一種蜂窩型scr脫硝催化劑的再生方法
【專利摘要】本發明公開了一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，屬于電力環保【技術領域】，包括以下步驟：1）將中毒蜂窩型SCR催化劑浸漬于稀硫酸溶液中，超聲處理后取出，烘干；2）將經步驟1）處理的蜂窩型SCR催化劑置于硝酸鈰溶液中，浸漬1～3h后取出；3）對經步驟2）處理的蜂窩型SCR催化劑進行焙燒，以不大于3℃/min的速度升溫至110℃后，保溫3～5h，再以不大于3℃/min的速度升溫至300℃后，保溫8～10h，得到再生后的蜂窩型SCR脫硝催化劑。本發明選用的活性前體物質硝酸鈰原料來源廣，溶解性能好，經再生處理的催化劑活性能夠恢復至中毒前催化劑活性的80%以上，同時簡化了再生工藝，降低了再生成本，操作簡便，環境友好，適合工業化大規模生產應用。
【專利說明】—種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力環保【技術領域】，涉及一種脫硝催化劑的再生方法，具體涉及一種 蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法。
【背景技術】
[0002]燃煤電站的氮氧化物(NOx)排放控制是國家“十二五”期間節能環保領域的重點工 作，最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)對NOx排放濃度更是制定 了世界范圍內最為嚴格的控制標準(100mg/m3)。隨著這些國家政策的出臺，如何有效控制 NOx的排放已成為當前電力環保領域中亟待解決的重要課題之一。
[0003]目前，燃煤電站的煙氣脫硝(DeNOx)主要采用選擇性催化還原(SCR)技術，該技術 以氨氣為還原劑，借助SCR催化劑，將煙氣中的NOx還原成無毒害的N2和H2O,從而達到控制 NOx排放的目的。SCR脫硝催化劑,指應用在電廠SCR (selective catalytic reduction) 脫硝系統上的催化劑，SCR催化劑是SCR煙氣脫硝系統的核心，其性能直接影響脫硝效率和 脫硝成本。典型的商用SCR催化劑是以TiO2為載體，V2O5-WO3或V2O5-MoO3為活性物質的蜂 窩型催化劑，該種催化劑脫硝效率高，技術成熟可靠，得到廣泛應用。
[0004]但由于催化劑長期處于高溫高塵的工作環境中，且灰塵中含有堿(土)金屬如鉀、 鈉、鈣等，極易導致催化劑燒結、堿(土)金屬中毒和活性物質流失，使催化劑活性降低，使用 壽命縮短，例如V205-W03/Ti02型SCR催化劑的使用壽命通常只有2?3年。由于SCR催化 劑初期投資大，約占整個脫硝系統總投資的40?60%，當催化劑中毒后，若用新催化劑替換 會導致脫硝成本大幅度增加；而若采用適當的技術對催化劑進行活性再生，則可有效降低 脫硝成本；據測算，對一個典型的600兆瓦機組，若采用催化劑再生技術處理中毒催化劑， 每年可節省100?300萬人民幣。因此，研究高效低成本的SCR催化劑再生技術顯得尤為 必要與重要。
[0005]通過文獻檢索查新發現，常見的SCR催化劑再生思路是:首先用壓縮空氣吹掃掉 催化劑上的灰塵，然后用酸液浸泡除去催化劑上的堿(土)金屬鹽并恢復酸位，最后用活性 物質前驅體(主要是偏釩酸銨和偏鎢酸銨)溶液浸泡催化劑以補充流失的活性物質。雖然 上述再生思路可有效恢復中毒催化劑的脫硝活性，但在工程化應用時存在如下問題:常用 的活性物質前驅體偏釩酸銨在水中的溶解度很小(5g/L，20°C),因此很難通過控制溶液濃 度來調節其在SCR催化劑上的負載量(補充量)，而只能通過反復“浸潰一干燥”工藝來調 節，這在專利CN101574671和專利CN102114422上都有報道，這不但增加了工藝操作的繁瑣 性，而且增加了再生成本；同時，另一種常用的活性物質前驅體偏鎢酸銨，價格較高，是影響 SCR催化劑生產成本的主要因素，若在催化劑再生中使用，增大了再生成本。總之上述問題 均可導致催化劑的再生成本較高，不利于再生技術的工程化應用。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，該方法原料來源廣、再生成本低，利于工程化應用。
[0007]本發明是通過以下技術方案來實現:
[0008]一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0009]I)將中毒蜂窩型SCR催化劑浸潰于質量濃度為1%?2%的稀硫酸溶液中，超聲處 理0.5?1.5h后取出，烘干；
[0010]2)將經步驟I)處理的蜂窩型SCR催化劑置于0.3?0.9mol/L的硝酸鈰溶液中， 浸潰I?3h后取出；
[0011]3)對經步驟2)處理的蜂窩型SCR催化劑進行焙燒，以不大于3°C /min的速度升 溫至110°C后，保溫3?5h，再以不大于3°C /min的速度升溫至300°C后，保溫8?10h，得 到再生后的蜂窩型SCR脫硝催化劑。
[0012]步驟I)所述的超聲處理是在超聲波功率為40?60KHZ下進行的。
[0013]步驟I)所述的烘干是在100?120°C下，干燥3?6h。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0015]本發明采用溶解性能好、價格低廉的活性物質前驅體硝酸鈰用于SCR催化劑的再 生，用硝酸鈰代替了溶解度低的偏釩酸銨和價格高的偏鎢酸銨，且能夠通過調控前驅體硝 酸鈰溶液的濃度來調節其在催化劑上的負載量(補充量)，從而簡化了再生工藝，降低了再 生成本。通過脫硝效率測試試驗，驗證了經本發明方法再生處理后的蜂窩型SCR催化劑，活 性能夠恢復至中毒前催化劑活性的80%以上。
[0016]本發明方法操作簡便，環境友好，適合工業化大規模生產應用。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而 不是限定。
[0018]本發明實施例采用的蜂窩型中毒SCR催化劑是國內某燃煤電站運行了 30000小時 的SCR催化劑，其型號為V205-W03/Ti02型，壁厚為0.7mm,節距為6.8mm。將該SCR催化劑切 割成35mmX35mmX90mm的小塊后，進行再生處理。
[0019]實施例1
[0020]一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0021]I)將中毒蜂窩型SCR催化劑浸潰于500ml質量濃度為1%的稀硫酸溶液中，在 40KHZ超聲波作用下處理1.5h后取出，置于烘箱中，在110°C下，干燥4h ；
[0022]2)將經步驟I)處理的蜂窩型SCR催化劑置于0.3mol/L的硝酸鈰水溶液中浸潰 3h后取出；
[0023]3)將經步驟2)處理的蜂窩型SCR催化劑進行焙燒，以不大于3°C /min的速度升 溫至110 C后，保溫4h，再以不大于3 C /min的速度升溫至300 C后，保溫8h，得到再生后的 蜂窩型SCR脫硝催化劑。
[0024]將中毒的蜂窩型SCR催化劑和再生處理后的蜂窩型SCR催化劑分別置于SCR脫 硝活性試驗裝置中，在模擬煙氣下測試脫硝效率，實驗條件如下:N0:350ppm, NH3:350ppm, 02:3%,S02: 500ppm, N2為平衡氣體，氣體總流量:10000ml/min，反應溫度范圍:280?400°C。 氣體成分由德圖煙氣分析儀(testo350-Pro)測定。評價再生效果結果表明，在280?400°C范圍內，再生的蜂窩型SCR催化劑的脫硝效率均比中毒的蜂窩型SCR催化劑高，其活性可恢 復至中毒前活性的81%。
[0025]實施例2
[0026]一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0027]I)將中毒蜂窩型SCR催化劑浸潰于500ml質量濃度為1%的稀硫酸溶液中，在 50KHZ超聲波作用下處理Ih后取出，置于烘箱中，在100°C下，干燥6h ；
[0028]2)將經步驟I)處理的蜂窩型SCR催化劑置于0.6mol/L的硝酸鈰水溶液中浸潰 2h后取出；
[0029]3)將經步驟2)處理的蜂窩型SCR催化劑進行焙燒，以不大于3°C /min的速度升 溫至110 C后，保溫3h，再以不大于3 C /min的速度升溫至300 C后，保溫9h，得到再生后的 蜂窩型SCR脫硝催化劑。
[0030]將中毒的蜂窩型SCR催化劑和再生處理后的蜂窩型SCR催化劑分別置于SCR脫 硝活性試驗裝置中，在模擬煙氣下測試脫硝效率，實驗條件如下:N0:350ppm, NH3:350ppm, 02:3%,S02: 500ppm, N2為平衡氣體，氣體總流量:10000ml/min，反應溫度范圍:280?400°C。 氣體成分由德圖煙氣分析儀(testo350-Pro)測定。評價再生效果結果表明，在280?400°C 范圍內，再生的蜂窩型SCR催化劑的脫硝效率均比中毒的蜂窩型SCR催化劑高，其活性可恢 復至中毒前活性的91%。
[0031]實施例3
[0032]一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，包括以下步驟:
[0033]I)將中毒蜂窩型SCR催化劑浸潰于500ml質量濃度為2%的稀硫酸溶液中，在 60KHZ超聲波作用下處理0.5h后取出，置于烘箱中，在120°C下，干燥3h ；
[0034]2)將經步驟I)處理的蜂窩型SCR催化劑置于0.9mol/L的硝酸鈰水溶液中浸潰 Ih后取出；
[0035]3)將經步驟2)處理的蜂窩型SCR催化劑進行焙燒，以不大于3°C /min的速度升 溫至110°C后，保溫5h，再以不大于3°C /min的速度升溫至300°C后，保溫10h，得到再生后 的蜂窩型SCR脫硝催化劑。
[0036]將中毒的蜂窩型SCR催化劑和再生處理后的蜂窩型SCR催化劑分別置于SCR脫 硝活性試驗裝置中，在模擬煙氣下測試脫硝效率，實驗條件如下:N0:350ppm, NH3:350ppm, 02:3%,S02: 500ppm, N2為平衡氣體，氣體總流量:10000ml/min，反應溫度范圍:280?400°C。 氣體成分由德圖煙氣分析儀(testo350-Pro)測定。評價再生效果結果表明，在280?400°C 范圍內，再生的蜂窩型SCR催化劑的脫硝效率均比中毒的蜂窩型SCR催化劑高，其活性可恢 復至中毒前活性的83%。
[0037]綜上，本發明的蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，選用的活性前體物質硝酸鈰 原料來源廣，溶解性能好，經再生處理的催化劑活性能夠恢復至中毒前催化劑活性的80% 以上，同時簡化了再生工藝，降低了再生成本，操作簡便，環境友好，適合工業化大規模生產應用。
【權利要求】
1.一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，其特征在于，包括以下步驟:1)將中毒蜂窩型SCR催化劑浸潰于質量濃度為1%?2%的稀硫酸溶液中，超聲處理0.5?1.5h后取出，烘干；2)將經步驟I)處理的蜂窩型SCR催化劑置于0.3?0.9mol/L的硝酸鈰溶液中，浸潰 I?3h后取出；3)對經步驟2)處理的蜂窩型SCR催化劑進行焙燒，以不大于3°C/min的速度升溫至 110°C后，保溫3?5h，再以不大于3°C /min的速度升溫至300°C后，保溫8?10h，得到再 生后的蜂窩型SCR脫硝催化劑。
2.根據權利要求1所述的一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，其特征在于，步驟 I)所述的超聲處理是在超聲波功率為40?60KHZ下進行的。
3.根據權利要求1所述的一種蜂窩型SCR脫硝催化劑的再生方法，其特征在于，步驟I)所述的烘干是在100?120°C下，干燥3?6h。
【文檔編號】B01J38/64GK103433081SQ201310345045
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】程廣文, 張強, 張發捷, 徐曉濤, 楊世極, 舒凱 申請人:涿州西熱環保催化劑有限公司, 西安西熱鍋爐環保工程有限公司, 西安熱工研究院有限公司