[发明专利]一种高炉处理回收废烟气脱硝催化剂的方法

说明书

本发明一种高炉处理回收废烟气脱硝催化剂的方法，通过将废烟气脱硝催化剂加入高炉，可以最大限度的实现废烟气脱硝催化剂无害化处理，避免其它复杂处理/处置方式造成的能耗、成本增加、环境污染及危害，同时能够作为护炉料对高炉起到护炉效果，使废烟气脱硝催化剂得以资源化有效利用，实现节能减排和资源回收，并降低了高炉护炉成本。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域以及固废处理技术领域，尤其涉及一种高炉处理回收废烟气脱硝催化剂的方法。

背景技术

近年来针对大气污染问题，我国陆续出台相关政策法规和标准，尤其对氮氧化物(NOx)等排放要求越来越严格，目前几乎所有燃煤电厂都装备了烟气脱硝装置。其中选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，SCR)是烟气脱硝的主流技术之一，在我国绝大多数燃煤电厂都使用的SCR技术。脱硝装置中最核心的部件是脱硝催化剂，目前商用SCR催化剂基本以TiO₂为基材，V₂O₅为主要活性成份，WO₃等为抗氧化、抗毒化辅助成分。催化剂主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种型式，其中蜂窝式催化剂应用最多，通常由具备一定截面、长度规格的催化剂元件组装成标准模块。理想状态下，脱硝催化剂化学寿命约为2.4万h，随着正常使用到期，以及烟气中有害元素造成的催化剂中毒、孔堵塞、磨损或烟气冲击导致的破损等，催化剂将逐渐失活，这时必须更换新的催化剂。目前燃煤电厂以及水泥、钢铁、有色等企业都需要进行烟气脱硝处理，每年脱硝产生的废弃脱硝催化剂可达数十万吨。

由于废烟气脱硝催化剂自身含有V₂O₅、WO₃等有毒物质，同时可能吸附燃煤烟气中含有的砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)等重金属，废脱硝催化剂已经被国家列为危险废物(2016版《国家危险废物名录》分类为HW50)。因此若对废脱硝催化剂处理/处置不当，将会对人体健康和环境带来危害。目前对废脱硝催化剂的处理主要有几种方式：一是对失活废催化剂进行再生处理，主要通过清洗、再活化和深度再生等步骤完成。再生过程往往费时费工费力、易破坏物理结构，再生后的催化剂脱硝效果也不如全新产品，实际大部分电力企业都选择换新，很少选择再生；二是提取废脱硝催化剂中的钨和钒，主要通过高温焙烧、碱浸、氯化焙烧等方式将钨、钒提取出来，这些方式一般需要多道工序，工艺繁琐复杂，资源回收率低，并加入碱、酸和其他化合物，容易产生二次污染；三是将废脱硝催化剂作为生产新催化剂的原料或炼钛原料，但由于不能严格控制废材料的成分、质量等，可能会影响新产品的质量；四就是以前多采用的处置方式，压碎后填埋，这种方式既浪费资源又增加了环境污染风险。

另一方面，传统钢铁企业中高炉炉缸内衬侵蚀是威胁生产安全的重大隐患，同时也是决定高炉寿命的重要因素，有效控制高炉炉缸内衬侵蚀一直是国内外炼铁工作者研究的重要课题。目前国内外公认有效的手段之一就是使用钒钛矿护炉，即把含有TiO₂的炉料加入高炉，炉料中TiO2在炉内高温还原气氛条件下，部分生成高熔点的TiC和TiN及其固熔体Ti(C，N)，这些高熔点物质与铁水及铁水析出石墨C相互混合，沉积于炉缸受侵蚀部位的工作面或缝隙中，可起到保护炉缸的作用。使用钒钛矿护炉主要有几种方式：一是将含钛的块矿、烧结矿、球团矿等从炉顶加入高炉；二是将钛精矿粉制成包芯线利用特殊设备从风口送入高炉；三是直接从风口喷入钛精矿粉。这些方式都需要钢厂采购钛矿等炉料，而高性价比的钛矿资源有限，或者还需要烧结/造球/制成包芯线等加工处理，从而造成炼铁成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉处理回收废烟气脱硝催化剂的方法，通过将废烟气脱硝催化剂加入高炉，可以最大限度的实现废烟气脱硝催化剂无害化处理，避免其它处理/处置方式造成的环境污染及危害，同时能够作为护炉料对高炉起到护炉效果，使废烟气脱硝催化剂得以资源化有效利用，并降低炼铁生产成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高炉处理回收废烟气脱硝催化剂的方法，包括如下方法：