[发明专利]一种SCR脱硝催化剂的再生方法及用于SCR脱硝催化剂再生液的混合物

说明书

技术领域

本发明涉及电力环保技术领域，具体涉及一种蜂窝型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的再生方法及用于SCR脱硝催化剂再生液的混合物。

背景技术

燃煤电站的氮氧化物(NOx)排放控制是国家“十二五”期间节能环保领域的重点工作，最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对NOx排放浓度更是制定了世界范围内最为严格的控制标准(100mg/m³)。随着这些国家政策的出台，如何有效控制NOx的排放已成为当前电力环保领域中亟待解决的重要课题之一。

目前，燃煤电站的烟气脱硝(DeNOx)主要采用选择性催化还原(SCR)技术。该技术以氨气为还原剂，借助SCR催化剂，将烟气中的NOx还原成无毒害的N₂和H₂O，从而达到控制NOx排放的目的。SCR催化剂是SCR烟气脱硝系统的核心，其性能直接影响脱硝效率和脱硝成本。典型的商用SCR催化剂是以TiO₂为载体，V₂O₅-WO₃或V₂O₅-MoO₃为活性物质的蜂窝型催化剂。该种催化剂脱硝效率高，技术成熟可靠，得到广泛应用。

但是，由于该催化剂长期处于高温高尘的工作环境中，易烧结并形成微孔赌塞；烟气中的碱(土)金属也极易与催化剂表面的酸性位作用，从而降低催化剂表面的酸位数；这些均可导致催化剂脱硝活性降低即催化剂中毒，使用寿命缩短，例如V₂O₅-WO₃/TiO₂型SCR催化剂的使用寿命通常只有3～4年。由于SCR催化剂初期投资大，约占整个脱硝系统总投资的30～50％，当催化剂中毒后，若用新催化剂替换会导致脱硝成本大幅度增加；而若采用适当的技术对催化剂进行活性再生，则可有效降低脱硝成本；据测算，对一个典型的600兆瓦机组，若采用催化剂再生技术处理中毒催化剂，每年可节省100～300万人民币。因此，研究高效低成本的SCR催化剂再生技术显得尤为必要与重要。

常见的SCR催化剂再生思路是：首先用压缩空气吹扫掉催化剂上的灰尘，然后用硫酸液浸渍除去催化剂上的碱(土)金属盐并恢复酸位，最后用活性物质前驱体(通常为偏钒酸铵和偏钨酸铵)溶液浸泡催化剂以补充流失的活性物质。虽然上述再生思路可有效恢复中毒催化剂的脱硝活性，但也存在如下问题：(1)硫酸浸渍可有效除去催化剂表面的K⁺和Na⁺，但对碱土金属离子如Mg²⁺、Ca²⁺等的去除效果并不理想；同时，酸液能溶解V₂O₅和WO₃，可导致催化剂活性物质流失，而且酸液浓度越大，酸洗后催化剂中活性物质流失越严重，这在文献(Jung Bin Lee，Seong Keun Kim，Dong Wha Kim，et al.Korean J.Chem.Eng.，2012，29(2)：270～276)和专利US7592283中均有证实；(2)活性物质前驱体偏钨酸铵价格较高，是影响SCR催化剂生产成本的主要因素，因此，补充活性物质可显著增加催化剂的再生成本，同时也增加了再生工艺操作的复杂性。总之，上述问题导致现有SCR催化剂再生技术存在再生性能有待提高，再生成本较高等潜在问题，不利于工程化应用。

发明内容

针对现有SCR催化剂再生技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种SCR催化剂的再生方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)清洗：用清洁干燥压缩空气吹扫中毒SCR催化剂，除去催化剂表面的积灰；将吹扫后的催化剂浸没于去离子水中超声波预处理10分钟，去除微细孔隙中的积尘，然后用喷雾水枪冲洗干净。

(2)浸渍：将步骤(1)处理后的催化剂置入由强酸、铵盐、螯合剂和去离子水组成的再生液中，在常温常压下浸渍2小时以上；

(3)干燥焙烧：将步骤(2)处理后的催化剂在温升速率按如下升温制度进行干燥和焙烧，包括：以小于或等于3℃/分钟的升温速率，从室温加热到150℃并保持，该部分总时长为2小时；以小于或等于3℃/分钟的升温速率，从150℃加热到400℃并保持，该部分总时长为4小时。