[发明专利]一种砷中毒的V2O5‑WO3/TiO2催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂再生领域，尤其涉及一种砷中毒的选择性催化还原法(SCR)脱硝技术中使用的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的再生方法。

背景技术

氮氧化物(NO_X)作为一种主要的大气污染物，不仅能导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏、温室效应等自然灾害，而且对于人类，动植物的健康状况以及自然环境有极大的威胁。用NH₃作为还原剂将氮氧化物(NOX)选择性还原成N₂的选择性催化还原法(SCR)不仅应用最为广泛，对于其反应机理的研究，也较为成熟。

SCR脱硝技术广泛应用于燃煤电厂的烟气脱硝中，其反应的核心和关键在于催化剂，由于所燃煤种中普遍含有一定量的砷(As)，一般为3～45mg/kg，导致了很多燃煤电厂SCR催化剂有着不同程度的砷中毒现象。一般认为，高温烟气中携带的气态As₂O₃进入催化剂微孔内，吸附在催化剂表面，形成As₂O₅覆盖层遮盖在催化剂的活性位点或非活性位点上，降低了催化剂的比表面积，减少了催化剂表面活性位点与NH₃等SCR反应物质的接触从而降低SCR催化剂的脱硝活性。

商业用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂自2005年左右SCR脱硝催化剂引入中国以来，就作为最主要的催化剂而被广泛使用，因为其具有较高的SCR反应活性，较好的热稳定性，和较好的抗硫氧化物中毒的特性。

As中毒致使V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂通常1～2年就要更换一次，催化剂的置换费用约占系统总价的50％，置换费用成本较高。通过再生的方式使催化剂可以再次使用，而成本仅为更换新鲜催化剂成本的40-50％。因此自2012年以来，对砷中毒的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的再生技术的研究逐渐增多。

申请公布号为CN102814201A的专利中采用强酸强碱交替清洗的方式对催化剂进行清洗再生，不仅损伤了催化剂机械强度，其活性组分丧失而造成的成本问题也阻碍其工业推广。申请公布号为CN103894240A的专利中提到了一种砷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法，其浸渍清洗的再生液成分复杂，并且涉及到活性组分的补充，催化剂再生成本较高。申请号为CN103878034B，名称为“一种砷和磷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法”的发明专利公开了一种砷和磷中毒催化剂的再生方法，其主要工艺流程包括：机械清灰、碱液清洗、再生液的浸渍与干燥，其中碱液是强碱弱酸盐和表面活性剂的混合溶液：酸性再生液由铵盐、弱酸、偏钒酸铵和钼酸铵组成。再生后，基本可将催化剂表面砷和磷去除，脱硝效率达到81～88％。虽然该方法再生后的催化剂的活性有一定的恢复，但恢复程度有限，还需补充活性组分偏钒酸铵和钼酸铵以增强活性。而偏钒酸铵和钼酸铵的市场价格较高，再生成本昂贵，使其工业化推广存在一定的限制。

因此，开发一种能使再生后的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的活性恢复程度好，再生方法操作简便，无需补充活性组分，再生成本低廉，适于工业推广的砷中毒的SCR脱硝技术使用的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的再生方法便成了本领域技术人员急需解决的技术难题。

发明内容

本发明提供了一种砷中毒的SCR脱硝技术中使用的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的再生方法，该方法能够有效去除催化剂表面砷，较好的恢复V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂脱硝活性，再生方法操作简便，无需补充活性组分，成本低廉，适于工业推广。