[发明专利]一种砷和磷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂领域，具体涉及了一种砷和磷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法。

背景技术

氮氧化物是主要的大气污染物之一，而燃煤发电厂是氮氧化物的主要排放源之一。随着我国一系列环保政策的颁布与实施，SCR法烟气脱硝技术正逐步应用于我国燃煤电厂中。截至2012年底，已投运火电厂烟气脱硝机组总容量超过2.3亿kW，占全国现役火电机组容量的28％，比2011年提高了10％；在2013年，全国新增火电脱硝装机容量是“十二五”前两年总量的1.3倍。SCR脱硝催化剂在使用过程中活性会逐渐下降，当其活性下降至不能满足《火电厂大气污染物排放标准》的要求时，就需要更换，其更换周期一般为3年，更换费用约占SCR系统总价的50％。对失活的SCR催化剂进行再生，能够提高或者恢复其活性，达到重新利用的目的。再生费用只占全部更换催化剂费用的30%，而且节省了处理废旧催化剂的成本，因此，SCR催化剂的再生具有十分重要的经济效益和环保效益。

砷和磷中毒是引起催化剂失活的常见原因之一。砷(As)中毒是由于燃烧温度高于1400℃，As会被氧化成气态的As₂O₃而存在于烟气中，这些As₂O₃分子进入到催化剂的微孔中，与O₂和V₂O₅反应，在催化剂表面形成As₂O₅，导致催化剂活性组分的破坏。磷（P）中毒的主要原因是P取代了V-OH和W-OH中的V和W，生成了P-OH，其酸性不如V-OH和W-OH，只能提供较弱的酸性位，导致催化剂对NH₃的吸附会减弱；另外，P也会和催化剂表面的V=O活性位发生反应，生成VOPO₄等物质，从而减少了活性位的数量。

引起催化剂中毒的砷和磷的化合物一般呈现酸性，采用碱液预处理才能达到良好的效果。研究中发现公开号CN102814201A和公开号CN102026721A的中国发明专利中分别提到了针对砷中毒和磷中毒的处理方法。前者对砷的处理是采用强酸强碱交替作用，这将使再生后的催化剂强度受到损伤，降低了使用寿命；另外，其再生工艺比较复杂，增加了工业生产成本，同时会产生大量废液污染环境。后者在对磷中毒的催化剂处理时仅用了强碱，对酸化和活性物质补充缺乏研究，此方法虽然对磷的处理效果很好，但强度损伤也较大，而且难以获得较高的脱硝活性。

在此基础上，本专利提出了一种新的针对砷和磷中毒的SCR脱硝催化剂的再生方法。此方法可以简化工艺流程，降低生产成本和减小再生过程对环境的污染，也可以使再生后的催化剂仍有较高的强度和较长的使用寿命，因此更有利于大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的砷和磷中毒的SCR脱硝催化剂再生方法，可以利用简洁高效的方式除去引起催化剂中毒的砷和磷组分，同时补充受损的活性成分，使催化剂恢复其较高的脱硝活性，同时拥有一定的抗砷中毒能力。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种砷和磷中毒的SCR脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤：

（一）用2～6Mpa、流量0.5～1.0m³/s的清洁干燥压缩空气吹扫失活的SCR脱硝催化剂，以除去表面的积灰，时间为10～20min；

（二）将吹灰处理后的催化剂置于碱性清洗液中超声辅助清洗，时间20～60min，超声功率100～500w；

（三）用去离子水漂洗干净；

（四）将催化剂浸渍于再生液中，清除残留的砷和磷成分，同时补充受损的活性组分，浸渍时间1～4h；

（五）将催化剂在100～150℃下干燥1～3h，然后在350～450℃下焙烧2～5h，即得到再生后的SCR脱硝催化剂。

其中，所述碱性清洗液为强碱弱酸盐和表面活性剂的混合溶液，强碱弱酸盐为碳酸钠、醋酸钠、亚硫酸钠或硅酸钠的一种或几种，浓度为0.1～2mol/L；表面活性剂为平平加O（脂肪醇聚氧乙烯醚）、微孔渗透剂JFC或烷基酚聚氧乙醚（OP～(n)，n=10）的一种或几种，含量为0.2～1wt％；余量为去离子水。

其中，所述再生液的组成为铵盐、弱酸、偏钒酸铵和钼酸铵，铵盐为氯化铵或硝酸铵的一种或两种，浓度为0.1～2mol/L；弱酸为草酸、醋酸或柠檬酸的一种或几种，含量为0.1～1wt％；偏钒酸铵含量为0.5～4wt％；钼酸铵含量为1～6wt％；余量为去离子水。