CN109092328A - 一种scr脱硝废催化剂回收利用的方法 - Google Patents

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Abstract

一种SCR脱硝废催化剂回收利用的方法，包括以下步骤：对该废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗；将废催化剂与盐酸溶液加入在超声波容器内，由超声波清洗后浸出；浸出液中加入氯化钾，再用氢氧化钠溶液调节pH值，得到偏钒酸盐溶液，然后加入与氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；将偏钒酸铵、偏钨酸铵、渗透促进剂、助溶剂、去离子水混合，并用盐酸调节pH值，获得再生浸渍液；废催化剂放入再生浸渍液中进行浸渍；将浸渍后的废催化剂干燥；将干燥后的废催化剂进行煅烧获得再生催化剂。本发明采用的水洗、超声波酸洗、浸渍再生工艺，具有工艺简单、成本低、清洗效果好、易于实现工业化等优点。

Description

一种SCR脱硝废催化剂回收利用的方法
技术领域
本发明涉及废弃催化剂再生回收技术，具体是一种SCR脱硝废催化剂回收利用的方法。
背景技术
SCR（selective catalytic reduction）脱硝技术是目前世界上应用最多、最为成熟的脱硝工艺。由于其脱硝效率高、适应性强、可靠性高等特点得到广泛应用。而SCR脱硝系统中核心部分是催化剂，在运行过程中由于中毒、烧结、老化、磨损、堵塞等原因会造成脱硝催化剂失效，虽然催化剂可以通过再生恢复活性，但再生不是无限次的。随着SCR工艺的广泛应用，催化剂的用量也成倍增长，废弃催化剂也越来越多。
目前，市场销售的SCR脱硝催化剂机械寿命约为9年，化学寿命约为3年。达到化学寿命后直接丢弃容易造成对环境污染，且造成资源浪费。SCR废弃催化剂本身是具有很高的可再利用价值的资源，因此研究和开发一种废弃SCR脱硝催化剂的资源化回收利用方法，对于节约资源，减少固体废物的产生具有明显的经济效益和社会效益。
现有一些SCR脱硝废催化剂回收利用的方法，这些方法虽然能够对SCR脱硝废催化剂实现回收利用，但分别存在以下不足：需要消耗大量的酸，而且分离效果差、产品收率低；会放出有毒气体，如SO2气体等；处理工艺相对繁琐，工业化成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SCR脱硝废催化剂回收利用的方法，该方法利于废催化剂恢复孔结构、使其再生后活性高，且可将废催化剂中五氧化二钒再生利用。
为实现上述目的，本发明提供的SCR脱硝废催化剂回收利用的方法，包括以下步骤：
（1）对该废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为5-15%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至35-60℃，由超声波清洗后浸出；
（3）向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为0.5-2.0%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，再用浓度为2%的 氢氧化钠溶液调节pH值到7-8，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为0.5-3.0%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵0.5-2%、偏钨酸铵0.1-0.5%、渗透促进剂0.5-2.5%、助溶剂0.5-2%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为5-7，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为1.0-5.0h；
（6）将浸渍后的废催化剂进行干燥，干燥温度105-120℃恒温，干燥时间为1.5-4.0h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为350-500℃，煅烧时间为2-6h，获得再生催化剂。
进一步地，上述方案的步骤1中，所述的压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次0.5-1h。
进一步地，上述方案的步骤2中，在超声波容器中清洗的时间为0.5-2.0h。
进一步地，上述方案中，所述的渗透促进剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠中，或两者的混合。
进一步地，上述方案中，所述的助溶剂为草酸或柠檬酸，或两种的组合。
本发明采用的水洗、超声波酸洗、浸渍再生工艺，具有工艺简单、成本低、清洗效果好、易于实现工业化等优点，本发明即节约了资源，同时解决了催化剂产生的固废问题。
具体实施方式
以下通过几个实施例对发明作进一步说明。
实施例1：
（1）对SCR废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质，压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次0.5h。；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为5%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至35℃，由超声波清洗2.0h后浸出；
（3） 向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为2.0%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，用浓度为2%的氢氧化钠溶液调节pH值到7，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为1.5%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵1%、偏钨酸铵0.1%、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2%、草酸2%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为5，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为2.0h；
（6）将浸渍后的废催化剂由热风干燥箱进行干燥，干燥温度120℃恒温，干燥时间为2.0h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为450℃，煅烧时间为5h，获得再生催化剂。
实施例2：
（1）对SCR废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质，压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次0.7h。；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为10%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至40℃，由超声波清洗1.5h后浸出；
（3） 向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为1.5%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，用浓度为2%的氢氧化钠溶液调节pH值到8，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为2.5%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵0.5%、偏钨酸铵0.3%、十二烷基苯磺酸钠1.2%、柠檬酸2%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为6，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为1.0h；
（6）将浸渍后的废催化剂由热风干燥箱进行干燥，干燥温度110℃恒温，干燥时间为3.0h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为4h，获得再生催化剂。
实施例3：
（1）对SCR废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质，压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次0.8h。；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为10%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至50℃，由超声波清洗1.8h后浸出；
（3） 向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为1.8%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，用浓度为2%的氢氧化钠溶液调节pH值到7，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为3.0%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵2.0%、偏钨酸铵0.4%、十二烷基苯磺酸钠2.0%、柠檬酸1.5%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为7，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为3.0h；
（6）将浸渍后的废催化剂由热风干燥箱进行干燥，干燥温度105℃恒温，干燥时间为3.5h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为450℃，煅烧时间为3h，获得再生催化剂。
实施例4：
（1）对SCR废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质，压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次0.9h。；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为12%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至55℃，由超声波清洗1.9h后浸出；
（3） 向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为0.6%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，用浓度为2%的氢氧化钠溶液调节pH值到7，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为0.8%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵1.2%、偏钨酸铵0.3%、脂肪醇聚氧乙烯醚2.0%、草酸1.5%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为7，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为4.0h；
（6）将浸渍后的废催化剂由热风干燥箱进行干燥，干燥温度115℃恒温，干燥时间为2.5h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为2h，获得再生催化剂。
实施例5：
（1）对SCR废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质，压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次1.0h。；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为15%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至60℃，由超声波清洗2.0h后浸出；
（3） 向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为1.2%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，用浓度为2%的氢氧化钠溶液调节pH值到8，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为2.8%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵2.0%、偏钨酸铵0.4%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.6%、草酸0.8%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为6，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为4.5h；
（6）将浸渍后的废催化剂由热风干燥箱进行干燥，干燥温度120℃恒温，干燥时间为1.5h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为360℃，煅烧时间为5.5h，获得再生催化剂。
由以上各实施例获得的再生催化剂的物理性质与原废弃催化剂比较如下表:
由上表可见，本发明提供的方法利于催化剂恢复孔结构，所获得的再生催化剂再生活性高。

Claims (5)

1.一种SCR脱硝废催化剂回收利用的方法，包括以下步骤：
（1）对该废催化剂用压缩空气吹洗后再用去离子水清洗，去除吸附在废催化剂表面的重金属、飞灰、可溶性物质；
（2）将步骤1获得的废催化剂与浓度为5-15%的盐酸溶液按照体积比1:2加入在超声波容器内，使废催化剂浸没在盐酸溶液中，升温至35-60℃，由超声波清洗后浸出；
（3）向步骤2获得的浸出液中加入与其质量百分比为0.5-2.0%的氯化钾，将浸出液中的四价钒氧化成五价钒，再用浓度为2%的 氢氧化钠溶液调节pH值到7-8，得到偏钒酸盐溶液，然后向偏钒酸盐溶液中加入与其质量百分比为0.5-3.0%的氯化铵，得到偏钒酸铵溶液，将偏钒酸铵溶液沉淀、洗涤、过滤得到偏钒酸铵；
（4）按质量百分比将步骤3获得的偏钒酸铵0.5-2%、偏钨酸铵0.1-0.5%、渗透促进剂0.5-2.5%、助溶剂0.5-2%、去离子水余量混合，并用浓度1%的盐酸调节pH值为5-7，获得再生浸渍液；
（5）将步骤2获得的废催化剂放入步骤4获得的再生浸渍液中进行浸渍，废催化剂与再生浸渍液的体积比1:2，浸渍时间为1.0-5.0h；
（6）将浸渍后的废催化剂进行干燥，干燥温度105-120℃恒温，干燥时间为1.5-4.0h；
（7）将干燥后的废催化剂进行煅烧，煅烧温度为350-500℃，煅烧时间为2-6h，获得再生催化剂。
2.如权利要求1所述的一种废弃SCR脱硝催化剂资源化回收利用方法，其特征在于：步骤1中，所述的压缩空气吹洗和去离子水清洗分别为3次，吹洗和清洗交叉进行，每次0.5-1h。
3.如权利要求1所述的一种废弃SCR脱硝催化剂资源化回收利用方法，其特征在于：步骤2中，在超声波容器中清洗的时间为0.5-2.0h。
4.如权利要求1所述的一种废弃SCR脱硝催化剂资源化回收利用方法，其特征在于：所述的渗透促进剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠中，或两者的混合。
5.如权利要求1所述的一种废弃SCR脱硝催化剂资源化回收利用方法，其特征在于：所述的助溶剂为草酸或柠檬酸，或两种的组合。
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