CN114308014A - 废旧scr脱硝催化剂的除铁方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法及应用,除铁方法包括:将废旧SCR脱硝催化剂置于氢氧化钠溶液中碱处理,过滤获得碱处理渣;将碱处理渣投入除铁液中,进行除铁反应,过滤,获得除铁滤液和除铁钛钨载体;其中,除铁液包括强质子酸和强还原剂,通过采用氢氧化钠溶液处理废旧SCR脱硝催化剂,调节孔道结构后,改善铁的暴露状态,再通过除铁液中的强质子酸和强还原剂两者协同与铁反应,使铁全部以二价铁离子状态浸出至除铁滤液中,对废旧SCR脱硝催化剂中不同种类的铁杂质均有高效脱除作用,除铁效率达90%以上。本申请的除铁方法简单,除铁助剂用量小,廉价易得,经济性好。
Description
技术领域
本申请涉及固废资源化利用技术领域,尤其涉及一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法及应用。
背景技术
在电厂、锅炉等配备的烟气脱硝净化装置中,使用的催化剂主要是中高温SCR脱硝催化剂,SCR脱硝催化剂中包含的TiO2为载体、V2O5为主要活性成份、WO3和MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。SCR脱硝催化剂在使用一段时间之后由于催化物质中毒失活(例如重金属等物质的附着导致活性成分失活)、机械结构损坏(例如孔道结构堵塞、坍塌等),将导致SCR脱硝催化剂无法再有效发挥其烟气净化功能。若直接丢弃SCR脱硝催化剂将造成有价资源的浪费,并且,吸附在废旧SCR脱硝催化剂内的Fe、As、Pb等物质会对环境造成严重危害,因此对废旧SCR脱硝催化剂进行回收利用,对于改善环境质量、提高资源利用效率、降低生产成本具有重要意义。
在回收废旧SCR脱硝催化剂时,需将吸附在废旧SCR脱硝催化剂内的杂质去除,以使回收后的物质能够得到有效利用。
发明内容
本申请提供一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法及应用,能够有效解决废旧SCR脱硝催化剂中的杂质难以去除的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,除铁方法包括:
将废旧SCR脱硝催化剂置于氢氧化钠溶液中碱处理,过滤获得碱处理滤液和碱处理渣;
将碱处理渣投入除铁液中,进行除铁反应,过滤,获得除铁滤液和除铁钛钨载体;
其中,除铁液包括强质子酸和强还原剂,强质子酸和强还原剂用于将碱处理渣中的三价铁还原为二价铁,并浸出至除铁滤液中。
废旧SCR脱硝催化剂的孔道中吸附的物质包括烟气,经检测,烟气中包括铁,例如Fe2O3、Fe3O4等,烟气中的铁随烟气深入SCR脱硝催化剂的孔道内,参与SO2/SO3的转化反应,由此生成CaSO4等物质,CaSO4等物质进一步加剧SCR脱硝催化剂孔道结构堵塞,催化剂中毒失活,进而导致铁难脱除。碱处理过程中,能够将附着于废旧SCR脱硝催化剂孔道内的杂质去除,获得孔道结构、比表面积得到改善的碱处理渣,使铁能够更多地暴露于碱处理渣内部,以便于后续处理将碱处理渣内的铁去除。经氢氧化钠改善孔道结构后,获得的碱处理渣内铁的附着点、附着力均降低,进一步便于提高后续除铁效率。
另外,本申请实施例中的氢氧化钠溶液为稀氢氧化钠溶液,当废旧SCR脱硝催化剂孔道内的铁为Fe2O3时,稀氢氧化钠溶液不与Fe2O3,经过滤后,Fe2O3留存于碱处理渣中。
除铁反应中,除铁液中的强质子酸提供酸性环境,并能够与铁反应,使铁浸出至溶液中,例如,当碱处理渣中的铁包括Fe2O3时,强质子酸与Fe2O3反应,使碱处理渣中的铁呈三价铁离子浸出至溶液中。强质子酸与Fe2O3的反应方程式如下:
6H++Fe2O3→2Fe3++3H2O
除铁液中的强还原剂将三价铁离子还原为二价铁离子,促进正向反应,进一步促进铁的浸出。并且,呈二价的铁离子不易沉淀,防止碱处理渣中存在的其他物质与三价铁离子生成沉淀,有效降低获得的除铁钛钨载体中的铁含量。
当然,本申请中,废旧SCR脱硝催化剂内的铁不局限于仅为三价铁,也可包括二价铁,碱处理过程中,改善孔道结构,能够将废旧SCR脱硝催化剂内部更多地铁暴露,以便后续与除铁液接触,使铁可更多地浸出至除铁滤液中。
在一些示例性的实施例中,碱处理过程中,氢氧化钠溶液浓度范围为2wt.%-10wt.%,例如,2wt.%、4wt.%、6wt.%、8wt.%或10wt.%等。优选地,氢氧化钠溶液浓度范围为5wt.%-10wt.%。
在一些示例性的实施例中,碱处理渣的比表面积范围为70 m2/g -90m2/g,在该比表面积范围内,可便于除铁液充分进入碱处理渣内部与铁反应,提高碱处理渣内部铁浸出至除铁滤液中的浸出效果。
采用浓度范围为2wt.%-10wt.%的氢氧化钠溶液,氢氧化钠能够与废旧SCR脱硝催化剂中的TiO2反应,生成Na2Ti3O7,改善废旧SCR脱硝催化剂内部的孔结构。TiO2与氢氧化钠的反应方程式如下:
3TiO2+2NaOH→Na2Ti3O7+H2O
进一步地,浓度范围为5wt.%-10wt.%的氢氧化钠溶液能够高效、充分地与TiO2反应,生成Na2Ti3O7,更好地改善废旧SCR脱硝催化剂内部的孔道结构,例如,比表面积为30m2/g-40m2/g的废旧SCR脱硝催化剂,经5wt.%-10wt.%氢氧化钠溶液碱处理后,可直接获得表面积为70m2/g-90m2/g的碱处理渣。
其中,碱处理过程中生成的Na2Ti3O7,进入除铁液中,能够与强质子酸反应生成偏钛酸,反应方程式如下:
Na2Ti3O7+H+→H2Ti3O7
偏钛酸(H2Ti3O7)不溶于水,留存于除铁钛钨载体中。偏钛酸经焙烧,生成锐钛型二氧化钛,可直接作为制备新的SCR脱硝催化剂的原料。
在一些示例性的实施例中,碱处理过程中,氢氧化钠溶液浓度与废旧SCR脱硝催化剂的液固比范围为3-6,例如,液固比为3、4、5或6等。
在一些示例性的实施例中,碱处理温度范围为150℃-250℃,例如碱处理温度为150℃、180℃、220℃、230℃或250℃等。碱处理时间范围为1h-3h,例如碱处理时间为1h、1.5h、2h、2.5h或3h等。碱处理过程中,在上述液固比、碱处理时间和碱处理温度条件下,能够使碱处理渣能够获得更优的比表面积。
在一些示例性的实施例中,将碱处理渣投入除铁液前,还包括采用去离子水清洗碱处理渣,去除碱处理渣中存在的氢氧化钠和可溶性物质,以降低后续除铁反应中的除铁液的用量。其中,碱处理过程中,废旧SCR脱硝催化剂中的钛、钨、钒等有价物质可也浸出至碱处理滤液中,去离子水清洗碱处理渣后获得清洗液与碱处理滤液合并,获得合并液,后续可对合并液中的有价物质进行分离回收。
在一些示例性的实施例中,强质子酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种。
在一些示例性的实施例中,强还原剂包括肼、三氯化钛、连二亚硫酸钠、甲醛次硫酸氢钠、硫脲、二氧化硫脲、甲脒亚磺酸、盐酸羟胺、抗坏血酸、异抗坏血酸中的至少一种,上述强还原剂能够充分将三价铁离子还原为二价铁离子。
在一些示例性的实施例中,除铁液中,强质子酸的浓度范围为1wt.%-10wt.%,例如,强质子酸的浓度为1wt.%、3wt.%、5wt.%、7wt.%或10wt.%等。强还原剂的浓度范围为0.1wt.%-5 wt.%,例如,强还原剂的浓度为0.1 wt.%、2 wt.%、3wt.%、4wt.%或5 wt.%等。控制除铁液中强质子酸和强还原剂的浓度在上述范围内,利于提高碱处理渣中铁的浸出速率。
在一些示例性的实施例中,除铁液与碱处理渣的液固比范围为3-6,例如,除铁液与碱处理渣的液固比为3、4、5或6等。
在一些示例性的实施例中,除铁反应的处理时间范围为1 h-6 h,例如,除铁反应的处理时间为1 h、2.5 h、3.5 h、4.5 h或6 h等。
在一些示例性的实施例中,除铁反应的处理温度范围为20℃-70℃,例如,除铁反应的处理温度为20℃、35℃、45℃、60℃或70℃等。
通过控制除铁反应过程中的液固比、处理时间以及处理温度满足上述要求,使除铁液能够与碱处理渣内部的铁充分接触,提高铁的脱除率。
在一些示例性的实施例中,在将废旧SCR脱硝催化剂进行碱处理前,还包括:对废旧SCR脱硝催化剂进行清灰处理,以及采用去离子水清洗废旧SCR脱硝催化剂,并将清洗后的废旧SCR脱硝催化剂研磨至预设粒径,筛分,获得粉末粉末状废旧SCR脱硝催化剂,粉末状废旧SCR脱硝催化剂预设粒径范围为100目-325目。经清灰、研磨后的废旧SCR脱硝催化剂,其内部孔隙能够有效暴露,使氢氧化钠能够进入废旧SCR脱硝催化剂内部,提高氢氧化钠与二氧化钛接触的效率,以便于改善废旧SCR脱硝催化剂内部孔隙。另外,经研磨后的废旧SCR脱硝催化剂粒径变小,比表面积变大,还便于后续除铁反应中与除铁液接触,有效提高除铁效率。
第二方面,本申请实施例提供一种废旧SCR脱硝催化剂的回收方法,包括:如上所述的废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法。
本申请对废旧SCR脱硝催化剂的形式不做限定,包括但不限于蜂窝式SCR脱硝催化剂或板式SCR脱硝催化剂等。
在一些示例性的实施例中,所述回收方法还包括:采用去离子水清洗除铁钛钨载体后,焙烧,使除铁钛钨载体中的Na2Ti3O7生成锐钛型二氧化钛,获得钛钨载体。
本申请实施例提供的废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,通过采用氢氧化钠溶液处理废旧SCR脱硝催化剂,调节孔道结构后,改善铁的暴露状态,再通过除铁液中的强质子酸和强还原剂两者协同与铁反应,使铁全部以二价铁离子状态浸出至除铁滤液中,对废旧SCR脱硝催化剂中不同种类的铁杂质均有高效脱除作用,除铁效率达90%以上。本申请的除铁方法简单,除铁助剂用量小,廉价易得,经济性好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种实施例中废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
如图1所示,为本申请实施例提供的废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法的流程图,下面结合具体实施例介绍本申请中的除铁方法。
实施例1
本实施例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,所述方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.378 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为45.36m2/g。
按照固液比4,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为10 wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在250℃条件下碱处理反应1h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为90.71m2/g。
配制除铁液,除铁液中强质子酸为硫酸,除铁液中硫酸浓度为5wt.%,除铁液中强还原剂为二氧化硫脲,除铁液中二氧化硫脲的浓度为1wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为5,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为90.72%。
实施例2
本实施例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,所述方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.326 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为39.70m2/g。
按照固液比4.5,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为5wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在200℃条件下碱处理反应3h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为72.51m2/g。
配制除铁液,除铁液中强质子酸为硫酸,除铁液中硫酸浓度为10wt.%,除铁液中强还原剂为甲醛次硫酸氢钠,除铁液中甲醛次硫酸氢钠的浓度为1wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为4,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为94.10%。
实施例3
本实施例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,所述方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.320 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为41.40m2/g。
按照固液比4.5,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为5wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在250℃条件下碱处理反应2h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为80.36m2/g。
配制除铁液,除铁液中强质子酸为盐酸,除铁液中盐酸浓度为5wt.%,除铁液中强还原剂为三氯化钛,除铁液中三氯化钛的浓度为0.5wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为4,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为92.35%。
实施例4
本实施例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,所述方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.361 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为46.80m2/g。
按照固液比4,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为10wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在150℃条件下碱处理反应3h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为91.30m2/g。
配制除铁液,除铁液中强质子酸为硝酸,除铁液中硝酸浓度为5wt.%,除铁液中强还原剂为盐酸羟胺,除铁液中盐酸羟胺的浓度为1wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为4,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为91.60%。
对比例1
本对比例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,与实施例1的区别为:未将废旧SCR脱硝催化剂置于氢氧化钠溶液中进行碱处理。
本实施例的除铁方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.378 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为45.36m2/g。
配制除铁液,除铁液中强质子酸为硫酸,除铁液中硫酸浓度为5wt.%,除铁液中强还原剂为二氧化硫脲,除铁液中二氧化硫脲的浓度为1wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为5,将粉末状废旧SCR脱硝催化剂投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为35.70%。
对比例2
本对比例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,与实施例2的区别为:在除铁反应过程中,除铁液中不包括强还原剂。
本实施例的除铁方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.326 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为39.70m2/g。
按照固液比4.5,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为5wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在200℃条件下碱处理反应3h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为72.51m2/g。
配制除铁液,除铁液中强质子酸为硫酸,除铁液中硫酸浓度为10wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为4,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为40.26%。
对比例3
本对比例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,与实施例3的区别为:在除铁反应过程中,除铁液中以草酸代替强还原剂。
本实施例的除铁方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.320 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为41.40m2/g。
按照固液比4.5,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为5wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在250℃条件下碱处理反应2h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为80.36m2/g。
配制除铁液,除铁液中包括盐酸和草酸,除铁液中盐酸浓度为5wt.%,除铁液中草酸的浓度为0.5wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为4,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为45.70%。
对比例4
本对比例提供了一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,与实施例4的区别为:在除铁反应过程中,除铁液中包括硝酸和络合剂EDTA,通过络合剂EDTA络合去除铁离子。
中以草酸代替强还原剂。
本实施例的除铁方法包括如下步骤:
检测得到废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量为0.361 wt.%。对废旧SCR脱硝催化剂进行吹扫、去离子水清洗、研磨、筛分,得到粒径范围为100目-325目的粉末状废旧SCR脱硝催化剂,且粉末状废旧SCR脱硝催化剂的比表面积为41.40m2/g。
按照固液比4.5,将筛分后的粉末状的废旧SCR脱硝催化剂倒入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液浓度为5wt.%,将粉末状的废旧SCR脱硝催化剂与氢氧化钠溶液混合均匀,在250℃条件下碱处理反应2h,冷却后过滤,采用去离子水清洗后,获得碱处理渣。碱处理渣的比表面积为80.36m2/g。
配制除铁液,除铁液中包括硝酸和络合剂EDTA,除铁液中硝酸浓度为5wt.%,除铁液中络合剂EDTA的浓度为1wt.%,余量为去离子水。
按照液固比(L/S)为4,将碱处理渣投入除铁液中,在50℃条件下处理3h,进行除铁反应,过滤,获得脱铁滤饼和除铁滤液,采用去离子水清洗脱铁滤饼,干燥,得到除铁钛钨载体。
检测清洗脱铁滤饼后的清洗液中的铁含量、除铁滤液中的铁含量,并根据之前测得的废旧SCR脱硝催化剂中的铁含量,得到本实施例的方法对废旧SCR脱硝催化剂中铁元素脱除率为39.60%。
本申请实施例1-4、对比例1-4中的实验结果见表1.
表1
钛钨载体 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
氢氧化浓度(wt.%) | 10 | 5 | 5 | 10 | / | 5 | 5 | 10 |
碱处理温度(℃) | 250 | 200 | 250 | 150 | / | 200 | 250 | 150 |
碱处理时间(h) | 1 | 3 | 2 | 3 | / | 3 | 2 | 3 |
质子酸 | 硫酸 | 硫酸 | 盐酸 | 硝酸 | 硫酸 | 硫酸 | 盐酸 | 硝酸 |
质子酸浓度(wt.%) | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 | 10 | 5 | 5 |
还原剂 | 二氧化硫脲 | 甲醛次硫酸氢钠 | 三氯化钛 | 盐酸羟胺 | 二氧化硫脲 | / | 草酸 | EDTA |
还原剂浓度(wt.%) | 1 | 1 | 0.5 | 1 | 1 | / | 0.5 | 1 |
废旧SCR脱硝催化剂的比表面积(m2/g) | 45.36 | 39.70 | 41.40 | 46.80 | 45.36 | 39.70 | 41.40 | 46.80 |
碱处理渣的比表面积(m2/g) | 90.71 | 72.51 | 80.36 | 91.30 | 90.71 | 72.51 | 80.36 | 91.30 |
废旧SCR脱硝催化剂中铁含量(wt.%) | 0.378 | 0.326 | 0.320 | 0.361 | 0.378 | 0.326 | 0.320 | 0.361 |
除铁钛钨载体中铁含量(wt.%) | 0.035 | 0.019 | 0.024 | 0.0303 | 0.243 | 0.195 | 0.174 | 0.218 |
铁元素脱除率(%) | 90.74 | 94.17 | 92.50 | 91.61 | 35.71 | 40.18 | 45.63 | 39.61 |
根据表1中的数据可以看出,相较于对比例1-4,本申请实施例1-4中的除铁方法,铁元素脱除率得到明显提升,说明本申请实施例例中的除铁方法能够有效脱除废旧SCR脱硝催化剂中的铁元素。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法,其特征在于,包括:
将废旧SCR脱硝催化剂置于氢氧化钠溶液中碱处理,过滤获得碱处理渣;
将所述碱处理渣投入除铁液中,进行除铁反应,过滤,获得除铁滤液和除铁钛钨载体;
其中,所述除铁液包括强质子酸和强还原剂,所述强质子酸和所述强还原剂用于将所述碱处理渣中的三价铁还原为二价铁,并浸出至所述除铁滤液中。
2.根据权利要求1所述的除铁方法,其特征在于,
所述强质子酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种;
所述强还原剂包括肼、三氯化钛、连二亚硫酸钠、甲醛次硫酸氢钠、硫脲、二氧化硫脲、甲脒亚磺酸、盐酸羟胺、抗坏血酸、异抗坏血酸中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的除铁方法,其特征在于,所述除铁液中,所述强质子酸的浓度范围为1-10wt.%,所述强还原剂浓度范围为0.1 wt.%-5 wt.%。
4.根据权利要求1所述的除铁方法,其特征在于,
所述除铁液与所述碱处理渣的液固比范围为3-6;
所述除铁反应的处理时间范围为1 h-6 h;
所述除铁反应的处理温度范围为20℃-70℃。
5.根据权利要求1所述的除铁方法,其特征在于,
所述碱处理中,所述氢氧化钠溶液浓度范围为2wt.%-10wt.%,所述碱处理温度范围为150℃-250℃,所述碱处理时间范围为1h-3h。
6.根据权利要求1所述的除铁方法,其特征在于,所述碱处理渣的比表面积范围为70m2/g -90m2/g。
7.根据权利要求1所述的除铁方法,其特征在于,将所述碱处理渣投入所述除铁液前,还包括采用去离子水清洗所述碱处理渣。
8.根据权利要求1所述的除铁方法,其特征在于,在将废旧SCR脱硝催化剂进行所述碱处理前,还包括:对所述废旧SCR脱硝催化剂进行清灰处理,以及采用去离子水清洗废旧SCR脱硝催化剂,并将清洗后的废旧SCR脱硝催化剂研磨至预设粒径,所述预设粒径范围为100目-325目。
9.一种废旧SCR脱硝催化剂的回收方法,其特征在于,包括:权利要求1-8中任一项所述的废旧SCR脱硝催化剂的除铁方法。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述回收方法还包括:
采用去离子水清洗除铁钛钨载体后,焙烧,获得钛钨载体。
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