一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法技术

本发明专利技术提供的废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，包括采用微波加热处理活性负载的可逆失活SCR脱硝催化剂以制备再生SCR脱硝催化剂的步骤；其中，活性负载时所用再生液中包括从不可逆失活SCR脱硝催化剂中分别回收的Ti

A method of regeneration and recovery of waste SCR denitration catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法
本专利技术涉及催化剂再生
，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法。
技术介绍
氮氧化物是燃煤电厂释放的主要大气污染源，随着我国电力行业快速发展，氮氧化物的释放量也越来越多，因此，国家在电力行业全面开展脱硝环保技术。目前我国燃煤电厂绝大部分使用选择性催化还原法(SCR)进行干法烟气脱硝，用氨或其他还原剂选择性的将氮氧化物还原为无害的氮气和水，SCR催化剂主要有钒钨系、钒钼系和钒钨钼系；三者都以V2O5和TiO2作为催化活性主体，其中，钒钨系催化剂是以WO3作为助剂，钒钼系是以MoO3作为助剂，而钒钨钼系则是以WO3和MoO3作为共同的助剂。在选择性催化还原技术中，催化剂的投资是核心部分，催化剂的活性直接决定脱硝的效率。但是，SCR催化剂的使用寿命有限，逾期需要及时更换，更换下来的废弃的催化剂分为可逆性失活催化剂和不可逆失活催化剂。前者可以通过反吹除灰、水洗、酸洗后补钒等措施进行再生，使催化剂脱硝率恢复到原来的90％以上而重新利用，费用为全部更换费用的20-30％；然而大量SCR脱硝催化剂不可再生或再生过程中被破损而需要废弃，其中，这部分催化剂中TiO2含量为80％-90％，WO3含量为4％-6％，V2O5含量为0.4％-1.5％。由于钛和钨都具有较高的经济价值，因此寻求一种废弃SCR脱硝催化剂的综合回收利用方法，不仅能够减少污染，还能实现资源化，使废弃催化剂得到最大程度利用，具有较高的经济社会效益。目前，废弃SCR脱硝催化剂的回收工艺主要分为干法和湿法两种。干法一般是利用加热炉将废弃SCR脱硝催化剂与还原剂以及助熔剂一起加热熔融，使金属组分经还原熔融成金属或者合金回收，而载体与助熔剂形成炉渣排出；但是，干法存在能耗高，而且在熔融过程中可能会释放二氧化硫气体的缺陷。湿法是用酸碱或其他溶剂溶解废弃SCR脱硝催化剂，然后经过除杂、纯化、分离、干燥等步骤处理后，得回收产品，因此，废弃SCR脱硝催化剂的回收工艺一般是采用湿法进行回收。例如中国专利文献CN105709861A公开了一种SCR脱硝催化剂的再生方法，包含对废弃和失活的SCR脱硝催化剂预处理、对废弃SCR脱硝催化剂的粉碎、利用碱液加热对废弃SCR脱硝催化剂过滤分离得到含钨酸钠和钒酸钠的回收液，调整回收液中钒浓度为2-10g/L即为再生液；将干燥好失活的SCR脱硝催化剂在室温下浸没到上述调配好浓度的再生液中进行再生，取出后室温放置，然后经干燥、培烧、冷却后得到再生SCR脱硝催化剂；实现对废弃SCR脱硝催化剂的资源化利用和无害化处置。然而这种方法再生后的废弃SCR脱硝催化剂不利于多次再生，而且再生能力差；其次，对钒和钨混合盐溶液的回收只能用于再生工艺中再生液的使用，而且对钛并未回收，因此，对废弃SCR脱硝催化剂并未进行综合的回收利用。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中存在再生后的废弃SCR脱硝催化剂不利于多次再生，再生能力差，而且并未对废弃SCR脱硝催化剂进行综合回收利用的缺陷，从而提供一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法。为此，本专利技术提供如下技术方案：一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，包括采用微波加热处理活性负载的可逆失活SCR脱硝催化剂以制备再生SCR脱硝催化剂的步骤；其中，活性负载时所用再生液中包括从不可逆失活SCR脱硝催化剂中分别回收的Ti4+、V5+和W6+。所述微波加热时间为5-15min，微波能量为50-100w/kg，频率为3000-4000MHz。SCR脱硝催化剂再生步骤包括：预处理的可逆失活SCR脱硝催化剂经化学清洗、活性负载、干燥、微波加热和冷却。所述废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法还包括Ti4+、V5+和W6+的回收步骤包括：将预处理的不可逆失活SCR脱硝催化剂经干燥、破碎、研磨后，用碱液浸出得到浸出渣和浸出液，对浸出液中的V5+和W6+分别进行回收，对浸出渣中的Ti4+进行回收。所述Ti4+、V5+和W6+的回收步骤中，碱液浸出是指将研磨后的不可逆失活SCR脱硝催化剂在质量分数为10-50％的氢氧化钠水溶液中反应1-1.5h，反应温度为40-110℃，两者的体积质量比为3:1-15:1(ml：g)；反应结束后过滤得到浸出液和浸出渣。其中，钨、钒金属元素以离子形式留在浸出液中，剩余过滤的浸出残渣主要为二氧化钛及其他杂质，反应原理如下：2NaOH+V2O5＝2NaVO3+H2O2NaOH+WO3＝Na2WO4+H2O所述浸出渣与硫酸反应后加水稀释得偏钛酸沉淀，所得偏钛酸沉淀经干燥煅烧得二氧化钛；反应原理如下：TiO2+H2SO4＝TiOSO4+H2OTiOSO4+2H2O＝H2SO4+H2TiO3↓H2TiO3＝TiO2+H2O和/或，浸出液用硫酸调节pH值为10.0，过滤得到的滤液再次调节pH值为7.0-9.0，加入氯化铵于30-80℃，反应1-5h，过滤得滤液和偏钒酸铵固体；其中NH4+/V5+的摩尔比为2∶1-20∶1；反应原理如下：NaVO3+NH4Cl＝NH4VO3↓+NaCl和/或，所得滤液与稀硫酸混合室温反应1-5h后，过滤得钨酸；其中，滤液中W6+和硫酸的摩尔比为1∶1-1∶10。反应原理如下：Na2WO4+H2SO4＝H2WO4↓+Na2SO4(NH4)2WO4+H2SO4＝H2WO4↓+(NH4)2SO4其中，浸出液中金属钒和金属钨的含量是采用ICP等离子光谱进行检测，即电感耦合等离子体光谱仪。所述化学清洗是指首先将经预处理后的可逆失活SCR脱硝催化剂放入稀硫酸清洗液中浸泡，然后再放入化学清洗剂中进行清洗；优选地，稀硫酸清洗液与预处理后的可逆失活SCR脱硝催化剂的体积比为2∶1-10∶1；浸泡温度为50-70℃，浸泡时间为30-60min；化学清洗剂与预处理后的可逆失活SCR脱硝催化剂的体积比为5:1-10:1；清洗温度为30-60℃，清洗时间为20-60min。稀硫酸清洗液中包括氢氟酸和EDTA，以稀硫酸清洗液的总重量计，氢氟酸的质量占比为2-10％；EDTA的质量占比为1-4％。化学清洗剂包括表面活性剂，渗透剂，络合剂和助剂；以化学清洗剂的总重量计，表面活性剂的质量占比为2-5％，渗透剂的质量占比为5-8％，络合剂的质量占比为2-5％，助剂的质量占比为3-6％。所述表面活性剂为聚氧乙烯醚，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)，络合剂为EDTA，助剂为DTC类重金属捕集剂。其中，预处理后的可逆失活SCR脱硝催化剂的体积是按照其表观体积来计算，即催化剂是立体结构，长×宽×高即可。在对可逆失活SCR脱硝催化剂进行化学清洗之后，活性负载之前还包括对其进行去离子水清洗；优选地，去离子水清洗的次数为2-3次。所述活性负载步骤包括将清洗过的可逆失活SCR脱硝催化剂于100-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，其特征在于，包括采用微波加热处理活性负载的可逆失活SCR脱硝催化剂以制备再生SCR脱硝催化剂的步骤；/n其中，活性负载时所用再生液中包括从不可逆失活SCR脱硝催化剂中分别回收的Ti

【技术特征摘要】
1.一种废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，其特征在于，包括采用微波加热处理活性负载的可逆失活SCR脱硝催化剂以制备再生SCR脱硝催化剂的步骤；
其中，活性负载时所用再生液中包括从不可逆失活SCR脱硝催化剂中分别回收的Ti4+、V5+和W6+。


2.根据权利要求1所述废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，其特征在于，所述微波加热时间为5-15min，微波能量为50-100w/kg，频率为3000-4000MHz。


3.根据权利要求1或2所述废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，其特征在于，SCR脱硝催化剂再生步骤包括：预处理的可逆失活SCR脱硝催化剂经化学清洗、活性负载、干燥、微波加热和冷却。


4.根据权利要求1-3任一项所述废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，其特征在于，还包括Ti4+、V5+和W6+的回收步骤包括：将预处理的不可逆失活SCR脱硝催化剂经干燥、破碎、研磨后，用碱液浸出得到浸出渣和浸出液，对浸出液中的V5+和W6+分别进行回收，对浸出渣中的Ti4+进行回收；
优选地，所述碱液浸出是指将研磨后的不可逆失活SCR脱硝催化剂在质量分数为10-50％的氢氧化钠水溶液中反应1-1.5h，反应温度为40-110℃，两者的体积质量比为3:1-15:1；反应结束后过滤得到浸出液和浸出渣。


5.根据权利要求4所述废弃SCR脱硝催化剂的再生与回收的方法，其特征在于，所述浸出渣与硫酸反应后加水稀释得偏钛酸沉淀，所得偏钛酸沉淀经干燥煅烧得二氧化钛；
和/或，浸出液用硫酸调节pH值为10.0，过滤得到的滤液再次调节pH值为7.0-9.0，加入氯化铵于30-80℃，反应1-5h，过滤得滤液和偏钒酸铵固体；其中NH4+/V5+的摩尔比为2:1-20：1；
和/或，所得滤液与稀硫酸混合室温反应1-5h后，过滤得钨酸；其中，滤液中W6+和硫酸的摩尔比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福泰，褚永前，白立强，杨艳，
申请(专利权)人：清大国华环境集团股份有限公司，宁夏宁东清大国华环境资源有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11