[发明专利]一种废SCR脱硝催化剂的回收处理方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废物处理领域，尤其涉及一种废SCR脱硝催化剂的回收处理方法。

背景技术

我国是煤炭资源消耗大国，煤炭的燃烧在为居民生活带来便利的同时，又会产生大量的氮氧化物（NO_x）和硫氧化物（SO₂）。这些氮氧化物和硫氧化物是大气污染的主要组成部分，一方面严重污染着空气环境，另一方面还会形成酸雨，给自然界的水资源带来巨大隐患。选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）是近年来兴起的一种较可靠且工艺简单的脱硝技术，它通常是以氨作为脱硝剂，在SCR催化剂的作用下，将氮氧化物催化还原为无污染作用的氮气。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，不同的是钒钨系催化剂是以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。SCR脱硝催化剂在使用过程中活性会有所降低，因此，必须对使用过一定时间后的催化剂进行再生活化。但是有的SCR催化剂经过反复活化使用后，其原有物理结构已被严重破坏，已很难再生处理，这些无法再生的催化剂即为废SCR催化剂。

2012年公布执行的《火电厂烟气脱硝工程技术规范—选择性催化还原法》中提到，对蜂窝式废SCR脱硝催化剂的处理方式为压碎填埋。但废SCR催化剂因含有V₂O₅、WO₃或MoO₃等有毒金属氧化物，属于危险固体废物，若按填埋方式处置SCR废催化剂，不仅会占据大量的土地资源，也会对环境污染带来风险，还将对电厂和工程公司造成经济负担。事实上，蜂窝式废SCR催化剂本身含有的WO₃、MoO₃、V₂O₅和TiO₂都是宝贵的资源，若能采取分离提纯的方式将其回收，不仅可产生新的利润增长点，还可达到烟气脱硝产业链中各种物质形成闭路循环的良好效果。

专利CN104192911A公开了一种回收废旧SCR脱硝催化剂中三氧化钨成分的方法。其是将废旧SCR脱硝催化剂充分粉碎至干粉状，高温焙烧后利用特定溶液在一定条件下溶解催化剂中的三氧化钨成分，使三氧化钨与催化剂中其它成分有效分离，收集上层含钨清液并将其蒸干，将得到的固体充分干燥，经高温焙烧后，完成对三氧化钨成分的回收。

专利 CN104195342A公开了一种回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法。其先在酸性溶液中利用还原剂将催化剂中的五价钒还原为更易溶的四价钒，然后用氧化剂再将酸性溶液中的四价钒氧化为五价钒，通过调节溶液的pH值，在一定条件下使五价钒充分水解而沉淀，收集沉淀经焙烧处理即可得到高纯度的五氧化二钒，五氧化二钒纯度为98%。

专利CN103130265A公开了一种从废旧SCR脱硝催化剂中回收钛白粉的方法。其先对废脱硝催化剂进行除尘、粉碎磨粉，然后加入浓硫酸将其酸解后得到硫酸氧钛浓溶液，再加水稀释；接着加入非离子型乳化剂作为絮凝剂，磺酸盐表面活性剂或聚羧酸盐表面活性剂作为助凝剂，接着加入水溶性甲基硅油；再泵入板框压滤机进行压滤，将滤液真空浓缩再加热至90℃-98℃并保持5.5小时使滤液水解；然后水解产物冷却至40℃，进行真空过滤使偏钛酸沉积出来；再用砂滤水和去离子水漂洗后，加入碳酸钾或磷酸得到偏钛酸滤饼；对滤饼烘干后在500-800℃下煅烧，接着粉碎、磨细得到二氧化钛成品。

专利CN104261415A公开了一种完全回收废弃SCR催化剂中二氧化硅的方法。将粉碎后的废弃SCR催化剂用3～4倍体积的水浸泡除杂，除杂后粉体用过量的浓度为60～80wt％的浓碱溶液浸出，采用过滤得到固体偏钛酸钠Na₂TiO₃，向滤液中加入硫酸，70～90℃下调节pH至11.5～12.5，静置0.5～1h,，过滤弃去滤饼；再向滤液中加入硫酸调至pH为9～10得到的滤饼为硅酸，硅酸滤饼于稀硫酸与草酸的混酸40～60℃加热搅拌1～2h，过滤，用去离子水洗涤滤饼，洗掉固体所含的酸根离子，经加热分解得到高纯度二氧化硅。