[发明专利]一种废弃SCR脱硝催化剂的循环再利用方法

说明书

本发明属于环保技术和脱硝催化领域，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂的循环再利用方法。本发明首先对废弃SCR脱硝催化剂进行吹灰除杂，然后依次用去离子水和酸溶液进行超声清洗，随后将催化剂粉碎并进行结构调整，最后采用等体积浸渍法进行活性负载，所得物料经成型、干燥、焙烧获得循环再利用催化剂。本发明中的方法工艺简单，具有较强的可操作性，适合大规模生产，循环再利用催化剂的脱硝效率达到甚至超过新鲜催化剂的水平且SO₂氧化率在最大程度上得到了控制；不仅可以变废为宝、化害为益，还可以解决一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和不可估量的环境效益。

技术领域

本发明属于环保技术和脱硝催化领域，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂的循环再利用方法。

背景技术

选择性催化还原(SCR)法作为目前最成熟的脱硝技术被广泛地应用于燃煤电站等行业的氮氧化物(NOx)排放控制过程，其核心部分是催化剂。在实际使用过程中，催化剂的工作环境十分恶劣，受多重因素的影响，催化剂因表面活性位点覆盖、流失或发生不可逆的化学变化而逐渐失活，导致催化效率明显下降，SO₂氧化率显著上升，当催化剂不能满足SCR系统整体脱硝性能要求时，就需按相关规定做废弃处理。据统计，截止2015年底，我国火电装机容量达到9.90亿kW，全国已投运脱硝机组总容量约8.50亿kW，占火电装机容量的85.9％。随着脱硝机组总容量的不断增加，届时将会有大量的SCR脱硝催化剂陆续淘汰而成为废弃催化剂。

一般商用SCR脱硝催化剂的主要成分为二氧化钛(TiO₂)、三氧化钨(WO₃)(或三氧化钼(MoO₃))和五氧化二钒(V₂O₅)，其组分V₂O₅为剧毒物质。此外，SCR系统多采用“高尘”布置方式，即布置于省煤器与空预器之间，导致催化剂在使用过程中吸附了大量的粉煤灰。因而，废弃SCR脱硝催化剂除本身含有的有毒元素钒以外，还含有一定量的重金属(如砷、铅、汞、镉、铬和镍等)。针对废弃SCR脱硝催化剂，常规的处理方法一般为填埋或回收。实际上，如果采用循环再利用技术对废弃SCR催化剂进行处理，将具有以下优点：(1)与填埋相比，对废弃催化剂进行循环再利用，不仅可以变废为宝、化害为益，节约资源，还可以解决一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和环境效益；(2)与回收相比，循环再利用技术可实现Ti、W(或Mo)和V等金属资源的整体循环再利用，避免了回收技术中V、W(或Mo)和Ti各自分离与提纯的技术难题。

研究和发展废弃SCR脱硝催化剂的循环再利用技术无论从经济发展的角度还是环境保护的角度来说都具有重要的意义，有助于实现技术、经济与环境的可持续发展。基于上述问题，本发明针对废弃SCR脱硝催化剂，围绕着它独有的物理、化学特性，以现有的相关研究为基础，探索废弃SCR脱硝催化剂的循环再利用方法，得到了合理有效，适合生产规模大型化的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合理有效的废弃SCR脱硝催化剂循环再利用方法，采用本方法所得的循环再利用催化剂不仅脱硝效率达到甚至超过新鲜催化剂水平，而且SO₂氧化率得到了最大限度的控制。

根据本发明提供的方法，该方法包括以下步骤：

(1)首先对废弃SCR脱硝催化剂进行机械吹灰处理，然后依次用去离子水和酸性清洗液进行超声清洗，随后进行干燥和粉碎；

(2)在搅拌条件下，将还原剂和步骤(1)中得到的废弃SCR脱硝催化剂粉末加入到酸性浸出液A中，并在50～180℃下反应6～10h；充分反应后，对悬浊液进行抽滤，得到浸取液和浸取渣Ⅰ；

(3)在搅拌条件下，将还原剂和步骤(2)中得到的浸取渣Ⅰ加入到酸性浸出液B中，并在50～180℃下反应2～5h；充分反应后，对悬浊液进行抽滤，得到浸取液和浸取渣Ⅱ；