[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

说明书

本发明提供了一种钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，依次将催化剂粉末进行碱液除钛反应、酸液除杂、硫酸铵沉钒以及硫酸沉钨反应后，对所得滤液进行电解后，回收并利用硫酸和碱液，并公开了适用与该方法的系统，包括依次连通的预处理单元、碱浸单元、pH调节单元、硫酸铵沉钒单元、硫酸沉钨单元、化学沉淀除铵单元以及硫酸钠电解单元；硫酸钠电解单元的酸液出口连接pH调节单元以及硫酸沉钨单元，硫酸钠电解单元的碱液出口连接碱浸单元和化学沉淀除铵单元；结合脱硝催化剂资源化回收工艺和含盐废水处理回用技术，使得生产过程中产生的含盐废水可以得到循环利用，减少了废水的产生，使得催化剂资源化回收过程更加环保。

技术领域

本发明属于脱硝催化剂处理处置技术领域，具体涉及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。

背景技术

随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的全面执行，以选择性催化还原法(SCR)为主的脱硝技术在燃煤电厂中得到了广泛应用。由于其中催化剂使用寿命的限制，其活性会逐渐下降。对于失活的催化剂，首先考虑的处理方式是再生，如果再生方式仍不能恢复其活性，则只能对催化剂进行更换。

对于废弃的脱硝催化剂，《火电厂烟气脱硝工程技术规范—选择性催化还原法》(HJ562-2010)推荐采用压碎填埋的方式进行处理。然而，填埋处理一方面会占用大量的土地资源；另一方面催化剂中的一些有毒元素会由于各种作用而进入到自然环境，带来一定环境风险；再一方面催化剂本身含有的WO₃、V₂O₅和TiO₂都是宝贵的资源，直接填埋会造成有效资源的浪费。因此，将脱硝催化剂中的物质进行分离回收得到了广泛的关注。

目前，针对废弃脱硝催化剂中WO₃、V₂O₅和TiO₂浸出提取与回收，主要有还原浸渍法、酸性浸出法、碱性浸出法等。但是，大部分工艺并未关注脱硝催化剂资源化回收过程中水的循环回用问题，最终会产生高浓度的含盐废液，容易造成二次污染。因此，如何集合脱硝催化剂资源化回收和水循环利用技术，推动绿色生产，是行业亟需解决的问题。

发明内容

为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种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，实现了钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收过程中酸碱的循环利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，钒钛钨系脱硝催化剂资源化回收和水循环利用方法，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(NH₄⁺)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；