CN107998854A - 一种增强scr脱硝催化剂脱汞能力的再生液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液，包括如下组分：占再生液2‑4wt‰的渗透促进剂，占再生液0.001‑1.5wt％的乳化剂，占再生液1‑3wt％的偏钒酸铵，占再生液6‑10wt％的偏钨酸铵，占再生液10‑12wt％的改性剂，其余为去离子水和酸，所述酸用于将所述再生液的PH值调节至5‑6。与现有再生液相比，本发明提供的再生液可使废旧SCR催化剂恢复脱硝活性的同时具备高效脱汞能力，脱硝性能可恢复到新鲜催化剂的95％‑105％，脱汞效果可达到85％‑90％，使用寿命可达到新鲜催化剂的96％。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硝催化剂再生技术领域，特别是涉及SCR脱硝协同脱汞技术。
背景技术
燃煤电厂烟气中粉尘、SO2、NOX和Hg是主要需控制的污染物，为了降低成本与占地面积，烟气中多污染物的协同脱除是烟气净化领域的研究热点。目前，利用烟气脱硝协同控制汞污染是协同脱汞技术发展方向之一。
选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术的工作原理是高温烟气中的氮氧化物在V2O5和WO3等活性组分的催化下被氨气还原为无污染的氮气。燃煤烟气中气态元素汞具有不溶于水，易挥发的性质，很难被现有污染物控制系统脱除。SCR脱硝催化剂对烟气中的汞具有一定的氧化作用，可将烟气中元素态汞部分氧化为气态氧化汞，气态氧化汞进而在除尘和湿法脱硫过程中被脱除，但现有SCR催化剂对元素汞的氧化能力普遍较弱，如何提高SCR催化剂对烟气中气态元素汞的氧化能力，是利用脱硝设施协同脱除汞的技术的核心内容。SCR催化剂是SCR脱硝工艺的核心，其成分、结构、寿命及相关参数直接影响到SCR系统的脱硝效率及运行可靠性。在烟气脱硝过程中，由于孔道堵塞、化学中毒和催化剂的机械破坏等原因，SCR催化剂会逐渐失去催化活性，其平均使用年限为3年。因活性下降而更换下来的催化剂由于含有V2O5、重金属及其它有害物质，必须回收利用。可逆性中毒的催化剂和活性降低的催化剂可以通过再生重新利用，对催化剂再生成本只有更换成本的30％-50％，而活性可以恢复到原来的90％-100％，甚至更高。现有脱硝催化剂再生技术往往只关注其脱硝性能的恢复，目前所使用的再生液只具备恢复废旧催化剂脱硝的能力，对汞的协同脱除效率不是其考虑的因素，使得再生后的催化剂协同脱汞能力有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使废旧SCR催化剂恢复脱硝活性的同时具备高效脱汞能力的再生液及其制备方法，以达到降低运行成本，保护环境的效果。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液，其特征在于，包括如下组分：占再生液2-4wt‰的渗透促进剂，占再生液0.001-1.5wt％的乳化剂，占再生液1-3wt％的偏钒酸铵，占再生液6-10wt％的偏钨酸铵，占再生液10-12wt％的改性剂，其余为去离子水和酸，所述酸用于将所述再生液的PH值调节至5-6。
进一步地，其中，所述渗透促进剂包括JFC和JFC-E，且JFC与JFC-E的体积比为1∶3。
更进一步地，其中，所述乳化剂为平平加0-20。
再进一步地，其中，所述改性剂为按10∶1体积比混合的硝酸锰和硝酸铈，且所述改性剂占再生液10wt％。
再更进一步地，其中，所述酸为乳酸或草酸，
此外，本发明还提供一种上述增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)、将所述渗透促进剂中的JFC和JFC-E按1∶3的体积比进行混合，充分搅拌，制成溶液A；
(2)、将步骤(1)得到的所述溶液A和所述乳化剂加入去离子水中，搅拌20-30分钟，得到溶液B；
(3)、将所述偏钒酸铵固体、偏钨酸铵固体和改性剂加入步骤(2)所述溶液B中，搅拌20-30分钟，得到溶液C；
(4)、向步骤(4)所述溶液C中加入所述酸调节pH值至5-6，搅拌5-10分钟，陈化1-3小时，得到最终的再生液。
最后，本发明还提供一种使用上述增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液处理SCR脱销催化剂的方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)、取失活的SCR脱销催化剂，用压力为0.5MPa的压缩空气对其进行物理清洗；其目的是吹扫附着在催化剂表面的浮尘等杂质；
(2)、经步骤(1)物理清洗后的催化剂用去离子水在超声波环境中水洗30-50分钟；优选为40分钟；
(3)、经步骤(2)水洗后的催化剂浸渍在乙醇质量分数为20％的扩孔剂中，在微波功率为700W条件下加热5-10分钟；其可改善催化剂的孔道结构，有利于活性成分和改性成分负载在催化剂表面；
(4)、经步骤(3)处理后的催化剂用高压水清洗，高压水喷淋口出水速度为10-20m/s，优选为15m/s，清洗20分钟；
(5)、经步骤(4)清洗后的催化剂在105℃干燥空气中干燥2-6小时；优选为4小时；
(6)、经步骤(5)干燥后的催化剂浸渍在所述再生液中，浸渍1-3小时；优选为2小时；
(7)、经步骤(6)浸渍后的催化剂在105℃干燥空气中干燥1-2小时；优选为2小时；
(8)、经步骤(7)干燥后的催化剂进行煅烧，煅烧温度为400-800℃，优选为400℃，煅烧时间为6-10小时，优选为8小时。
与现有的再生液相比，本发明的增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液具有如下技术效果：经过本发明处理的SCR催化剂，脱硝性能可恢复到新鲜催化剂的95％-105％，脱汞效果可达到85％-90％，使用寿命可达到新鲜催化剂的96％。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面对本发明的实施例进行详细说明。
催化剂脱硝效率测试方法：
将催化剂放入固定式反应床，床层温度为350℃，将模拟烟气(300ppmNH3，300ppmNO，4％O2，12％CO2，N2)，以60000h-1的空速通入反应床，用烟气分析仪分别测量反应床出口和入口的NO浓度，催化剂脱硝效率按如下公式计算：
脱硝效率＝【(C进口-C出口)/C进口】×100％。
催化剂脱汞效率测试方法：
将催化剂放入固定式反应床，床层温度为350℃，将模拟烟气(70μg/m-3HgO，4％O2，12％CO2，N2)，以6000h-1的空速通入反应床，用测汞仪分别测量反应床出口和入口的Hg0浓度，催化剂脱汞效率按如下公式计算：
脱汞效率＝【(C进口-C出口)/C进口】×100％
【实施例1】
1、取渗透促进剂JFC、JFC-1E的1∶3体积比混合液占总量的2wt‰，占总再生液1wt％的乳化剂平平加0-20，加入到去离子水中搅拌30分钟；加入偏钒酸铵占总量的2wt％，偏钨酸铵7wt％，改性剂10wt％，搅拌30分钟，使其混合均匀；用草酸调节混合液的pH值至5，再搅拌5分钟，之后陈化2小时，得到催化剂再生液。
2、取某厂失活的SCR催化剂，用0.5MPa的压缩空气进行吹扫；
3、将吹扫后的催化剂用去离子水浸泡在超声环境中水洗40分钟；之后将催化剂在700W微波条件下浸渍在20％的乙醇溶液中10分钟；之后催化剂用15m/s的高压水清洗20分钟；
4、清洗过后催化剂在105℃干燥空气中干燥4小时，之后浸渍在再生液中2小时；
5、浸渍后的催化剂在105℃干燥空气中干燥2小时，之后对催化剂在400℃下煅烧6小时，催化剂再生结束；
6、再生后的催化剂经脱硝效率和脱汞效率测试，脱硝效率达89％，脱汞效率达86％。
【实施例2】
1、取渗透促进剂JFC、JFC-E的1∶3混合液占总量的2.5wt‰，占总再生液1wt％的乳化剂平平加0-20，加入到去离子水中搅拌30分钟；加入偏钒酸铵占总量的2wt％，偏钨酸铵7wt％，改性剂12wt％，搅拌30分钟，使其混合均匀；用草酸调节混合液的pH值至5，再搅拌5分钟，之后陈化2小时，得到催化剂再生液。
2、取某厂失活的SCR催化剂，用0.5MPa的压缩空气进行吹扫；
3、将吹扫后的催化剂用去离子水浸泡在超声环境中水洗40分钟；之后将催化剂在700W微波条件下浸渍在20％的乙醇溶液中10分钟；之后催化剂用15m/s的高压水清洗20分钟；
4、清洗过后催化剂在105℃干燥空气中干燥4小时，之后浸渍在再生液中2小时；
5、浸渍后的催化剂在105℃干燥空气中干燥2小时，之后对催化剂在400℃下煅烧6小时，催化剂再生结束；
6、再生后的催化剂经脱硝效率和脱汞效率测试，脱硝效率达90％，脱汞效率达90％。
【实施例3】
1、取渗透促进剂JFC、JFC-E的1∶3混合液占总量的2.5wt‰，占总再生液1wt％的乳化剂平平加0-20，加入到去离子水中搅拌30分钟；加入偏钒酸铵占总量的3wt％，偏钨酸铵10wt％，改性剂10wt％，搅拌30分钟，使其混合均匀；用草酸调节混合液的pH值至5，再搅拌5分钟，之后陈化2小时，得到催化剂再生液。
2、取某厂失活的SCR催化剂，用0.5MPa的压缩空气进行吹扫；
3、将吹扫后的催化剂用去离子水浸泡在超声环境中水洗40分钟；之后将催化剂在700W微波条件下浸渍在20％的乙醇溶液中10分钟；之后催化剂用15m/s的高压水清洗20分钟；
4、清洗过后催化剂在105℃干燥空气中干燥4小时，之后浸渍在再生液中2小时；
5、浸渍后的催化剂在105℃干燥空气中干燥2小时，之后对催化剂在400℃下煅烧6小时，催化剂再生结束；
6、再生后的催化剂经脱硝效率和脱汞效率测试，脱硝效率达93％，脱汞效率达85％。
【实施例4】
1、取渗透促进剂JFC、JFC-E的1∶3混合液占总量的2.5wt‰，占总再生液1wt％的乳化剂平平加0-20，加入到去离子水中搅拌30分钟；加入偏钒酸铵占总量的3wt％，偏钨酸铵10wt％，改性剂12wt％，搅拌30分钟，使其混合均匀；用草酸调节混合液的pH值至5，再搅拌5分钟，之后陈化2小时，得到催化剂再生液。
2、取某厂失活的SCR催化剂，用0.5MPa的压缩空气进行吹扫；
3、将吹扫后的催化剂用去离子水浸泡在超声环境中水洗40分钟；之后将催化剂在700W微波条件下浸渍在20％的乙醇溶液中10分钟；之后催化剂用15m/s的高压水清洗20分钟；
4、清洗过后催化剂在105℃干燥空气中干燥4小时，之后浸渍在再生液中2小时；
5、浸渍后的催化剂在105℃干燥空气中干燥2小时，之后对催化剂在400℃下煅烧6小时，催化剂再生结束；
6、再生后的催化剂经脱硝效率和脱汞效率测试，脱硝效率达93％，脱汞效率达88％。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液，其特征在于，包括如下组分：占再生液2-4wt‰的渗透促进剂，占再生液0.001-1.5wt％的乳化剂，占再生液1-3wt％的偏钒酸铵，占再生液6-10wt％的偏钨酸铵，占再生液10-12wt％的改性剂，其余为去离子水和酸，所述酸用于将所述再生液的PH值调节至5-6。
2.如权利要求1所述的增强SCR脱销催化剂脱汞能力的再生液，其特征在于，所述渗透促进剂包括JFC和JFC-E，且JFC与JFC-E的体积比为1∶3。
3.如权利要求2所述的增强SCR脱销催化剂脱汞能力的再生液，其特征在于，所述乳化剂为平平加0-20。
4.如权利要求3所述的增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液，其特征在于，所述改性剂为按10∶1体积比混合的硝酸锰和硝酸铈，且所述改性剂占再生液10wt％。
5.如权利要求4所述的增强SCR脱销催化剂脱汞能力的再生液，其特征在于，所述酸为乳酸或草酸。
6.一种权利要求5所述的增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)、将所述渗透促进剂中的JFC和JFC-E按1∶3的体积比进行混合，充分搅拌，制成溶液A；
(2)、将步骤(1)得到的所述溶液A和所述乳化剂加入去离子水中，搅拌20-30分钟，得到溶液B；
(3)、将所述偏钒酸铵固体、偏钨酸铵固体和改性剂加入步骤(2)所述溶液B中，搅拌20-30分钟，得到溶液C；
(4)、向步骤(4)所述溶液C中加入所述酸调节pH值至5-6，搅拌5-10分钟，陈化1-3小时，得到最终的再生液。
7.一种使用权利要求5所述的增强SCR脱硝催化剂脱汞能力的再生液处理SCR脱销催化剂的方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)、取失活的SCR脱销催化剂，用压力为0.5MPa的压缩空气对其进行物理清洗；
(2)、经步骤(1)物理清洗后的催化剂用去离子水在超声波环境中水洗30-50分钟；
(3)、经步骤(2)水洗后的催化剂浸渍在乙醇质量分数为20％的扩孔剂中，在微波功率为700W条件下加热5-10分钟；
(4)、经步骤(3)处理后的催化剂用高压水清洗，高压水喷淋口出水速度为10-20m/s，清洗20分钟；
(5)、经步骤(4)清洗后的催化剂在105℃干燥空气中干燥2-6小时；
(6)、经步骤(5)干燥后的催化剂浸渍在所述再生液中，浸渍1-3小时；
(7)、经步骤(6)浸渍后的催化剂在105℃干燥空气中干燥1-2小时；
(8)、经步骤(7)干燥后的催化剂进行煅烧，煅烧温度为400-800℃，煅烧时间为6-10小时。
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