[发明专利]一种砷中毒SCR脱硝催化剂再生方法

说明书

本发明涉及一种As中毒SCR脱硝催化剂再生方法，特别是一种pH为中性的清洗液高效除砷的催化剂清洗工艺。本发明的目的是提供一种砷中毒SCR脱硝催化剂的再生方法。在酸碱度呈中性的条件下，最大程度的除去SCR脱硝催化剂表面砷，并且不降低催化剂原有的机械强度，尽可能地减少清洗后SCR脱硝催化剂的活性组分流失，植入一定抗中毒助剂使催化剂拥有一定的抗砷中毒能力。

技术领域

本发明涉及一种As中毒SCR脱硝催化剂再生方法，特别是一种pH为中性的清洗液高效除砷的催化剂清洗工艺。

背景技术

SCR脱硝技术对锅炉烟气NOx控制效果显著、技术成熟，已成为世界上应用最多、最有成效的烟气脱硝技术之一。近年来.我国SCR脱硝工程发展迅速，在燃煤电厂的应用也更为普及，脱硝催化剂的市场装载量也逐年增长。但由于催化剂的化学寿命通常为16000～24000h，随之带来了较大的失活催化剂处置压力，目前国内已经出现失活SCR脱硝催化剂的更换需求并即将迎来高峰期。现有商用钒钛系脱硝催化剂随意堆存或不当处置，将造成二次污染和资源浪费。加之一般催化剂的机械寿命是化学寿命的2-3倍，且再生后的催化剂活性可恢复至新鲜催化剂的90％甚至100％以上，接近新鲜催化剂水平，价格却是新鲜催化剂的一半甚至更低，所以再生被视为催化剂更换最为经济和环保的方式。

砷中毒是引起催化剂失活的常见原因之一，主要是由烟气中的气态As2O3引起：(1)气态As2O3分子进入催化剂微孔，并固化在活性、非活性区域，形成砷的饱和层，加之As盐在催化剂微孔内的堵塞，使反应气体在催化剂内的扩散受到限制，且微孔毛细管遭到破坏；(2)As对催化剂表面的化学作用造成催化剂表面酸性降低；(3)随着砷的累积，催化剂表面钒物种出现多样化，砷与催化剂表面钒相互作用影响了催化剂表面的VOx物种。而V2O5转变为VOx可能是导致催化剂失活的主要化学原因之一。

我国煤种砷含量变化比较大，从0.5-80ppm不等，且砷含量高的煤分布范围较广，主要位于东北三省、山东新汶、山西大同、河南义马、广西南宁、广东坪石及四川、甘肃和云南的部分地区。燃用该地区煤的电站锅炉SCR催化剂砷中毒失活现象严重。然而，至今还没有完全脱除烟气中砷的方法，脱硝催化剂的砷中毒难以从源头避免。因此发明一种砷中毒SCR脱硝催化剂的再生方法是十分必要的，近年来已有不少针对砷中毒的脱硝催化剂再生技术在本领域被研究并公开；例如吉林四平发电有限公司SCR脱硝催化剂运行一定时间后，其表面As₂O₃含量由0.01％增至1.27％。由烟气带入的As₂O₃可吸附在催化剂表面的活性位V₂O₅及TiO₂上，导致催化剂表面的羟基被As₂O₃替代，吸附的As₂O₃与O₂及V₂O₅反应生成As₂O₅，As₂O₅占据并破坏催化剂的活性位；同时，As₂O₃扩散堆积在催化剂小孔中，使反应气体在催化剂内的扩散受到限制。由于SCR脱硝催化剂As中毒是不可逆的，易引起催化剂活性降低，因此发明一种有效去除失活SCR脱硝催化剂表面砷化合物的方法，解决As中毒SCR脱硝催化剂的再生问题是十分必要的。