CN106512716A - 一种低温烟气scr脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：首先对焦炉烟气进行除尘，然后将除尘后的焦炉烟气与氨气‑空气混合气分别通入到脱硝反应器中在一定温度下在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸气随脱硝后的烟气排出脱硝反应器，反应后的废SCR催化剂粉碎研磨，与铝粉和氧化钙粉体在电弧炉内1520‑1580℃下反应，制得钛铝基金属间多元化合物。该方法操作简单，脱硝效率高，物、钒、钛有价金属回收率高，节约了成本。

Description

一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法
技术领域：
本发明涉及大气污染治理领域，具体的涉及一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法。
背景技术：
燃煤电厂在生产过程中产生大量的粉尘、SOx、NOx和有害金属元素等。目前，我国对于燃烧产生的NOx控制方法主要有燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制三类。燃烧前控制是指选用低氮燃料，但成本很高，工程应用较少。燃烧中控制是指改进燃烧方式和生产工艺，采用低NOx燃烧技术，降低炉内NOx生成量，该方法费用较低，但由于炉内低氮燃烧技术的局限性，使得NOx的控制效果不能令人满意。燃烧后控制是指在烟道尾部加装脱硝装置，将烟气中的NOx转变为无害的N2或有用的肥料。由于烟气脱硝的NOx脱除率高，运行简单，因此，探求技术上先进，经济上合理的烟气脱硝技术将成为我国控制NOx排放工作的重点。
烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)、非选择性催化还原法(NSCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、臭氧氧化吸收法、活性炭联合脱硫、脱硝法等。由于SCR法脱硝效率高达90％以上，运行可靠,是目前国内外应用最多且最为成熟的烟气脱硝技术之一。而对于SCR脱硝法，SCR催化剂的选择对于脱硝效率具有很大的影响。
V2O5-WO3-TiO2-SiO2是一种有效的SCR催化剂，其是以锐钛矿型TiO2为载体，V2O5为活性成分，WO3为助催剂的催化剂。锐钛矿型TiO2比表面积大非常有利于活性成分的负载；TiO2本身属于弱酸性或无酸性负载，具有丰富的L酸性中心；TiO2作为载体的催化剂具有一定的抗硫性。钛矿型TiO2，表面负载V2O5是催化剂的活性成分，呈弱酸性，能提供大量B酸和L酸中心，非常有利于NH3的吸附与活化；此外，V2O5与TiO2亲和性好，被负载后能均匀的分散在催化剂的表面，催化能力会得到一定程度的提升。WO3则是掺杂在催化剂中作助催剂，可强化催化剂的催化反应活性，抗硫性和热稳定性。其用烟气脱硝工艺中可有效提高脱硝效率，节约了成本，但是脱硝后处理中钒、钨、钛的高产率回收是一个比较难以解决的问题。
发明内容：
为解决上述技术问题，本发明提供了低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，该方法脱硝效率高，钨、钒、钛等有价金属回收率高，成本低。
为了更好的解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为200-400目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内反应，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，烟气中的NOx与氨气-空气混合气反应的温度为260-420℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，氨气-空气混合气中氨气与烟气中氮氧化物的摩尔比为(1-2)：1。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：(35-45)：(34-50)。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 80-85％，V2O5 1-5％，WO3 5-10％，SiO2 2-5％。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，电弧炉内反应的条件为：1520-1580℃下反应30-60min。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述钛铝基金属间多元合金的成分为：Ti(25-49)Al(0-1)V(0-3)W(0-2)Si。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用V2O5-WO3-TiO2-SiO2作为SCR催化剂，并合理控制脱硝工艺条件，大大提高了脱硝效率，且脱硝完成后，对脱硝后的催化剂进行钛钒钨有价金属进行回收，回收率高达88％以上，且过程简单，对设备要求低，工艺流程短，成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2，；氨气-空气混合气中的氨气与氮氧化物的摩尔比为1：1；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为200目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料，其中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：35：42，废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 82.14％，V2O5 1.5％，WO3 4.05％，SiO2 3.25％；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内1580℃下反应60min，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金，其成分为：Ti(25.20)Al(0.63)V(2.42)W(1.85)Si。
实施例2
一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2，；氨气-空气混合气中的氨气与氮氧化物的摩尔比为1：1；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为400目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料，其中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：45：40，废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 83.36％，V2O5 1.10％，WO3 5.3％，SiO2 4.16％；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内1560℃下反应45min，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金，其成分为：Ti(39.26)Al(0.47)V(0.27)W(1.76)Si。
实施例3
一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2，；氨气-空气混合气中的氨气与氮氧化物的摩尔比为2：1；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为300目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料，其中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：40：45，废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 83.36％，V2O5 1.10％，WO3 6％，SiO2 4.16％；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内1580℃下反应30min，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金，其成分为：Ti(43.5)Al(0.572)V(0.3)W(1.98)Si。
实施例4
一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2，；氨气-空气混合气中的氨气与氮氧化物的摩尔比为2：1；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为200-400目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料，其中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：40：45，废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 83.36％，V2O5 1.10％，WO3 5.3％，SiO2 4.16％；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内1570℃下反应50min，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金，其成分为：Ti(47.6)Al(0.69)V(2.33)W(1.2)Si。
实施例5
一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2，；氨气-空气混合气中的氨气与氮氧化物的摩尔比为(1-2)：1；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为200-400目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料，其中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：42：45，废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 83.36％，V2O5 1.10％，WO3 6％，SiO2 4.16％；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内1580℃下反应50min，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金，其成分为：Ti(44.6)Al(0.58)V(0.3)W(1.76)Si。

Claims (7)

1.一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气通入袋式除尘器进行除尘；
(2)将液氨储槽内的液氨送至蒸发槽，在蒸发槽内将液氨蒸发成氨气后，送入氨气稀释罐，用空气稀释所述氨气稀释罐内的氨气形成氨气-空气混合气；
(3)将上述除尘后的烟气和氨气-空气混合气分别通入到脱硝反应器中，对脱硝反应器中的SCR催化剂进行加热处理，烟气中的NOx与氨气-空气混合气在SCR催化剂的催化下反应，生成的氮气和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；其中，所述SCR催化剂为V2O5-WO3-TiO2-SiO2；
(4)将脱硝反应器中的废SCR催化剂取出，冷却至室温，粉碎研磨得到粒度为200目的粉状原料；
(5)将得到的废SCR催化剂粉体与粒度为200-400目的铝粉、氧化钙粉混合均匀，得到混合原料；
(6)将步骤(5)制得的混合原料在电弧炉内反应，反应结束后出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基金属间多元合金。
2.如权利要求1所述的一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于：步骤(3)中，烟气中的NOx与氨气-空气混合气反应的温度为260-420℃。
3.如权利要求1所述的一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于：步骤(3)中，氨气-空气混合气中氨气与烟气中氮氧化物的摩尔比为(1-2)：1。
4.如权利要求1所述的一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于：步骤(5)中，废SCR催化剂粉体、铝粉、氧化钙粉的质量比为50：(35-45)：(34-50)。
5.如权利要求1所述的一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述废SCR催化剂粉体的成分为：TiO2 80-85％，V2O5 1-5％，WO3 5-10％，SiO2 2-5％。
6.如权利要求1所述的一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于：步骤(6)中，电弧炉内反应的条件为：1520-1580℃下反应30-60min。
7.如权利要求1所述的一种低温烟气SCR脱硝并综合回收钨、钒、钛的方法，其特征在于：步骤(6)中，所述钛铝基金属间多元合金的成分为：Ti(25-49)Al(0-1)V(0-3)W(0-2)Si。
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