[发明专利]用于废弃SCR催化剂活性组分回收的分离装置及其分离方法

说明书

本发明涉及分离装置技术领域，公开了用于废弃SCR催化剂活性组分回收的分离装置及其分离方法，包括交前液处理系统、分离柱系统、第一结晶系统，交前液处理系统包括pH调节槽(1)和与pH调节槽(1)连接的第一泵(2)，分离柱系统包括第一高位槽(3)、第一洗脱液储槽(4)、第一离子交换柱(5)、第一洗脱液收集槽和第一分离液收集槽，第一泵(2)和第一高位槽(3)连接，第一结晶系统包括第一结晶槽(15)和循环管路。本发明分离度高、产品纯度好，利用离子交换柱对活性组分交换能力的不同，同时实时监测分离液的状态，可保证活性组分的完全分离，活性组分损失率低，废液产生量小且易于处理。

技术领域

本发明涉及分离装置技术领域，尤其涉及一种用于废弃SCR催化剂活性组分回收的分离装置及其分离方法。

背景技术

选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是目前燃煤电厂控制氮氧化物(NOx)排放的主流技术。作为一种燃烧后控制NOx的方法，SCR技术以其脱硝率高，选择性好，技术成熟可靠等优点，在世界各地的燃煤电厂发电机组中得到广泛的应用。整个SCR脱硝系统的核心为催化剂，火电行业在运行的催化剂一般为温度窗口为300～400℃、成分为V₂O₅-WO₃/TiO₂、V₂O₅-MoO₃/TiO₂的氧化物型催化剂。由于燃煤飞灰中重金属、碱性氧化物造成的化学中毒、飞灰的物理冲刷以及机组负荷不同造成的高温烧结等原因，通常该催化剂使用3～5年脱硝效率就满足不了设计要求。

SCR催化剂失活后即需要对其进行更换，更换下来的废旧催化剂按失活类型一般分两种。一种是理化性质得到不可逆破坏导致的失活，一种是孔道结构等物理性质没有得到破坏，催化剂活性位抑制导致的失活。前者一般作为废弃物进行处理，而后者可通过一定再生手段处理后重新投入使用。但是由于循环使用飞灰的持续破坏和目前主流浸渍再生技术对强度的影响，决定催化剂不是可无限制再生下去的，所有的SCR脱硝催化剂最终均将废弃。按照《“十三五”循环经济行业投资分析报告》的预测，至2020年底我国每年平均产出约200,000m3的废弃催化剂，如此大体量危险废物的产生既造成贵重金属资源的浪费，同时也给环境带来巨大的负担。

若能够建立一种废弃SCR催化剂活性组分的回收方法，不仅能够完成整个SCR催化剂行业的良性循环，而且能带来巨大的环境和经济效益。目前已有的回收工艺一般是将废弃催化剂除灰经粉碎研磨以后，采用高温碱浸、酸浸、混合碱煅烧水浸等一种或多种混合工艺，将钛与活性组分钒钨或钒钼分离。以专利CN104772318A、CN104726713A两个专利为例，第一个专利以草酸提取钒，分离后再以碱液提取钨，最后固液分离钛，该提取路线虽然简单但是由于草酸提取杂质带入较多，同时碱提钨也会造成硅、铝等大量杂质的进入，因此该专利获得的钒钨钛回收产品纯度极差。而第二个专利首先以碱液提取分离钛和钒钨，而后以加入铵盐的形式利用溶解度不同来分离钒钨，这种化学沉淀方法同样存在分离效果差、产品纯度低、再利用困难等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中产品纯度差、循环利用效果不好，活性组分损失率高而产生的废液又不利于处理的缺点，提供了一种产品纯度优良、循环利用效果好，活性组分损失率低而产生的废液又利于处理的用于废弃SCR催化剂活性组分回收的分离装置及其分离方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

用于废弃SCR催化剂活性组分回收的分离装置，包括交前液处理系统、分离柱系统、第一结晶系统，交前液处理系统包括pH调节槽和与pH调节槽连接的第一泵，分离柱系统包括第一高位槽、第一洗脱液储槽、第一离子交换柱、第一洗脱液收集槽和第一分离液收集槽，第一泵和第一高位槽连接，第一结晶系统包括第一结晶槽和循环管路。