[发明专利]钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用系统及方法

权利要求书

1.钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将脱硝催化剂预处理后得到粒径小于100目的催化剂粉末；

步骤2，将步骤1所得催化剂粉末与氢氧化钠溶液混合，加热并搅拌，充分反应后进行过滤，得到含有二氧化钛的沉淀物A和含有碱性滤液B，收集沉淀物A；

步骤3，向步骤2所得碱性滤液B中加入硫酸调节pH值进行除杂，对所得产物静置析出晶体C，再进行过滤去除晶体C得到滤液，调节所述滤液的pH值，得到含有偏钒酸根离子和钨酸根离子的滤液D；

步骤4，将步骤3所得滤液D与硫酸铵混合，搅拌反应稳定后，过滤得到含有偏钒酸铵的沉淀物E以及含有钨酸根离子和铵根离子的滤液F，收集沉淀物E；

步骤5，向步骤4所得滤液F中加入硫酸，搅拌反应，生成沉淀物，过滤得到含有钨酸的固体G和含有铵根离子的滤液H，收集沉淀物G；

步骤6，向步骤5所得滤液H中加入氢氧化钠溶液调整pH，再加入MgSO₄和Na₂HPO₄生成Mg(NH₄)PO₄沉淀，然后加入混凝剂去除水体中的悬浮物，反应后静置沉淀，实现固液分离，得到上清液I和沉淀物J；

步骤7，将步骤6所得上清液I进行电解反应得到硫酸溶液和氢氧化钠溶液，回收硫酸溶液和氢氧化钠溶液；

步骤8，将步骤7中回收的硫酸溶液回用于步骤3和步骤5，将氢氧化钠溶液回用于步骤2和步骤6。

2.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤2中使用的氢氧化钠溶液为浓度为30wt％-50wt％，催化剂粉末与氢氧化钠溶液之比为1g:(4mL-10mL)。

3.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤3中硫酸溶液的浓度为30wt％-50wt％，pH调节范围8-12。

4.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤4中铵盐的加入量按照钒与铵根离子的摩尔比为1:(2-6)。

5.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤5中硫酸的加入量按照钨与硫酸根离子的摩尔比为1:(2-6)。

6.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤6中使用氢氧化钠溶液将pH调整至6-9，加入MgSO₄和Na₂HPO₄使得Mg:N:P的摩尔比为1:1:1。

7.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤6中混凝剂为质量浓度为5％-15％的聚合硫酸铝溶液。

8.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，其特征在于，步骤7中采用恒定电流电解。

9.一种用于实现权利要求1所述钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法的系统，其特征在于，包括依次连通的预处理单元(1)、碱浸单元(2)、pH调节单元(3)、硫酸铵沉钒单元(4)、硫酸沉钨单元(5)、化学沉淀除铵单元(6)以及硫酸钠电解单元(7)；碱浸单元(2)、pH调节单元(3)、硫酸铵沉钒单元(4)、硫酸沉钨单元(5)、化学沉淀除铵单元(6)硫酸钠电解单元(7)均设置有独立的反应室；且相邻的反应室之间通过工艺管道连通，硫酸钠电解单元(7)的酸液出口连接pH调节单元(3)以及硫酸沉钨单元(5)，硫酸钠电解单元(7)的碱液出口连接碱浸单元(2)和化学沉淀除铵单元(6)；预处理单元(1)包括清灰系统和研磨系统，其中清灰系统用于清除催化剂中灰尘，研磨系统的出料口连接碱浸单元(2)，碱浸单元(2)的反应室内部有加热装置。

10.根据权利要求1所述的钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用系统，其特征在于，所述反应室之间的工艺管道上沿介质流向设置有阀门、流量计以及液体输送泵；碱浸单元(2)、pH调节单元(3)、硫酸铵沉钒单元(4)以及硫酸沉钨单元(5)的反应室内部均设置有搅拌装置。