[发明专利]一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统及方法

说明书

本发明公开了一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统及方法，包括用于将废弃SCR脱硝催化剂去除表面杂质的预处理系统，预处理系统的出口连接至球磨系统，球磨系统的出口连接至煅烧系统，煅烧系统的出口连接至用于实现对金属V、Mo和W提取回收的熔盐热浸及电沉积系统，熔盐热浸及电沉积系统的残留物出口连接至用于实现对金属Ti提取回收的熔盐电解系统。本发明能够实现废弃SCR脱硝催化剂中金属元素的单质态分离提取回收利用。

技术领域

本发明涉及固体废物处理领域，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统及方法。

背景技术

燃煤电厂中氮氧化物的大量排放将导致酸雨、光化学烟雾和灰霾等污染问题的产生，对大气环境质量和人类的身体健康产生严重的威胁。因此，控制氮氧化物的排放一直是各国政府极为关注的一个重要问题。

由于脱硝效率高及技术成熟等优点，SCR法是当前国内外燃煤电厂应用最为广泛的烟气脱硝后处理技术。在整个SCR脱硝系统中，脱硝催化剂是其中的核心，其成本占脱硝装置总投资的30％～40％。脱硝催化剂中载体主要成分为TiO₂、活性成分主要为V₂O₅、WO₃和MoO₃等。在SCR系统实际运行的过程中，随着运行时间的增长，脱硝催化剂将不可避免的出现活性降低、寿命缩短等问题，导致脱硝效率的降低。虽然部分脱硝催化剂可通过再生处理再次使用，但经过多次(3次)再生后，其原有结构将遭受严重破坏，无法正常使用，最终成为废弃物。

废弃SCR脱硝催化剂中含有V₂O₅、WO₃或MoO₃等有毒金属氧化物，属于危险固体废物，对其进行填埋处理不仅会占据大量的土地资源，也会对环境带来潜在的污染风险。钛、钒、钨、钼等是人类经济社会发展所需的重要金属资源，而钒、钨和钼由于其在地壳中丰度较低，被称为稀有金属。因此，对废弃脱硝催化剂中金属资源进行有效的回收利用不仅具有重大的环境效益而且具有极强的经济价值。

目前，对废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的方法主要有钠(钙)化焙烧-水浸、湿法酸浸、碱浸等，不仅消耗大量的化学药剂，而且所回收产物多为金属氧化物，产品的经济附加值较低。对于废弃SCR脱硝催化剂中主要金属元素Ti、V、W、Mo均进行单质态分离提取回收的技术还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统及方法，以克服现有技术中存在的问题，本发明能够实现废弃SCR脱硝催化剂中金属元素的单质态分离提取回收利用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种废弃SCR脱硝催化剂中金属资源回收利用的系统，包括用于将废弃SCR脱硝催化剂去除表面杂质的预处理系统，预处理系统的出口连接至球磨系统，球磨系统的出口连接至煅烧系统，煅烧系统的出口连接至用于实现对金属V、Mo和W提取回收的熔盐热浸及电沉积系统，熔盐热浸及电沉积系统的残留物出口连接至用于实现对金属Ti提取回收的熔盐电解系统。

进一步地，所述预处理系统包括用于对废弃SCR脱硝催化剂进行吹洗的高压气枪，用于对吹洗后催化剂进行水洗的水洗装置，以及用于对水洗后催化剂进行干燥的干燥装置。

进一步地，所述煅烧系统包括采用环形加热方式的加热装置，以及与煅烧材料放置在同一水平位置的热电偶。

进一步地，所述熔盐热浸及电沉积系统包括电解装置，电解装置包括电解池，电解池置于反应器内，反应器置于高温电炉中，反应器上的进气口通过气体干燥装置连接至用于提供惰性气体的配气系统，反应器上的出气口分别连接至真空泵和尾气回收系统，反应器上还连接有控制系统，所述控制系统包括用于控制高温电炉的升温温度及升温速率的温度控制系统，以及用于控制反应过程参数的反应控制系统。