CN104841496A

CN104841496A - 一种废弃scr烟气脱硝催化剂的回收利用方法

Info

Publication number: CN104841496A
Application number: CN201510234342.4A
Authority: CN
Inventors: 李建国; 赵术求; 黄海涛; 赵毅; 齐兆树; 黄彦强
Original assignee: Electric High-Tech Green Technology Co Ltd Of China
Current assignee: Electric High-Tech Green Technology Co Ltd Of China
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明涉及一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，包括以下步骤：首先将不可再生的废弃SCR烟气脱硝催化剂进行表面除灰和切段；切段后的催化剂进行除尘和清洗；清洗完成后的催化剂用酸溶液浸泡，除去其中的碱金属等杂质元素；酸浸后的催化剂采用碱溶液浸泡，除去其中的砷等杂质元素；将处理后的催化剂进行干燥，磨细后分析其中的各元素含量；对比新产品SCR脱硝催化剂的杂质含量，按比例将磨细后的催化剂作为原料混入新SCR烟气脱硝催化剂的生产原料中，以生产SCR催化剂。本发明的有益效果为：工艺流程简单，处理成本低，可以使得废弃催化剂中的有价金属得以有效回收利用。

Description

一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法

技术领域

本发明涉及一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气污染物的主要成分之一，也是形成酸雨的主要原因。在我国70％的氮氧化物排放均来自于煤炭的燃烧，如何有效控制NO_x的排放成为了我国乃至全球关注的焦点。

在诸多的治理方法中，选择性催化还原法(SCR)具有高效、可靠、无副产物、系统装置简单以及技术成熟的优势，是目前工业应用最多的方法(占96％)。在SCR系统中催化剂是核心，使用寿命在3年左右，在运行费用中催化剂的更换占据了大部分的费用。随着SCR技术的广泛应用，废弃催化剂的数量将越来越多。

现在大量应用的是以氧化钛为基体的钒钛系催化剂，倘若对这些废弃催化剂不加处置而随意堆置的话，一方面会占用大量的土地资源，增加企业的成本；另一方面催化剂在使用过程中所吸附的一些有毒、有害物质进入到自然环境，特别是水体，给环境带来严重危害；废弃催化剂其中所含各种有价金属资源没能得到回收利用，也造成有效资源的巨大浪费。

环保部网站8月5日发布《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》，将废烟气脱硝催化剂(钒钛系)纳入危险废物进行管理，并将其归类为《国家危险废物名录》中“HW49其他废物”，工业来源为“非特定行业”，废物名称定为“工业烟气选择性催化脱硝过程产生的废烟气脱硝催化剂(钒钛系)”。

开展废催化剂的回收利用既可以变废为宝，化害为益，还可以解决相应的一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和社会效益。研究废弃SCR催化剂的回收利用技术，对于降低企业成本、减轻环境负担、推广SCR催化剂的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，以解决废弃SCR烟气脱硝催化剂因失活、强度差、不能保持催化剂完整性及严重堵塞造成无法再生的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，包括以下步骤：

步骤1：使用吹扫或水冲洗方法去除废弃SCR烟气脱硝催化剂表面的粉尘；再采用切割的方式将废弃SCR催化剂进行分段，并切割成10～50cm的小块；

步骤2：将步骤1中处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂通过流水冲洗浸泡以去除催化剂孔内的灰尘，并通过超声波场强化除尘和清洗；

步骤3：将步骤2处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂进行酸处理，并将酸处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂使用清水洗涤或干燥蒸发，以清除废弃SCR催化剂中残留的酸溶液；

步骤4：将步骤3处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂进行碱处理，并将碱处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂使用清水洗涤或干燥蒸发，以清除废弃SCR催化剂中残留的碱溶液；

步骤5：对步骤4处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂进行干燥，使其水分低于0.5％，干燥后将催化剂通过球磨机磨细至生产新SCR催化剂产品原料需要的粒度，并分析其中的各元素含量；

步骤6：最后对比生产新SCR催化剂的产品标准，将处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂粉末和生产新SCR催化剂的原料按照一定比例混合，进入生产新SCR催化剂的工艺流程中。

进一步的，所述废弃SCR烟气脱硝催化剂为钛基钒钨系的蜂窝式、波纹式或平板式脱硝催化剂。

进一步的，所述酸处理为：将清除灰尘后的废弃SCR烟气脱硝催化剂加入酸处理溶液中，然后在温度为20～90℃下保持溶液流动状态，浸泡3～24h；或者将废弃SCR烟气脱硝催化剂放置在超声波设备中洗涤。

进一步的，所述酸处理溶液为5～20％浓度的盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、氢氟酸溶液或上述溶液的混合溶液。

进一步的，所述碱处理为：将酸处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂加入碱处理溶液中，然后在温度为20～90℃下保持溶液流动状态，浸泡1.5～30h；或者将SCR脱硝催化剂放置在超声波设备中洗涤。

进一步的，所述碱处理溶液为5～25％浓度的氨水溶液、碳酸铵溶液、氯化铵溶液或上述溶液的混合溶液，其中铵盐加入量为废弃SCR烟气脱硝催化剂量的2～10％。

本发明的有益效果为：

1、当前SCR烟气脱硝催化剂使用日益广泛，废弃催化剂的量也大量增加，但是催化剂回收利用技术较为缺乏少见与报道，本发明为废弃SCR脱硝催化剂回收利用提供了完整简洁的工艺路线。

2、本发明使用原料和试剂价格低廉，处理成本低，工艺流程简单，操作简便，易于实现自动化和连续化，对设备腐蚀小。

3、本发明实现了废弃SCR催化剂的资源化利用，在降低企业生产成本的同时保护了环境，实现了巨大的社会效益和经济效益。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

取某电厂废弃的蜂窝式SCR脱硝催化剂，该催化剂98％的孔道被堵塞，局部有破损。首先采用3MP的高压水枪清洗催化剂表面的粉尘；清洗完成后将催化剂切割成若干20cm长的小段。取切割好的小段催化剂，采用流水冲洗的方式将催化剂孔径中的积灰除去，为强化清灰效果，冲洗在超声波洗涤器中进行。

除灰后的SCR脱硝催化剂加入6％的盐酸溶液中，超声波洗涤30min，温度30℃，然后浸泡2h。取出催化剂，常温清水洗涤2次，以除去催化剂中的残余酸。80℃下烘干SCR脱硝催化剂，然后加入到18％的氨水溶液中，超声波洗涤30min，30℃下浸泡3.0h，取出催化剂，常温清水洗涤处理2次，以除去催化剂中的残余氨。经过上述处理后，SCR催化剂主要成分为TiO282.02％、V2O50.49％、WO34.93％、SiO23.25％、S0.25％、Al2O30.65％、As0.01％、CaO1.03％，无钠和钾检出，其主要杂质成分含量略低于新产SCR催化剂杂质成分含量。

将清洗后的催化剂置于烘箱中干燥至其中的水分低于0.5％，然后将干燥后的催化剂采用球磨的机磨细至2μm左右，然后按照催化剂中各成分的含量与催化剂成品中成分的含量将磨细的催化剂粉末与生产原料按一定比例混合作为生产催化剂的原料。

该种方法生产出的SCR脱硝催化剂测定催化剂活性和机械强度，催化剂活性为全新原料新产品催化剂活性的101.2％，机械强度为98％。主要成分为TiO281.83％、V2O51.15％、WO35.3％、SiO22.98％、S 0.25％。

实施例2

取某电厂废弃的蜂窝式SCR脱硝催化剂，该催化剂95％的孔道被堵塞，局部有破损。首先采用2MP的高压水枪清洗催化剂表面的粉尘；清洗完成后将催化剂切割成若干30cm长的小段。取切割好的小段催化剂，在超声波洗涤器中将催化剂孔径中的积灰除去，介质为清水，清洗时间为20min，清洗两次。

将除灰后的SCR脱硝催化剂加入10％的盐酸溶液中，超声波洗涤20min，温度为30℃，然后浸泡3h。取出催化剂，常温清水洗涤处理2次，以除去催化剂中的残余酸。80℃下烘干SCR脱硝催化剂，然后加入到5％氨水和10％碳酸铵的混合溶液中，超声波洗涤20min，30℃下浸泡3.0h，取出催化剂，常温清水洗涤处理2次，以除去催化剂中的残余氨。经过上述处理后，SCR催化剂主要成分为TiO281.82％、V2O50.50％、WO34.85％、SiO23.15％、S0.22％、Al2O30.60％、As0.008％、CaO1.10％，无钠和钾检出，其主要杂质成分含量略低于新产SCR催化剂杂质成分含量。

清洗后的催化剂置于烘箱中干燥至其中的水分低于0.5％，然后将干燥后的催化剂采用球磨的机磨细至2μm左右，然后按照催化剂中各成分的含量与催化剂成品中成分的含量将磨细的催化剂粉末与生产原料按一定比例混合作为生产催化剂的原料。

该种方法生产出的SCR脱硝催化剂测定催化剂活性和机械强度，催化剂活性为全新原料新产品催化剂活性的103.5％，机械强度为96％。主要成分为TiO282.53％、V2O51.04％、WO35.25％、SiO22.93％、S 0.22％。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，其特征在于：所述废弃SCR烟气脱硝催化剂为钛基钒钨系的蜂窝式、波纹式或平板式脱硝催化剂。

3.如权利要求1所述的一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，其特征在于：所述酸处理为：

将清除灰尘后的废弃SCR烟气脱硝催化剂加入酸处理溶液中，然后在温度为20～90℃下保持溶液流动状态，浸泡3～24h；或者将废弃SCR烟气脱硝催化剂放置在超声波设备中洗涤。

4.如权利要求3所述的一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，其特征在于：所述酸处理溶液为5～20％浓度的盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、氢氟酸溶液或上述溶液的混合溶液。

5.如权利要求1所述的一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，其特征在于：所述碱处理为：

将酸处理后的废弃SCR烟气脱硝催化剂加入碱处理溶液中，然后在温度为20～90℃下保持溶液流动状态，浸泡1.5～30h；或者将SCR脱硝催化剂放置在超声波设备中洗涤。

6.如权利要求5所述的一种废弃SCR烟气脱硝催化剂的回收利用方法，其特征在于：所述碱处理溶液为5～25％浓度的氨水溶液、碳酸铵溶液、氯化铵溶液或上述溶液的混合溶液，其中铵盐加入量为废弃SCR烟气脱硝催化剂量的2～10％。