CN105148730A - 一种废弃蜂窝状scr脱硝催化剂再利用方法 - Google Patents

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张庆丽
刘江峰
徐辉
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Abstract

本发明涉及一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，属于烟气脱硝技术领域，所述方法包括如下步骤：预处理、破碎、混酸、氧化溶解、V2O5分离、载体分离。该技术方案通过将粉末状态的废弃脱硝催化剂通过硫酸溶解后在氢氟酸环境下氧化，再经过煅烧后分离出活性物质V2O5，随后再对催化剂中的载体及生产时的添加剂进行分离，操作完成后溶液呈中性，有效降低酸液处理成本，并且分离出的V2O5可以作为无机试剂原材料，分离出的催化剂载体及添加剂可以重新作为生产原料使用，具有有益的技术效果和显著的实用价值。

Description

一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法
技术领域
本发明涉及一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，属于烟气脱硝技术领域。
背景技术
烟气脱硝技术是控制氮氧化物排放的有效手段，其中以选择性催化还原法（SelectiveCatalyticReduction，SCR）脱硝效率高，反应过程无副产物、装置简单、运行可靠、维护方便等诸多优点得到国内外广泛应用。目前常用的商业SCR脱硝催化剂为钒钛系列，该催化剂载体为锐钛型TiO2，锐钛型TiO2在高温条件下会向金红石型转变，导致晶体的粒径增大，孔容与孔径减少，影响催化剂活性点位数量，从而降低催化活性，而且催化剂长期暴露在高温条件下，活性组分也会因为挥发而损失；另外，燃煤烟气中含有大量的粉尘、碱金属及其氧化物、SO2、O2等，会引起催化剂中毒。
催化剂作为SCR脱硝系统的核心，其性能好坏直接影响整体脱硝效果，催化剂运行24000小时后脱硝效率降低，需要全部更换。由于制造SCR脱硝催化剂成本高昂，蜂窝状SCR脱硝催化剂失活后若对其进行再生，则有效降低脱硝成本，目前工厂再生的方式有水洗再生、酸液处理再生。
其中水洗再生方法可以洗去催化剂表面部分毒害组分，但同时可能洗去部分利于催化剂的成分，水洗的效果取决于水洗的强度和催化剂本身的性质；酸液处理再生方法虽然可以明显恢复催化剂的活性，但是由于酸的腐蚀性会导致催化剂机械强度下降，实验发现经过酸洗后某些催化剂机械强度发生较大变化，其迎风面出现较严重破损，催化剂壁面从中心线处产生撕裂，并且水洗及酸液处理再生都会对环境造成二次污染。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种废弃蜂窝状脱硝催化剂用利用的方法，具体技术方案如下：
一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，所述方法包括如下步骤：预处理、破碎、混酸、氧化溶解、V2O5分离、载体分离。
作为上述技术方案的改进，所述预处理步骤为将废弃蜂窝状脱硝催化剂用高压喷枪祛除表面浮尘。
作为上述技术方案的改进，所述破碎步骤为将预处理后的脱硝催化剂粉碎成粒径小于2mm的粉末。
作为上述技术方案的改进，所述混酸步骤为将破碎后的催化剂在常温下用硫酸溶解1h～5h，硫酸浓度为0.05mol/L～0.5mol/L。
作为上述技术方案的改进，所述氧化溶解步骤为将混酸后的溶液及剩余固体放入加压釜内，按照混酸后溶液与氢氟酸的体积比2:1进行混合，氢氟酸浓度为0.05mol/L，密封后升温至120℃，通入纯氧反应6h～15h。
作为上述技术方案的改进，所述V2O5分离步骤为待氧化溶解结束后冷却，对溶液进行液固分离操作，分离出的固体用20%过氧化氢浸泡2h～8h后再将剩余固体滤出，在真空管式炉内煅烧10h～18h得到固态V2O5。
作为上述技术方案的改进，所述载体分离步骤为将V2O5分离步骤中液固分离后的液体加入18%氨水进行中和，将溶液放入旋转蒸发仪中，加热至淡黄色的固体全部析出，在100℃烘箱中干燥1h～4h，得到固态脱硝催化剂载体。
上述技术方案通过将粉末状态的废弃脱硝催化剂通过硫酸溶解后在氢氟酸环境下氧化，再经过煅烧后分离出活性物质V2O5，随后再对催化剂中的载体及生产时的添加剂进行分离，操作完成后溶液呈中性，有效降低酸液处理成本，并且分离出的V2O5可以作为无机试剂原材料，分离出的催化剂载体及添加剂可以重新作为生产原料使用，具有有益的技术效果和显著的实用价值。
具体实施方式
实施例一
步骤一，预处理，将废弃蜂窝状脱硝催化剂用高压喷枪祛除表面浮尘，该步骤的目的是去除废弃蜂窝状脱硝催化剂表面杂质；
步骤二，破碎，将预处理后的脱硝催化剂粉碎成粒径小于2mm的粉末，该步骤的目的对将固态催化剂粉碎至粉末状态，便于下一步骤充分混合；
步骤三，混酸，将破碎后的催化剂在常温下用硫酸溶解3h，硫酸浓度为0.1mol/L，该步骤的目的是将催化剂中的碱金属及其氧化物溶解；
步骤四，氧化溶解，将混酸后的溶液及剩余固体放入加压釜内，按照混酸后溶液与氢氟酸的体积比2:1进行混合，氢氟酸浓度为0.05mol/L，密封后升温至120℃，通入纯氧反应12h，该步骤的作用是将催化剂中难容性的物质进行溶解；
步骤五，V2O5分离，待氧化溶解结束后冷却，对溶液进行液固分离操作，分离出的固体用20%过氧化氢浸泡6h后再将剩余固体滤出，在真空管式炉内煅烧12h得到固态V2O5，该步骤的作用是分离处催化剂中的活性物质V2O5；
步骤六，载体分离，将V2O5分离步骤中液固分离后的液体加入18%氨水进行中和，将溶液放入旋转蒸发仪中，加热至淡黄色的固体全部析出，在100℃烘箱中干燥2h，得到固态脱硝催化剂载体，该步骤的作用是将催化剂生产过程中使用的载体和添加剂分离出来，重新作为生产原料使用。
实施例二
步骤一，预处理，将废弃蜂窝状脱硝催化剂用高压喷枪祛除表面浮尘；
步骤二，破碎，将预处理后的脱硝催化剂粉碎成粒径小于2mm的粉末；
步骤三，混酸，将破碎后的催化剂在常温下用硫酸溶解1h，硫酸浓度为0.05mol/L；
步骤四，氧化溶解，将混酸后的溶液及剩余固体放入加压釜内，按照混酸后溶液与氢氟酸的体积比2:1进行混合，氢氟酸浓度为0.05mol/L，密封后升温至120℃，通入纯氧反应6h；
步骤五，V2O5分离，待氧化溶解结束后冷却，对溶液进行液固分离操作，分离出的固体用20%过氧化氢浸泡2h后再将剩余固体滤出，在真空管式炉内煅烧10h得到固态V2O5；
步骤六，载体分离，将V2O5分离步骤中液固分离后的液体加入18%氨水进行中和，将溶液放入旋转蒸发仪中，加热至淡黄色的固体全部析出，在100℃烘箱中干燥1h，得到固态脱硝催化剂载体。
实施例三
步骤一，预处理，将废弃蜂窝状脱硝催化剂用高压喷枪祛除表面浮尘；
步骤二，破碎，将预处理后的脱硝催化剂粉碎成粒径小于2mm的粉末；
步骤三，混酸，将破碎后的催化剂在常温下用硫酸溶解5h，硫酸浓度为0.05mol/L；
步骤四，氧化溶解，将混酸后的溶液及剩余固体放入加压釜内，按照混酸后溶液与氢氟酸的体积比2:1进行混合，氢氟酸浓度为0.05mol/L，密封后升温至120℃，通入纯氧反应15h；
步骤五，V2O5分离，待氧化溶解结束后冷却，对溶液进行液固分离操作，分离出的固体用20%过氧化氢浸泡8h后再将剩余固体滤出，在真空管式炉内煅烧18h得到固态V2O5；
步骤六，载体分离，将V2O5分离步骤中液固分离后的液体加入18%氨水进行中和，将溶液放入旋转蒸发仪中，加热至淡黄色的固体全部析出，在100℃烘箱中干燥4h，得到固态脱硝催化剂载体。

Claims (7)

1.一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：预处理、破碎、混酸、氧化溶解、V2O5分离、载体分离。
2.如权利要求1所述的一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述预处理步骤为将废弃蜂窝状脱硝催化剂用高压喷枪祛除表面浮尘。
3.如权利要求1所述的一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述破碎步骤为将预处理后的脱硝催化剂粉碎成粒径小于2mm的粉末。
4.如权利要求1所述的一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述混酸步骤为将破碎后的催化剂在常温下用硫酸溶解1h～5h，硫酸浓度为0.05mol/L～0.5mol/L。
5.如权利要求1所述的一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述氧化溶解步骤为将混酸后的溶液及剩余固体放入加压釜内，按照混酸后溶液与氢氟酸的体积比2:1进行混合，氢氟酸浓度为0.05mol/L，密封后升温至120℃，通入纯氧反应6h～15h。
6.如权利要求1所述的一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述V2O5分离步骤为待氧化溶解结束后冷却，对溶液进行液固分离操作，分离出的固体用20%过氧化氢浸泡2h～8h后再将剩余固体滤出，在真空管式炉内煅烧10h～18h得到固态V2O5。
7.如权利要求1所述的一种废弃蜂窝状SCR脱硝催化剂再利用方法，其特征在于，所述载体分离步骤为将V2O5分离步骤中液固分离后的液体加入18%氨水进行中和，将溶液放入旋转蒸发仪中，加热至淡黄色的固体全部析出，在100℃烘箱中干燥1h～4h，得到固态脱硝催化剂载体。
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