CN103962189A - 一种废旧scr催化剂回收方法、回收清洗液及其制备的催化剂 - Google Patents

一种废旧scr催化剂回收方法、回收清洗液及其制备的催化剂 Download PDF

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王平
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Abstract

本发明公开了一种废旧SCR催化剂回收方法、回收清洗液及其制备的催化剂。本发明利用异构C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂和氢氟酸制成的清洗液并采用超声清洗方法实现了废旧蜂窝式SCR催化剂的有效清洗；通过将废旧蜂窝式SCR催化剂进行破碎、清洗、研磨，并与二氧化钛、三氧化钨、玻璃纤维、五氧化二钒混合，使无法继续使用的废旧SCR催化剂变成新鲜催化剂生产中的一种材料，得以实现循环再利用。本发明本方法操作简单，可明显降低生产成本，减少污染物的排放，而且废旧催化剂回收料制备得到的产品性能和新产品性能一致。本产品绿色环保，实现了废旧催化剂的循环利用。

Description

一种废旧SCR催化剂回收方法、回收清洗液及其制备的催化剂
技术领域
本发明涉及脱硝催化剂制备技术领域，特别涉及废旧SCR蜂窝式催化剂的回收方法及其制备的脱硝催化剂。
背景技术
随着国内脱硝SCR催化剂这一新兴行业的发展以及国家对含氮排放新标准的发布，对SCR催化剂的需求量迅速增加。蜂窝式SCR催化剂运行一段时间后，都面临失活或者结构遭到破坏而无法再继续使用，这将产生大量的废旧催化剂等待处置。
以日本、美国、德国、英国、东欧和西欧为代表，国外的废旧SCR催化处理，一般采取先再生和回收的做法。对于不能再生的催化剂，他们采取对废弃催化剂中提取贵金属，如钛、钨、钒等，但此类方法回收成本较高。目前国内尚没有专门从事废旧SCR蜂窝式催化剂回收的单位，废旧SCR蜂窝式催化剂回收在国内尚属新领域。
针对国内对废旧催化剂仍需花费额外费用进行处理的现状，废旧催化剂的循环再利用显得迫在眉睫。这不仅可以更加合理有效地利用原材料，而且可以避免固体废弃物不必要的增加，减少环境污染，更可以降低催化剂的成本，提高经济效益。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种废旧SCR催化剂回收方法、回 收清洗液及其制备的催化剂。本发明要解决的问题是提供一种废旧SCR催化剂回收方法；本发明还提供了催化剂回收处理中采用的回收清洗液的组成；本发明还提供了采用催化剂回收料制备新的SCR催化剂的组成及其方法。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明公开了一种废旧SCR催化剂回收用超声清洗液，超声清洗液是重量百分比浓度为0.5～3%的异构C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂和重量百分比浓度为0.01%～0.03%氢氟酸制成的水溶液。本发明采用了超声波清洗回收催化剂，以去除废旧催化剂微孔内的杂质。
本发明提供了废旧SCR催化剂回收方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将废旧SCR催化剂用破碎机破碎成长30-50mm的小块，经过振动筛除去煤灰；
（2）将粉碎后的催化剂放入超声清洗液中，超声波清洗1h，取出并用清水清洗干净；
（3）放入干燥箱在100-150℃下干燥10-15h；
（4）研磨成粒径为5-50um的粉末，得到废旧脱硝催化剂回收料。
本发明还提供了采用废旧SCR催化剂回收料制备的催化剂，催化剂由下列重量份数的组分制得：二氧化钛60～80份；三氧化钨1～10份；废旧催化剂回收料5～40份；玻璃纤维2～10份；五氧化二钒0.1-2份。
上述采用废旧SCR催化剂回收料制备催化剂的方法，包括以下步骤：将上述各原料二氧化钛、玻璃纤维、废旧催化剂回收料、三氧化钨、五氧 化二钒与去离子水混合，经过捏合、挤压、干燥、煅烧，制备成脱硝催化剂。去离子水主要作用是用于各固体原料的拌合，用量以能将上述各固体原料均匀混合并制成不塌陷的催化剂成品为准。
本发明制备得到的催化剂规格为长×宽×高=150×150×(300-1300)mm3，孔数为13孔、15孔、16孔、18孔、20孔、21孔、22孔、23孔、25孔、30孔或35孔。
本发明的有益之处在于：通过将废旧蜂窝式SCR催化剂进行破碎、清洗、研磨，并与二氧化钛、三氧化钨、玻璃纤维、五氧化二钒混合，使无法继续使用的废旧SCR催化剂变成新鲜催化剂生产中的一种材料，得以实现循环再利用。本发明利用上述超声清洗液并采用超声清洗方法实现了废旧蜂窝式SCR催化剂的有效清洗。本方法操作简单，可明显降低生产成本，减少污染物的排放，而且废旧催化剂回收料制备得到的产品性能和新产品性能一致。本产品绿色环保，实现了废旧催化剂的循环利用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
实施例1
1、废旧脱硝催化剂回收料的制备
将废旧SCR蜂窝式催化剂经过破碎机破碎成30mm大小的小块，后经 过振动筛除去大量的煤灰，再放入超声波清洗器加入由0.5%的异构C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂，0.01%的氢氟酸水溶液构成的清洗液振荡1h，后取出并用清水清洗干净，放入干燥箱在100℃下干燥10h，研磨成粒径为50um左右的粉末，得到废旧脱硝催化剂回收料。
2、脱硝催化剂的制备
将二氧化钛80份，三氧化钨3份，废旧脱硝催化剂回收料5份，五氧化二钒1份，玻璃纤维5份以及适量的去离子水经过混合、捏合、挤压、干燥、煅烧得到脱硝催化剂，其规格为150×150×900mm3（16孔），并对其进行强度、比表面积及烟气试验测试。
实验数据及结果
烟气条件如下表1
类型 数值
烟气流量（m3/h） 169.08
烟气温度(℃) 376
H2O含量 8.78%
O2含量 4.2%
SO2含量(mg/m3) 2662.77
NO含量(mg/m3) 271.35
NH3含量(mg/m3) 159.42
氨氮摩尔比 1.02
性能测试结果如下表2
类型 脱硝效率 SO2/SO3转换率
设计值 86.87 0.45
废旧催化剂制备得到的产品 87.93 0.30
正常产品 87.95 0.31
强度及比表面积测试如下表3
测试项目 数值
横向抗压强度（kPa） 1071.3
纵向抗压强度（kPa） 3748.2
[0030]
比表面积（m2/g） 58.7
实施例2
1、废旧脱硝催化剂回收料的制备
将废旧SCR蜂窝式催化剂经过破碎机破碎成40mm大小的小块，后经过振动筛除去大量的煤灰，再放入超声波清洗器加入由1.5%的异构C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂，0.02%的氢氟酸水溶液构成的清洗液振荡1h，后取出并用清水清洗干净，放入干燥箱在100℃下干燥10h，研磨成粒径为30um左右的粉末，得到废旧脱硝催化剂回收料。
2、脱硝催化剂的制备
将二氧化钛65份，三氧化钨5份，废旧脱硝催化剂回收料15份，五氧化二钒1.5份，玻璃纤维5份及适量的去离子水经过混合、捏合、挤压、干燥、煅烧得到脱硝催化剂，其规格为150×150×900mm3（18孔）。
性能参数检测
烟气条件如下表4
类型 数值
烟气流量（m3/h） 172.67
烟气温度(℃) 385
H2O含量 7.2%
O2含量 4.53%
SO2含量(mg/m3) 4672.94
NO含量(mg/m3) 429.65
NH3含量(mg/m3) 247.43
氨氮摩尔比 1.00
性能测试结果如下表5
类型 脱硝效率 SO2/SO3转换率
设计值 85.33 0.45
废旧催化剂制备得到的产品 88.92 0.25
正常产品 87.95 0.30
[0041] 强度及比表面积测试如下表6
测试项目 数值
横向抗压强度（kPa） 977.56
纵向抗压强度（kPa） 4028.5
比表面积（m2/g） 57.5
实施例3
1、废旧脱硝催化剂回收料的制备
废旧脱硝催化剂回收料的制备：将废旧SCR蜂窝式催化剂经过破碎机破碎成50mm大小的小块，后经过振动筛除去大量的煤灰，再放入超声波清洗器加入由3%的异构C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂，0.03%的氢氟酸水溶液构成的清洗液振荡1h，后取出并用清水清洗干净，放入干燥箱在100℃下干燥10h，研磨成粒径为100um左右的粉末，得到废旧脱硝催化剂回收料。
2、脱硝催化剂的制备
将二氧化钛50份，三氧化钨8份，废旧脱硝催化剂回收料30份，五氧化二钒2份，玻璃纤维12份及适量的去离子水经过混合、捏合、挤压、干燥、煅烧得到脱硝催化剂，其规格为150×150×900mm3（22孔）。
性能参数检测
烟气条件如下表7
类型 数值
烟气流量（m3/h） 170.36
烟气温度(℃) 394
H2O含量 7.2%
O2含量 4.53%
SO2含量(mg/m3) 4672.94
NO含量(mg/m3) 429.65
NH3含量(mg/m3) 247.43
[0051]
氨氮摩尔比 1.00
性能测试结果如下表8
类型 脱硝效率 SO2/SO3转换率
设计值 85.35 0.45
废旧催化剂制备得到的产品 88.92 0.22
正常产品 87.95 0.26
强度及比表面积测试如下表9
测试项目 数值
横向抗压强度（kPa） 829.37
纵向抗压强度（kPa） 3892.1
比表面积（m2/g） 53.9
通过以上实施例可看出，使用该发明方法得到的含有废旧催化剂回用料的SCR脱硝催化剂具有良好的机械强度和较高的比表面积，同时催化剂脱硝活性及SO2/SO3转化率与普通产品相同，可完全替代现有SCR脱硝催化剂。

Claims (5)

1.一种废旧SCR催化剂回收用超声清洗液，其特征是：所述清洗液是由重量百分比浓度为0.5～3%的异构C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂和重量百分比浓度为0.01%～0.03%氢氟酸制成的水溶液。
2.一种废旧SCR催化剂回收方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将废旧SCR催化剂用破碎机破碎成长30-50mm的小块，经过振动筛除去煤灰；
（2）将粉碎后的催化剂放入权利要求1所述的超声清洗液中，超声波清洗1h，取出并用清水清洗干净；
（3）放入干燥箱在100-150℃下干燥10-15h；
（4）研磨成粒径为5-50um的粉末，得到废旧脱硝催化剂回收料。
3.一种废旧SCR催化剂回收料制备的催化剂，其特征是由下列重量份数的组分制得：二氧化钛60～80份；三氧化钨1～10份；废旧催化剂回收料5～40份；玻璃纤维2～10份；五氧化二钒0.1-2份。
4.一种废旧SCR催化剂回收料制备催化剂的方法，其特征是包括以下步骤：将权利要求3所述的各原料二氧化钛、玻璃纤维、废旧催化剂回收料、三氧化钨、五氧化二钒与去离子水混合，经过捏合、挤压、干燥、煅烧，制备成脱硝催化剂。
5.根据权利要求4所述的废旧SCR催化剂回收料制备催化剂的方法，其特征是：所述制备得到的催化剂规格为长×宽×高=150×150×(300-1300)mm3，孔数为13孔、15孔、16孔、18孔、20孔、21孔、22孔、23孔、25孔、30孔或35孔。
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