CN211677774U - 一种废弃scr脱硝催化剂的综合利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，包括预处理系统、再生系统和回收系统，其中预处理系统包括吹扫室和水洗池，再生系统包括化学清洗槽、漂洗槽、再生槽、微波加热炉，回收系统包括干燥箱、破碎机、浸出装置、沉钒装置和沉钨装置。本实用新型提供的废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收装置，通过采用微波加热可有效改善再生催化剂的机械强度，并改善活性组分在催化剂表面分散的均匀度，提高再生催化剂的脱硝活性；同时钒、钨、钛元素的回收装置与再生系统相连，回收后资源直接用于再生，形成闭合回路循环经济，使废弃脱硝催化剂的资源得到综合回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂再生技术领域，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置。
背景技术
氮氧化物是燃煤电厂释放的主要大气污染源，随着我国电力行业快速发展，氮氧化物的释放量也越来越多，因此，国家在电力行业全面开展脱硝环保技术。
目前我国燃煤电厂绝大部分使用选择性催化还原法(SCR)进行干法烟气脱硝，用氨或其他还原剂选择性的将氮氧化物还原为无害的氮气和水，SCR催化剂主要有钒钨系、钒钼系和钒钨钼系；三者都以V2O5和TiO2作为催化活性主体，其中，钒钨系催化剂是以WO3作为助剂，钒钼系是以MoO3作为助剂，而钒钨钼系则是以WO3和MoO3作为共同的助剂。在选择性催化还原技术中，催化剂的投资是核心部分，催化剂的活性直接决定脱硝的效率。
但是，SCR催化剂的使用寿命有限，逾期需要及时更换，更换下来的废弃的催化剂分为可逆性失活催化剂和不可逆失活催化剂。前者可以通过反吹除灰、水洗、酸洗后补钒等措施进行再生，使催化剂脱硝率恢复到原来的90％以上而重新利用，费用为全部更换费用的20-30％；然而大量SCR脱硝催化剂不可再生或再生过程中被破损而需要废弃，其中，这部分催化剂中 TiO2含量为80％-90％，WO3含量为4％-6％，V2O5含量为0.4％-1.5％。由于钛和钨都具有较高的经济价值，因此寻求一种废弃SCR脱硝催化剂的综合回收利用方法，不仅能够减少污染，还能实现资源化，使废弃催化剂得到最大程度利用，具有较高的经济社会效益。
目前，废弃SCR脱硝催化剂的回收工艺主要分为干法和湿法两种。干法一般是利用加热炉将废弃SCR脱硝催化剂与还原剂以及助熔剂一起加热熔融，使金属组分经还原熔融成金属或者合金回收，而载体与助熔剂形成炉渣排出；但是，干法存在能耗高，而且在熔融过程中可能会释放二氧化硫气体的缺陷。湿法是用酸碱或其他溶剂溶解废弃SCR脱硝催化剂，然后经过除杂、纯化、分离、干燥等步骤处理后，得回收产品，因此，废弃SCR脱硝催化剂的回收工艺一般是采用湿法进行回收。
传统方法再生后的废弃SCR脱硝催化剂不利于多次再生，而且再生催化剂活性差；其次，不可再生废弃催化剂直接作为危废处置成本高且资源浪费，因此，对废弃SCR脱硝催化剂并未进行综合的回收利用。
发明内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中存在再生后的废弃SCR脱硝催化剂机械强度低，再生活性差，而且并未对废弃SCR脱硝催化剂进行综合回收利用的缺陷，从而提供一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置。
为此，本实用新型提供如下技术方案：
一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，包括：
预处理系统，用于废弃SCR脱硝催化剂的清灰处理，所述预处理系统包括吹扫室和水洗池；其中，所述吹扫室内设有高压气体吹扫设备，废弃催化剂在吹扫室内经气体吹扫去除表面或孔道内部灰尘，疏通堵塞孔道；所述水洗池为超声水洗池，利用超声设备强化水洗效果；
再生系统，用于可再生催化剂的再生处理，所述再生系统包括化学清洗槽、漂洗槽、再生槽和微波加热炉；
回收系统，用于不可再生催化剂的金属资源回收，所述回收系统包括干燥箱、破碎机、浸出装置、沉钒装置和沉钨装置。
其中，所述回收系统的浸出装置包括浸出反应器和固液分离器一；
所述回收系统的沉钒装置包括沉钒反应器和固液分离器二；
所述回收系统的沉钨装置包括沉钨反应器和固液分离器三；
进一步地，所述浸出反应器、沉钒反应器、沉钨反应器均设有加热和搅拌装置；
优选地，所述固液分离器一为板框式压滤机，所述固液分离器二和固液分离器三为离心机；
优选地，废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置还包括与浸出装置相连的钛回收装置，所述钛回收装置包括钛回收反应器、固液分离器四和煅烧炉。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
1.本实用新型提供一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，其中再生系统中采用微波加热可有效改善了再生催化剂的机械强度，有助于催化剂多次再生，解决了现有的再生SCR脱硝催化剂再生能力差，多次再生困难的问题。同时，由于微波加热的快速均匀，还可以使得催化剂表面沉积的活性组分在相变过程中产生更多的活性中心，改善活性组分在催化剂表面分散的均匀度，提高再生催化剂的脱硝活性，对废弃SCR脱硝催化剂回收利用充分。
2.本实用新型提供一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，其中回收系统浸出效果好，而且分离简单，金属回收率和纯度都很高，使得回收的二氧化钛、偏钒酸铵和钨酸不仅可以作为再生液中的原料循环利用，而且富余的产物可作为产品外售，提高了对废弃SCR脱硝催化剂资源的最大化利用。
3.本实用新型提供一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，对废弃 SCR脱硝催化剂进行吹扫清灰和超声水洗的预处理，其中，物理清灰能够将催化剂表面及孔道内粘附的粉尘进行吸收，除去表面的浮灰和物理沉积的杂质和灰尘；超声水洗利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用使污染物被分散、乳化、剥离，从而达到清洗目的；同时，超声波清洗可对失活催化剂孔道内进行深度清洁，不仅能将催化剂上剩余的粉煤灰清除干净，还能将孔道中的部分金属元素清洗出来；采用超声波清洗技术能够有效增大失活催化剂的比表面积；进而提高其再生的催化活性和回收金属的纯度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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是本实用新型中废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置的流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，包括：
预处理系统，用于废弃SCR脱硝催化剂的清灰处理，所述预处理系统包括吹扫室和水洗池；其中，所述吹扫室内设有高压气体吹扫设备，废弃催化剂在吹扫室内经气体吹扫去除表面或孔道内部灰尘，疏通堵塞孔道；所述水洗池为超声水洗池，利用超声设备强化水洗效果；
再生系统，用于可再生催化剂的再生处理，所述再生系统包括化学清洗槽、漂洗槽、再生槽和微波加热炉；
回收系统，用于不可再生催化剂的金属资源回收，所述回收系统包括干燥箱、破碎机、浸出装置、沉钒装置和沉钨装置。
其中，所述回收系统的浸出装置包括浸出反应器和固液分离器一；
所述回收系统的沉钒装置包括沉钒反应器和固液分离器二；
所述回收系统的沉钨装置包括沉钨反应器和固液分离器三；
进一步地，所述浸出反应器、沉钒反应器、沉钨反应器均设有加热和搅拌装置；
优选地，所述固液分离器一为板框式压滤机，所述固液分离器二和固液分离器三为离心机；
优选地，废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置还包括与浸出装置相连的钛回收装置，所述钛回收装置包括钛回收反应器、固液分离器四和煅烧炉。
废弃催化剂首先在吹扫室采用气体吹扫的方式分别对可逆失活和不可逆失活SCR脱硝催化剂表面进行物理清灰，然后在水洗池进行超声水洗进一步除杂。
具体操作步骤为：将超声水洗后的不可再生催化剂置于干燥箱中干燥后破碎，得催化剂粉末；催化剂粉末进入浸出装置反应后经固液分离得浸出渣和浸出液；浸出渣去钛回收装置制备二氧化钛，浸出液则依次进入沉钒装置和沉钨装置，分别得到钒钨产品；将超声水洗后的可再生催化剂依次送入化学清洗槽和漂洗槽清洗，然后进入再生槽再生浸渍，最后进入微波加热炉制备再生催化剂。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，其特征在于，包括：
预处理系统，用于废弃SCR脱硝催化剂的清灰处理，所述预处理系统包括吹扫室和水洗池；
再生系统，用于可再生催化剂的再生处理，所述再生系统包括化学清洗槽、漂洗槽、再生槽和微波加热炉；
回收系统，用于不可再生催化剂的金属资源回收，所述回收系统包括干燥箱、破碎机、浸出装置、沉钒装置和沉钨装置。
2.根据权利要求1中所述的一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，其特征在于：所述预处理系统，吹扫室设有高压气体吹扫设备，吹扫压力≥1Mpa，所述水洗池内设有超声水洗设备。
3.根据权利要求1中所述的一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，其特征在于：所述回收系统的浸出装置包括浸出反应器和固液分离器一；沉钒装置包括沉钒反应器和固液分离器二；沉钨装置包括沉钨反应器和固液分离器三；浸出反应器、沉钒反应器、沉钨反应器均设有加热和搅拌装置。
4.根据权利要求1中所述的一种废弃SCR脱硝催化剂的综合利用装置，其特征在于：还包括与回收系统中浸出装置相连的钛回收装置，所述钛回收装置包括钛回收反应器、固液分离器四和煅烧炉。
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2019
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