[发明专利]铅中毒Mn-Ce低钛高炉渣脱硝催化剂的再生方法

说明书

本发明涉及中毒脱硝催化剂再生技术领域，具体涉及一种铅中毒Mn‑Ce低钛高炉渣脱硝催化剂的再生方法，包括通过以钒钛磁铁矿冶炼产生的低钛高炉渣为原料，通过与酸性溶液加热反应，再经复合载体水洗涤和干燥，得到催化剂载体；将催化剂载体负载锰、铈源前驱体后进行烘干、焙烧，得到Mn‑Ce低钛高炉渣脱硝催化剂；将Mn‑Ce低钛高炉渣脱硝催化剂与含铅物质混合，得到铅中毒Mn‑Ce低钛高炉渣催化剂；将铅中毒Mn‑Ce低钛高炉渣催化剂与再生溶液混合，并分离出滤渣进行洗涤至中性，得到试验滤渣和滤液；将试验滤渣进行干燥处理和研磨，然后重新负载少量锰、铈活性组分，再经烘干、焙烧，得到再生后的催化剂。

技术领域

本发明涉及中毒脱硝催化剂再生技术领域，尤其涉及一种铅中毒Mn-Ce低钛高炉渣脱硝催化剂的再生方法。

背景技术

钒钛磁铁矿经高炉冶炼所产生的低钛高炉渣，其主要成分包括钛、硅、铝和钙等。前期研究表明，经酸处理后，钙组分基本去除，可获得一种组成稳定、性能优良的Ti-Si-Al复合载体，用于制备脱硝催化剂。这不仅可以降低脱硝成本，还能实现钛渣的资源化利用，促进资源循环。另外，锰离子具有多种价态，对应氧化物具有较强的氧化还原性，并且能为催化剂提供丰富的化学吸附氧及酸性位点；Ce⁴⁺/Ce³⁺具有较高的氧化还原能力及氧迁移率，CeO₂常作为催化助剂，可进一步提升催化剂的脱硝活性。基于此，本研究团队制备了一种优良的Mn-Ce低钛高炉渣低温脱硝催化剂，在200℃时的脱硝效率高达87％。然而，由于实际工况的环境恶劣、烟气组分复杂，脱硝催化剂易与烟气中的有害组分接触反应，发生堵塞、烧结、磨损及化学中毒等现象。例如，某钢铁厂湿法烟气脱硫(FDG)烧结烟气的组分中，Hg、Zn、As、Pb等典型重金属的总浓度高达350.4μg/m³，其中铅含量占比高达93.3％。通过静电除尘和烟气脱硫净化处理，残留的重金属铅在后续脱硝过程中仍然导致低温催化剂严重失活，致使其SCR成本明显增加。

目前，脱硝催化剂占整个SCR系统成本的50％以上，其服役时间一般为3-5年。为了节约SCR脱硝成本，工业使用后的催化剂一般需要经过再生过程，重新进入新的使用周期。结合当前研究，一方面，可以通过热还原方法将中毒催化剂在更高温度下加热，通过降低毒物在其表面的热稳定性，来减弱催化剂的中毒程度。但是，高温处理过程可能会导致催化组分出现烧结及结晶现象，从而使催化剂的表面和内部结构遭到严重破坏。另一方面，还可以通过水洗、酸洗、碱洗等方式脱除失活催化剂上的毒物，再通过补充少量活性组分从而达到再生效果。该再生操作简单、成本较低，可重复性高，是工业中失活催化剂再生处理的常用方法。

但是，上述过程可能产生大量酸性或碱性清洗液，造成污染环境，并且存在腐蚀试验设备等安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铅中毒Mn-Ce低钛高炉渣脱硝催化剂的再生方法，旨在解决现有技术产生大量酸性或碱性清洗液，造成污染环境，并且存在腐蚀试验设备等安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种铅中毒Mn-Ce低钛高炉渣脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤：

以钒钛磁铁矿冶炼产生的低钛高炉渣为原料，通过与酸性溶液加热反应，再经水洗涤和干燥，得到催化剂载体；

将所述催化剂载体负载锰、铈源前驱体后进行烘干和焙烧，得到Mn-Ce低钛高炉渣脱硝催化剂；

将所述新鲜的Mn-Ce低钛高炉渣脱硝催化剂与含铅物质混合，得到铅中毒Mn-Ce低钛高炉渣催化剂；

将所述铅中毒Mn-Ce低钛高炉渣催化剂与再生溶液混合，并分离出滤渣进行洗涤至中性，得到试验滤渣和滤液；

将所述试验滤渣进行干燥处理和研磨，然后重新负载少量锰、铈活性组分，再经烘干、焙烧，得到再生后的催化剂。

其中，所述酸性溶液包括盐酸、硫酸、醋酸、草酸、磷酸和柠檬酸中的任意一种。