[发明专利]利用再生补活液进行钒钛系SCR脱硝催化剂再生的方法

说明书

本发明公开了一种利用再生补活液进行钒钛系SCR脱硝催化剂再生的方法，包括失活催化剂初步处理、超声水洗、酸洗、新型再生补活液制备、新型再生补活液浸渍、微波煅烧处理等步骤；以橡碗栲胶水溶液与钒的络合产物为新型再生补活液，通过有机物在催化剂表面的均匀吸附和络合离子的稳定作用，使钒在催化剂表面形成均匀的负载层，提高了失活催化剂再生的生产效率和活性组分在催化剂表面负载量；络合有机物能够通过微波煅烧的方法简单地去除，易于实现，不影响再生催化剂的后续使用；本发明有效避免了钒在溶液中和在催化剂表面的团聚，提高了钒的利用率，降低了再生所需钒的用量，从而降低了整体再生成本。

技术领域

本发明涉及SCR脱硝催化剂再生领域，特别是涉及一种利用再生补活液进行钒钛系SCR脱硝催化剂再生的方法。

背景技术

氮氧化物是世界上公认的主要大气污染物之一，它破坏臭氧层，形成光化学烟雾，影响生态环境，危及人类健康。火电厂是氮氧化物排放的主要排放源，自2012年1月1日开始施行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)对火电厂氮氧化物的排放提出更为严格的要求，这是目前世界上最严格的NOx排放标准。SCR烟气脱硝技术脱硝率90％以上，技术成熟，SCR烟气脱硝装置大规模应用于火电厂脱硝。

催化剂是SCR烟气脱硝技术的核心，催化剂的性能直接影响氮氧化物脱除效果，目前V₂O₅/TiO₂基催化剂是广泛应用于SCR过程的商业催化剂。高比表面积(BET 70～100m²/g)的锐钛矿TiO₂作为催化剂的载体。V₂O₅代表催化剂的活性组分。由于火电厂对SCR脱硝装置采取高尘布置，将反应器布置在省煤器和空气预热器之间，该区域的烟气携带有大量的飞灰。因此，在SCR系统运行的过程中，催化剂不可避免地因为各种物理化学作用(中毒、磨蚀、热烧结、堵塞/沾污等)而失效，导致其使用寿命缩短，催化剂的更换速度加快，这对SCR系统的脱硝效果和经济成本造成巨大的影响。SCR催化剂的失活速率约为每1000h脱硝效率降低0.7％，催化剂一般3～5年就需要更换。

对于可逆性中毒的催化剂和活性降低的催化剂可以采取再生处理，目前多采用水洗，酸洗，再生补活液补活，煅烧几个步骤来实现催化剂的再生。对于再生补活液补活的环节，目前采取将酸洗后的失活催化剂放入配置的再生补活液中浸渍补活的方式，使失活催化剂表面重新达到满足脱硝要求的活性组分负载量。传统的再生补活液通常采用钒等活性组分的水溶液，在一定的pH条件下使活性组分在催化剂表面沉积，这种方法难以控制催化剂表面沉积的钒氧化物等活性组分颗粒的分散度，颗粒容易在催化剂表面团聚，造成无效堆积，从而增加再生所需再生补活液的用量，增大了再生成本。

发明内容

本发明旨在优化钒钛系催化剂再生技术中活性组分负载环节，提高活性组分在催化剂表面负载的均匀度，减少再生补活液的使用量，从而降低SCR催化剂再生的成本。

为了达到上述目的，本发明考虑通过钒与有机物的络合，形成稳定的螯合结构，增加体系的稳定性，避免钒离子之间的团聚。以钒的有机络合溶液作为SCR催化剂的再生补活液，通过有机物在催化剂表面的均匀吸附和络合离子的稳定作用，使钒在催化剂表面形成均匀的负载层。

钒属于过渡金属，其离子具有较高的电荷数和较小的半径，极化能力强，对配体有较强的吸引力，具有很强的形成配合物的倾向，容易与酚羟基等含氧集团形成络合物。

橡碗栲胶是一种廉价的工业品，是以橡碗为原料经过浸提、蒸发、干燥而成的淡棕黄色到棕黄色粉状产品，其主要成分如下：单宁62％～71％、葡萄糖7％～8％、果胶6％～7％、不溶物2.5％～3.5％、其他物质4％～10％、水分12％。橡碗栲胶主要由棓酰酯基(3,4,5-三羟基苯甲酸酯基)重复单元组成，当四价钒或五价钒离子与橡椀栲胶水溶液混合时，钒离子能够与苯环上两个相邻的酚羟基或分别来自两个不同苯环的酚羟基发生络合反应。

综合以上：本发明的技术方案是：