：所述再生液为含有偏钒酸铵和偏钨酸铵的水溶液，其中偏钒酸铵占水溶液的重量百分比为0.5～1wt%，偏钨酸铵占水溶液的重量百分比为0.5～1wt%。
6.根据权利要求1所述的清洗再生方法，其特征在于：所述酸性清洗液为含有H2SO4、乳化剂S-185和缓蚀剂天津若丁的水溶液，其中H2SO4在水溶液中的浓度为0.5mol/L～1mol/L，乳化剂S-185占水溶液的重量百分比为0.01～1wt%，缓蚀剂天津若丁占水溶液的重量百分比为0.1～0.5wt%。
7.根据权利要求1所述的清洗再生方法，其特征在于：所述干燥和煅烧，其中的干燥温度为50～120℃，干燥时间为3～5h；其中的煅烧温度为450～500℃，煅烧时间为1～3h。
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