CN105032504B - 一种用于清洗scr脱硝催化剂中的积灰的清洗剂、清洗方法及清洗剂的应用 - Google Patents
一种用于清洗scr脱硝催化剂中的积灰的清洗剂、清洗方法及清洗剂的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于清洗SCR脱硝催化剂中的积灰的清洗剂、清洗方法及应用，清洗剂包括A清洗剂和B清洗剂，按质量百分比计，A清洗剂包括0.5%~5%的乙二胺四乙酸、0.5%~5%的氨水和90%~99%的水；B清洗剂包括0.2%~5%的甲酸、0.5%~8%的乙醇酸和87%~99.3%的水。本清洗剂主要针对催化剂的积灰及堵塞，对宏观烟气流通孔道及微观的提供烟气吸附位置的孔道均有良好的清洗效果，也可以起到清洗一般化学中毒毒物的作用。清洗剂配料来源广泛，价格低廉，便于清洗剂的规模化生产与使用，且清洗废液便于处理。清洗工艺简单，便于操作，适合于SCR脱硝催化剂模块的整体清洗，适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用于清洗SCR脱硝催化剂中的积灰的清洗剂、清洗方法及清洗剂的应用。
背景技术
随着国家最新的《火电厂大气污染物环保标准GB13223-2011》的颁布，大部分火电厂机组锅炉都安装了SCR脱硝装置，SCR催化剂是SCR装置的核心部件，其成本约占整个脱硝成本的1/3。由于SCR催化剂使用寿命通常较短，这就意味着未来几年之后将会有大量的失效SCR催化剂需要更换，用新催化剂更换失效催化剂，势必增加脱硝成本，而一种经济有效的方法就是对失效催化剂进行再生，使其恢复活性。
在火电厂SCR脱硝反应器内，催化剂的运行条件极其恶劣，其中飞灰是造成催化剂物理失活的一大因素。反应器上游的烟气流速慢，会造成积灰的累积，而积灰累积到一定程度后则会掉落在催化剂上，其逐渐积聚会造成催化剂表面的遮蔽和孔道的堵塞；烟气中存在很多细小的飞灰颗粒，这些飞灰进入催化剂的微孔内会堵塞催化剂的微孔，造成催化剂比表面积的下降。由于钒系SCR催化剂会造成二氧化硫的氧化，氧化成的三氧化硫与烟气中的钙、镁、钡等成分在烟气流动过程中或在催化剂本体上生成稳定的硫酸盐，不论堵塞在微孔内还是烟气流通孔道内，都难以在再生过程中清除。
针对催化剂微孔和烟气流通孔道的积灰，目前国内外的再生方法中大多采用压缩空气、高压水冲洗等纯物理手段和配合超声波、鼓泡进行酸洗的化学手段。物理手段可以清洗掉大部分堵塞在烟气流通孔道内的疏松的积灰，化学手段则有助于清除微观孔道内的积灰；但在实际再生过程中，压缩空气和高压水的冲洗对某些坚硬的积灰去除效果较差，化学酸洗常采用的硫酸、草酸、柠檬酸对微观孔道内的难溶硫酸盐也无法有效清洗，能够专门清洗SCR脱硝催化剂上积灰、堵塞的清洗剂鲜见报道。鉴于此，开发一种能够高效清洗催化剂宏观及微观孔道内积灰的清洗剂就显得尤为必要与重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够很好的清除失活的SCR脱硝催化剂中的积灰和一般化学中毒毒物的清洗剂及清洗方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种用于清洗SCR脱硝催化剂中的积灰的清洗剂，所述的清洗剂包括A清洗剂和B清洗剂，
按质量百分比计，所述的A清洗剂包括0.5%~5%的乙二胺四乙酸、0.5%~5%的氨水和90%~99%的水；
按质量百分比计，所述的B清洗剂包括0.2%~5%的甲酸、0.5%~8%的乙醇酸和87%~99.3%的水。
优选地，按质量百分比计，所述的乙二胺四乙酸占所述的A清洗剂的质量的1%~3%，所述的氨水占所述的A清洗剂的质量的0.75%~3%，所述的水占所述的A清洗剂的质量的94%~98.25%；所述的甲酸占所述的B清洗剂的质量的0.5%~3%，所述的乙醇酸占所述的B清洗剂的质量的1%~5%，所述的水占所述的B清洗剂的质量的92%~98.5%。
进一步优选地，按质量百分比计，所述的乙二胺四乙酸占所述的A清洗剂的质量的1.5%~2.5%，所述的氨水占所述的A清洗剂的质量的1.75%~2.5%，所述的水占所述的A清洗剂的质量的95%~96.75%；所述的甲酸占所述的B清洗剂的质量的1.5%~2.5%，所述的乙醇酸占所述的B清洗剂的质量的3.5%~4.5%，所述的水占所述的B清洗剂的质量的93%~95%。
优选地，所述的A清洗剂的pH为4~7，所述的B清洗剂的pH为0.5~2。
进一步优选地，所述的A清洗剂的pH为5.5~6.5，所述的B清洗剂的pH为0.5~1.5。
优选地，所述的氨水的质量浓度为20%~30%。
进一步优选地，所述的氨水的质量浓度为23%~27%。
优选地，所述的A清洗剂中的水和所述的B清洗剂中的水均为除盐水。
一种采用上述清洗剂对SCR脱硝催化剂中的积灰进行清洗的清洗方法，将失活的SCR脱硝催化剂先在A清洗剂清洗15~30分钟，然后用水漂洗后，再在B清洗剂中清洗15~30分钟，然后用水漂洗后，经干燥、煅烧得到再生的SCR脱硝催化剂。
优选地，所述的失活的SCR脱硝催化剂在所述的A清洗剂中的清洗方法为：将所述的失活的SCR脱硝催化剂浸没在所述的A清洗剂中，然后采用静置、鼓泡或者超声进行所述的清洗；
所述的失活的SCR脱硝催化剂在所述的B清洗剂中的清洗方法为：将所述的失活的SCR脱硝催化剂浸没在所述的B清洗剂中，然后采用静置、鼓泡或者超声进行所述的清洗。
优选地，所述的干燥的温度为80~150℃，干燥的时间为1~8小时。
进一步优选地，所述的干燥的温度为100~120℃。
优选地，所述的煅烧的温度为300~500℃，煅烧的时间为1~8小时。
进一步优选地，所述的煅烧的温度为350~400℃。
此外，本发明还涉及一种上述清洗剂在清洗失活的SCR脱硝催化剂中的应用。具体为，该清洗剂在清洗失活的SCR脱硝催化剂中的积灰和一般化学中毒毒物中的应用。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本清洗剂主要针对催化剂的积灰及堵塞，对宏观烟气流通孔道及微观的提供烟气吸附位置的孔道均有良好的清洗效果，对失活SCR脱硝催化剂宏观孔道的疏通效果在97%以上，可大幅恢复催化剂的比表面积。在达到清洗催化剂积灰及堵塞的目的同时，也可以起到清洗一般化学中毒毒物的作用。
清洗剂组分只有乙醇酸、甲酸、乙二胺四乙酸和氨水，上述配料来源广泛，价格低廉，便于清洗剂的规模化生产与使用，且清洗废液便于处理。
清洗工艺简单，便于操作，适合于SCR脱硝催化剂模块的整体清洗，适合规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为常规实验中的条件。
实施例1
本实施例离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗剂分别是由乙二胺四乙酸、25%的氨水和除盐水混合形成的A清洗剂，以及由甲酸、乙醇酸和除盐水混合形成的B清洗剂组成。
清洗剂中，乙二胺四乙酸的质量占A清洗剂质量的1%，25%的氨水的质量占A清洗剂质量的0.75%，余量为除盐水。A清洗剂的pH值为5。
清洗剂中：甲酸占B清洗剂质量的0.5%，乙醇酸占B清洗剂质量的1%，余量为除盐水。B清洗剂的pH值为2。
采用本实例的清洗剂的离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方量配制A清洗剂和B清洗剂。
（2）将失活催化剂浸入A清洗剂中鼓泡清洗30分钟，然后再浸入除盐水中漂洗30分钟，再浸入B清洗剂中鼓泡清洗30分钟，浸入除盐水中漂洗30分钟，在110℃下干燥1小时，在380℃下煅烧3小时。
定义清洗后催化剂的宏观烟气流通孔道疏通率为清洗后没有堵塞的宏观烟气流通孔道数量与宏观烟气流通孔道总量的比值。清洗后的催化剂宏观烟气流通孔道疏通率平均可达98%，微观孔道也能得到有效疏通，孔容平均恢复至0.252mL/g，为同批新鲜催化剂的95%。
实施例2
本实施例离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗剂分别是由乙二胺四乙酸、25%的氨水和除盐水混合形成的A清洗剂，以及由甲酸、乙醇酸和除盐水混合形成的B清洗剂组成。
清洗剂中，乙二胺四乙酸的质量占A清洗剂质量的2%，25%的氨水的质量占A清洗剂质量的2%，余量为除盐水。A清洗剂的pH值为6。
清洗剂中：甲酸占B清洗剂质量的2%，乙醇酸占B清洗剂质量的4%，余量为除盐水。B清洗剂的pH值为1。
采用本实例的清洗剂的离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方量配制A清洗剂和B清洗剂。
（2）将失活催化剂浸入A清洗剂中超声波清洗20分钟，然后再浸入除盐水中漂洗30分钟，再浸入B清洗剂中超声波清洗20分钟，在除盐水中漂洗30分钟，在110℃下干燥1小时，在380℃下煅烧3小时。
清洗后的催化剂宏观烟气流通孔道疏通率平均可达98%，微观孔道也能得到有效疏通，孔容平均恢复至0.257mL/g，为同批新鲜催化剂的97%。
实施例3
本实施例离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗剂分别是由乙二胺四乙酸、25%的氨水和除盐水混合形成的A清洗剂，以及由甲酸、乙醇酸和除盐水混合形成的B清洗剂组成。
清洗剂中，乙二胺四乙酸的质量占A清洗剂质量的2%，25%的氨水的质量占A清洗剂质量的1.5%，余量为除盐水。A清洗剂的pH值为4。
清洗剂中：甲酸占B清洗剂质量的1%，乙醇酸占B清洗剂质量的3%，余量为除盐水。B清洗剂的pH值为1。
采用本实例的清洗剂的离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方量配制A清洗剂和B清洗剂。
（2）将失活催化剂浸入A清洗剂中鼓泡清洗15分钟，然后再浸入除盐水中漂洗20分钟，再浸入B清洗剂中鼓泡清洗15分钟，在除盐水中漂洗30分钟，在110℃下干燥1小时，在380℃下煅烧3小时。
清洗后的催化剂宏观烟气流通孔道疏通率平均可达97%，微观孔道也能得到有效疏通，孔容平均恢复至0.246ml/g，为同批新鲜催化剂的93%。
对比例1
本实施例离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗剂分别是由乙二胺四乙酸、25%的氨水和除盐水混合形成的A清洗剂，以及由甲酸、乙醇酸和除盐水混合形成的B清洗剂组成。
清洗剂中，乙二胺四乙酸的质量占A清洗剂质量的0.25%，25%的氨水的质量占A清洗剂质量的0.3%，余量为除盐水。A清洗剂的pH值为7。
清洗剂中：甲酸占B清洗剂质量的0.15%，乙醇酸占B清洗剂质量的0.3%，余量为除盐水。B清洗剂的pH值为2。
采用本实例的清洗剂的离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方量配制A清洗剂和B清洗剂。
（2）将失活催化剂浸入A清洗剂中鼓泡清洗30分钟，然后再浸入除盐水中漂洗20分钟，再浸入B清洗剂中鼓泡清洗30分钟，在除盐水中漂洗30分钟，在110℃下干燥1小时，在380℃下煅烧3小时。
清洗后的催化剂宏观烟气流通孔道疏通率平均为88%，微观孔道得到一定疏通，孔容平均恢复至0.217ml/g，为同批新鲜催化剂的82%。该清洗方法的宏观烟气孔道疏通率和微观孔道疏通效果未能达到理想效果。
对比例2
本实施例离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗剂是由乙二胺四乙酸、25%的氨水和除盐水混合形成的A清洗剂组成。
清洗剂中，乙二胺四乙酸的质量占A清洗剂质量的2%，25%的氨水的质量占A清洗剂质量的1.5%，余量为除盐水。A清洗剂的pH值为4。
采用本实例的清洗剂的离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方量配制A清洗剂。
（2）将失活催化剂浸入A清洗剂中鼓泡清洗30分钟，然后再浸入除盐水中漂洗30分钟，最后在110℃下干燥1小时，在380℃下煅烧3小时。
清洗后的催化剂宏观烟气流通孔道疏通率平均为72%，微观孔道得到一定疏通，孔容平均恢复至0.198ml/g，为同批新鲜催化剂的75%。该清洗方法的宏观烟气孔道疏通率和微观孔道疏通效果未能达到理想效果。
对比例3
本实施例离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗剂是由甲酸、乙醇酸和除盐水混合形成的B清洗剂组成。
清洗剂中：甲酸占B清洗剂质量的1%，乙醇酸占B清洗剂质量的3%，余量为除盐水。B清洗剂的pH值为1。
采用本实例的清洗剂的离线清洗失活SCR脱硝催化剂积灰的清洗方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方量配制B清洗剂。
（2）将失活催化剂浸入B清洗剂中鼓泡清洗30分钟，然后再浸入除盐水中漂洗30分钟，最后在110℃下干燥1小时，在380℃下煅烧3小时。
清洗后的催化剂宏观烟气流通孔道疏通率平均为80%，微观孔道得到一定疏通，孔容平均恢复至0.206ml/g，为同批新鲜催化剂的78%。该清洗方法的宏观烟气孔道疏通率和微观孔道疏通效果未能达到理想效果。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于清洗SCR脱硝催化剂中的积灰的清洗剂，其特征在于：所述的清洗剂包括A清洗剂和B清洗剂，
按质量百分比计，所述的A清洗剂包括0.5%~5%的乙二胺四乙酸、0.5%~5%的氨水和90%~99%的水；所述的A清洗剂的pH为4~7；
按质量百分比计，所述的B清洗剂包括0.2%~5%的甲酸、0.5%~8%的乙醇酸和87%~99.3%的水；所述的B清洗剂的pH为0.5~2。
2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于：按质量百分比计，所述的乙二胺四乙酸占所述的A清洗剂的质量的1%~3%，所述的氨水占所述的A清洗剂的质量的0.75%~3%，所述的水占所述的A清洗剂的质量的94%~98.25%；所述的甲酸占所述的B清洗剂的质量的0.5%~3%，所述的乙醇酸占所述的B清洗剂的质量的1%~5%，所述的水占所述的B清洗剂的质量的92%~98.5%。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的清洗剂，其特征在于：所述的氨水的质量浓度为20%~30%。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的清洗剂，其特征在于：所述的A清洗剂中的水和所述的B清洗剂中的水均为除盐水。
5.一种采用权利要求1至4中任一项所述的清洗剂对SCR脱硝催化剂中的积灰进行清洗的清洗方法，其特征在于：将失活的SCR脱硝催化剂先在A清洗剂清洗15~30分钟，然后用水漂洗后，再在B清洗剂中清洗15~30分钟，然后用水漂洗后，经干燥、煅烧得到再生的SCR脱硝催化剂。
6.根据权利要求5所述的清洗方法，其特征在于：所述的失活的SCR脱硝催化剂在所述的A清洗剂中的清洗方法为：将所述的失活的SCR脱硝催化剂浸没在所述的A清洗剂中，然后采用静置、鼓泡或者超声进行所述的清洗；
所述的失活的SCR脱硝催化剂在所述的B清洗剂中的清洗方法为：将所述的失活的SCR脱硝催化剂浸没在所述的B清洗剂中，然后采用静置、鼓泡或者超声进行所述的清洗。
7.根据权利要求5所述的清洗方法，其特征在于：所述的干燥的温度为80~150℃，干燥的时间为1~8小时。
8.根据权利要求5所述的清洗方法，其特征在于：所述的煅烧的温度为300~500℃，煅烧的时间为1~8小时。
9.一种如权利要求1至4中任一项所述的清洗剂在清洗失活的SCR脱硝催化剂中的应用。
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