CN104667997A

CN104667997A - 一种scr催化剂再生方法

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Publication number: CN104667997A
Application number: CN201510016809.8A
Authority: CN
Inventors: 徐斌; 徐必华; 史建文; 孔强; 马长山; 王宏盛; 徐小悟; 马琳娜
Original assignee: Beijing Hua Electricity Si Laikedun Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Hua Electricity Si Laikedun Technology Co Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2015-06-03

Abstract

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种SCR催化剂再生方法。本发明方法包括催化剂检测、设计催化剂清洗工艺、工艺参数设置、配置清洗液、污水处理和性能检验等步骤。本发明方法易实现生产线自动化；增加酸性调节工序，即可对残留的碱金属氧化物进一步去除，又可将催化剂的pH值调节到合理的范围值；活性剂采用草酸氧钒溶液，催化剂活性剂添加均匀，该活性在烟道里经过高温变成V₂O₅，草酸氧钒高温氧化成V₂O₅过程中，无有毒有害气体释放。采用低温干燥，去掉催化剂在再生过程中吸入的游离水，节约了能源；再生过程对废水、废渣进行分段针对性的处理，减少了再生对环境的影响，增加了废水、废液循环利用，减少了物料消耗。

Description

一种SCR催化剂再生方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种SCR催化剂再生方法。

背景技术

SCR(选择还原脱硝)催化剂在运行过程中，由于表面积减少、活性剂的流逝和中毒等原因，催化剂活性会逐渐降低，当其活性降低到一定程度时，无法满足SCR系统的需要时，我们称之为失效，当这种失效可以通过一定的技术手段使其得到回复，我们称之为“失效SCR催化剂”，当这种失效无法还原，我们称之为“废弃SCR催化剂”。

催化剂再生是针对失效SCR催化剂采用一定的技术手段使其活性得到一定程度的恢复。随着SCR系统的投运量增加，SCR催化剂用量增加，其再生需求也越来越大，逐渐形成了SCR催化剂再生市场，国内每年催化剂再生市场约20万立方米左右。

从降低SCR系统运行成本和减少废弃SCR催化剂固废两方面来看，均需要大力发展SCR再生行业，目前，国内已经有多个企业参与到SCR再生领域，但再生工艺流程较为粗放，自动化程度较低，“三废”未得到有效处理，有的甚至直接排放。最新环保要求SCR催化剂再生企业必须拥有完善的再生工艺和“三废”处理工艺，需要申请废烟气脱硝催化剂综合经营许可证，依法合规开展失效SCR催化剂再生业务。

发明内容

本发明是针对目前SCR催化剂失效的特征，发明一套高效、节能、环保和经济的SCR催化剂再生工艺流程，确保本SCR催化剂再生工艺具有技术先进性、处理成本低、能耗低和环境效益好等优势，实现SCR催化剂再生自动化，生产过程产生的污水得到最大程度的循环利用。

针对现有技术不足，本发明提供了一种SCR催化剂再生方法。

一种SCR催化剂再生方法，包括如下步骤：催化剂检测、设计催化剂清洗工艺、工艺参数设置、配置清洗液、污水处理和性能检验。

所述催化剂检测包括催化剂活性检验、理化检验和失效原因分析。

催化剂活性检验：一般在微型活性检测装置上进行，其主要步骤包括前处理、制样、活性检验、数据记录。

理化检验包括催化剂成分、强度、重量和缺陷情况检测。

根据催化剂的各项检测情况，分析出催化剂的主要失效原因、再生活性的恢复程度和是否具有再生价值等结论。

所述催化剂清洗工艺包括催化剂模块上料、第一次自动喷淋、化学清洗、第二次自动喷淋、超声波清洗、pH值调整、活性剂添加和干燥。

失效SCR催化剂再生可以将上述步骤全部走完，也可选择减少其中的某个步骤。

采用模块夹具是为了设备有更好的适应性，对不同尺寸和结构的模块均能适用，系统机械手只需对模块夹具进行操作即可，使系统运行更有效率。

自动喷淋采用双喷头喷淋方式，压力根据催化剂强度检测结果设定，喷淋时，采用催化剂模块不动，喷头在模块的上表面做往复运动，喷淋角度可调整。

化学清洗采用浸泡的方式，模块夹具悬挂在支架上，模块全部浸入液体中，在液体池内布置曝气装置，使液体在催化剂孔道里流动。池体中水在清洗过程中做同步除泥处理。

第二次自动喷淋将软化了的灰分从SCR催化剂表面清洗掉。

超声波清洗是为了将SCR催化剂的微孔清洗干净，增加SCR催化剂的表面积。

pH调整一般采用稀硫酸。

活性剂采用草酸氧钒。

干燥采用低温干燥。

所述工艺参数包括自动喷淋水压、喷射角度和时间，再生清洗液的配方、浓度、温度、曝气压力和清洗时间，超声波的功率、温度和时间，pH值调整用酸浓度、温度和时间，活性剂的浓度、温度和时间，干燥温度和时间。

以下是根据某个项目设计的工艺参数表。

表1 某项目工艺参数设计表

在SCR催化剂再生过程中使用清洗液的目的是由于SCR催化剂不能使用强力清洗方式，使用清洗液可以使SCR催化剂上附着的灰分软化、部分溶解，在一定外力的情况从SCR催化剂表面脱落，达到清除其表面和孔道灰分的目的，从而恢复其表面积。同时将部分催化剂中毒元素清除掉。

所述清洗液采用表面活性液、助溶剂、渗透剂、酸和其相对应的缓蚀剂配制而成。

表2 清洗液配方数据表

清洗液配方完成后，要进行实验确认，每个项目均需要做再生清洗液配置。

SCR催化剂再生过程产生污水的环节包括第一次自动喷淋、化学清洗、第二次自动喷淋、超声波清洗、pH值调节、活性调节等。

第一次自动喷淋产生污水，通过收集后进行压滤固液分离，固体作为建筑用材，水回用于第一次自动喷淋，当水中可溶性无机盐积累到一定程度后，进行反渗透，淡水回用，浓水经蒸发，残渣委外处理。

化学清洗过程中液体不间断做泥沙清除，将槽体中的液体循环进入压滤机进行固液分离，将清洗过程中产生的泥沙及时清除掉，液体回用于化学清洗，泥沙可用于建材使用。当清洗液不能再使用时，进行反渗透，淡水回用，浓液经蒸发，残渣委外处理或焚烧。

第二次自动喷淋产生污水，通过收集后进行压滤固液分离，固体作为建筑用材，水回用于第二次自动喷淋，当水无法再使用后，进行反渗透，淡水回用，浓液排入到化学清洗反渗透浓液池一并处理。

超声波清洗产生废水较少，并入第二次自动喷淋废水中一并处理。

pH值调节工艺产生的废水，用碳酸钙进行中和、沉淀、固液分离，固体作为一般废弃物进行处理，液体回用。

活性调整工艺产生废水收集后做无害化处理。

SCR催化剂再生后要进行性能检验，以确保其满足使用要求。

所述性能检测包括脱硝效率、SO₂-SO₃转化率、氨逃逸、横向强度、纵向强度和有效孔比率。

表3 性能检测项目表

本发明的有益效果为：

本发明易实现生产线自动化；

自动喷淋采用垂直和倾斜角度同时协同喷淋方式，提高了清洗效果；

清洗液配方根据项目特点制定；

超声波采用与催化剂孔道垂直的方式，深孔、微孔清洗效果较好；

增加酸性调节工序，即可对残留的碱金属氧化物进一步去除，又可将催化剂的pH值调节到合理的范围值；

活性剂采用无毒优质的草酸氧钒溶液，催化剂活性剂添加均匀，该活性在烟道里经过高温变成V₂O₅，草酸氧钒高温氧化成V₂O₅过程中，无有毒有害气体释放。

采用低温干燥，去掉催化剂在再生过程中吸入的游离水，节约了能源；

再生过程对废水、废渣进行分段针对性的处理，减少了再生对环境的影响，增加了废水、废液循环利用，减少了物料消耗。

附图说明

图1为本发明SCR催化剂再生方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种SCR催化剂再生方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

某项目SCR系统脱硝效率设计值为80％，运行3年后脱硝效率下降到70％，不能满足系统要求。从该项目反应器中不同位置抽取4根催化剂单体进行再生工艺试验。

取其中一根制样做催化剂成分分析、灰分成分分析、强度检测。

取另外三根用压缩空气去除催化剂表面和孔道上附着的灰尘后，做脱硝效率、SO₂-SO₃转化率、氨逃逸实验。

检测数据如下：

表4 实施例1催化剂检测数据表

表5 实施例1催化剂成分检测数据表

表6 实施例1灰分成分检测数据表

再生工艺流程：

工艺流程采用手持第一次喷淋、化学清洗、手持第二次喷淋、超声波清洗、pH值调整、活性剂添加、干燥等8个步骤。

清洗液配方采用下表所示配方，稀释为原体积的10倍。

表7 实施例1清洗液配方数据表

序号	成分	配比(质量分数％)
			1	脂肪酸聚氧乙烯甲醚(FMEE)	30
2	松香酸聚氧乙烯酯(RPGC)	10
			3	三乙醇胺(氨基磺酸)	5
4	助溶剂(滑石酸)	5
			5	渗透剂烷基酚聚氧乙烯乙醚(JFC)	10
6	盐酸	2
			7	消泡剂(有机硅类)	2
8	溶剂(水)	余量

工艺参数按下表设计：

表8 实施例1工艺参数设计表

试验结果检验数据见下表：

表9 实施例1性能检测数据表

实验证明3根催化剂单体按照本发明的再生工艺均满足SCR催化剂性能使用要求。

实施例2

某项目SCR系统脱硝效率设计值为85％，运行3年后脱硝效率下降到65％，不能满足系统要求。从该项目反应器中不同位置抽取4根催化剂单体进行再生工艺试验。

检测数据如下：

表10 实施例2催化剂检测数据表

表11 实施例2催化剂成分检测数据表

表12 实施例2灰分成分检测数据表

再生工艺流程：

工艺流程采用手持第一次喷淋、化学清洗、手持第二次喷淋、超声波清洗、pH值调整、干燥等7个步骤。

清洗液配方采用下表所示配方，稀释为原体积的12倍。

表13 实施例2清洗液配方数据表

序号	成分	配比(质量分数％)
			1	脂肪酸聚氧乙烯甲醚(FMEE)	40
2	松香酸聚氧乙烯酯(RPGC)	10
			3	三乙醇胺(氨基磺酸)	5
4	助溶剂(滑石酸)	5
			5	渗透剂烷基酚聚氧乙烯乙醚(JFC)	7
6	盐酸	2
			7	消泡剂(有机硅类)	1
8	溶剂(水)	余量

工艺参数按下表设计：

表14 实施例2工艺参数设计表

试验结果检验数据见下表：

表15 实施例2性能检测数据表

实施例3

某项目SCR系统脱硝效率设计值为80％，运行3年后脱硝效率下降到75％，不能满足系统要求。从该项目反应器中不同位置抽取4根催化剂单体进行再生工艺试验。

检测数据如下：

表16 实施例3催化剂检测数据表

表17 实施例3催化剂成分检测数据表

表18 实施例3灰分成分检测数据表

再生工艺流程：

清洗液配方采用下表所示配方，稀释为原体积的15倍。

表19 实施例3清洗液配方数据表

序号	成分	配比(质量分数％)
			1	脂肪酸聚氧乙烯甲醚(FMEE)	30
2	松香酸聚氧乙烯酯(RPGC)	5
			3	三乙醇胺(氨基磺酸)	3
4	助溶剂(滑石酸)	3
			5	渗透剂烷基酚聚氧乙烯乙醚(JFC)	5
6	氢氟酸	2
			7	消泡剂(有机硅类)	2
8	溶剂(水)	余量

工艺参数按下表设计：

表20 实施例3工艺参数设计表

试验结果检验数据见下表：

表21 实施例3性能检测数据表

Claims

1.一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，包括如下步骤：催化剂检测、设计催化剂清洗工艺、工艺参数设置、配置清洗液、污水处理和性能检验。

2.根据权利要求1所述的一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，所述催化剂检测包括催化剂活性检验、理化检验和失效原因分析。

3.根据权利要求1所述的一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，所述工艺参数包括自动喷淋水压、喷射角度和时间，再生清洗液的配方、浓度、温度、曝气压力和清洗时间，超声波的功率、温度和时间，pH值调整用酸浓度、温度和时间，活性剂的浓度、温度和时间，干燥温度和时间。

4.根据权利要求1所述的一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，所述清洗液采用表面活性液、助溶剂、渗透剂、酸和其相对应的缓蚀剂配制而成。

5.根据权利要求4所述的一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，所述清洗液的成分及各组分质量分数如下：

6.根据权利要求1所述的一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，所述催化剂清洗工艺包括催化剂模块上料、第一次自动喷淋、化学清洗、第二次自动喷淋、超声波清洗、pH值调整、活性剂添加和干燥中的多种。

7.根据权利要求1所述的一种SCR催化剂再生方法，其特征在于，所述性能检测包括脱硝效率、SO₂-SO₃转化率、氨逃逸、横向强度、纵向强度和有效孔比率。