本發(fā)明涉及脫硝催化劑回收利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種廢SCR脫硝催化劑回收方法。
背景技術(shù)：
：氮氧化物（NOX）是目前我國大氣污染物的主要來源之一，是形成酸雨、光化學(xué)污染、區(qū)域超細(xì)顆粒PM2.5和霧霾的主要原因，給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了嚴(yán)重的危害。燃煤電廠是NOX排放的最主要來源，占總排放量的70%。2012年1月1日實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定新建火電機(jī)組NOX排放量要達(dá)到100mg/Nm3。2014年8月23日，國家發(fā)改委、環(huán)保部、國家能源局三部委聯(lián)合下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃（2014-2020年）》對燃煤機(jī)組排放提出新要求，要求規(guī)范內(nèi)的機(jī)組NOX排放量低于50mg/Nm3。國家環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃中關(guān)于大氣環(huán)境質(zhì)量的基本思路是氮氧化物平均濃度達(dá)標(biāo)。愈來愈嚴(yán)格的環(huán)保政策和環(huán)保趨勢，促使火電廠煙氣脫硝技術(shù)大規(guī)模推廣。當(dāng)前最有效減少氮氧化物排放的技術(shù)（脫硝技術(shù)）是選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，被廣泛用于火電廠煙氣氮氧化物脫除。SCR脫硝催化劑主要用于脫除火電廠煙氣中的氮氧化物，我國火電裝機(jī)容量大，需要大量這種催化劑。SCR系統(tǒng)中最關(guān)鍵部件脫硝催化劑在實(shí)際運(yùn)行過程中會發(fā)生化學(xué)中毒、積灰、燒結(jié)、表面形成水化合物、活性組分流失、機(jī)械磨損或破壞等而失效。SCR脫硝催化劑一般壽命為3-5年，每年都有大量的廢SCR脫硝催化劑產(chǎn)生，如果不加以適當(dāng)?shù)奶幚?，不僅造成巨大的浪費(fèi)，還會嚴(yán)重的污染環(huán)境。SCR脫硝催化劑中主要含有鈦白粉、三氧化鎢、五氧化二釩等，同時(shí)，廢舊SCR催化劑由于運(yùn)行過程中吸附粉煤灰中鈹、砷、汞等有毒元素。2014年8月5日，環(huán)保部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)廢煙氣脫硝催化劑監(jiān)管工作的通知》中明確：將廢煙氣脫硝催化劑（釩鈦系）納入危險(xiǎn)廢物“HW50其他廢物”進(jìn)行管理。通知中同時(shí)鼓勵(lì)廢煙氣脫硝催化劑（釩鈦系）優(yōu)先進(jìn)行再生。不可再生的廢SCR脫硝催化劑可交由具有重金屬提煉能力的危險(xiǎn)廢物經(jīng)驗(yàn)單位提取釩、鎢、鈦和鉬等資源。廢舊催化劑屬于危險(xiǎn)固廢，若隨意堆存或不當(dāng)處置，將造成環(huán)境污染和危及人類的安全健康，并造成資源浪費(fèi)，因此，脫硝催化劑資源化技術(shù)是解決這一問題的最佳途徑。目前，對廢棄SCR脫硝催化劑的處理，一般采用以下方式：（1）廢棄SCR脫硝催化劑中有價(jià)金屬回收；（2）直接填埋；（3）清洗后用于催化劑生產(chǎn)原料。專利號為201210460099.4提出的一種含鎢、釩、鈦的蜂窩式SCR廢催化劑的綜合回收工藝，通過堿高溫度壓浸出釩和鎢，鈦則留在廢渣里；然后在通過化學(xué)分離的方法制備出仲鎢酸銨和偏釩酸銨，廢渣中的鈦?zhàn)詈髣t制成金紅石型鈦白粉。有價(jià)金屬回收可以分離出催化劑中鎢釩鈦等金屬元素，但是由于其中價(jià)值高的鎢和釩含量較低，分別為三氧化鎢占催化劑總量的5%-10%，五氧化二釩占催化劑總量的0.5%-1%，鈦白粉占催化劑總量的80%-90%，其分離成本高，二次污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)不合算。專利號為201410084859.5的一種廢棄SCR催化劑回收利用的方法和專利號為201410084780.2提出的一種利用廢棄SCR催化劑回收液再生脫硝催化劑的方法，是將廢棄SCR脫硝催化劑經(jīng)吹灰、清洗和干燥處理后，粉碎成粉末，然后加入碳酸鈉，并混合均勻，最后在高溫爐內(nèi)進(jìn)行焙燒，得到焙燒料。焙燒料經(jīng)再次粉碎后，加入到稀硫酸溶液中，經(jīng)水浴保溫并攪拌數(shù)小時(shí)后，使用氨水調(diào)節(jié)PH值到8-11，然后過濾，得到含鉬、鎢或釩的回收液，作為失活催化劑的再生液。該方法存在含鈦殘?jiān)鼰o法處理，流程同時(shí)加入酸和堿，酸堿綜合造成浪費(fèi)并產(chǎn)生大量高鹽廢水。我國的廢棄SCR脫硝催化劑的回收利用研究起步較晚，缺乏對廢SCR脫硝催化劑系統(tǒng)的研究和相應(yīng)的回收處理法規(guī)。目前還未對廢棄SCR脫硝催化劑進(jìn)行規(guī)?；厥绽?，對廢舊廢棄SCR脫硝催化劑的研究工作也僅處于起步階段。廢棄SCR脫硝催化劑的回收難度大，目前尚沒有專業(yè)公司，在國內(nèi)屬于新領(lǐng)域。因此，對廢棄SCR脫硝催化劑的回收很有必要，開展廢棄SCR脫硝催化劑的回收利用可以變廢為寶，化害為益，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種廢SCR脫硝催化劑回收方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種廢SCR脫硝催化劑回收方法，其特征在于，具體步驟如下：（1）吹灰：采用高壓空氣吹掃或負(fù)壓吸塵的方式對催化劑模塊的表面和孔道內(nèi)進(jìn)行清灰，每次清灰持續(xù)0-0.5h，每間隔0-0.1h清灰一次，清灰累計(jì)時(shí)間為0-1h；（2）沖洗：對步驟（1）中獲得的催化劑模塊通過高壓水進(jìn)行沖洗，沖洗使用1-6MPa高壓水，噴淋方向首先從催化劑迎風(fēng)端進(jìn)行噴淋10-20min，然后從催化劑尾端進(jìn)行噴淋10-20min；（3）破碎：將步驟（2）中獲得的廢SCR脫硝催化劑利用破碎設(shè)備依次進(jìn)行三個(gè)不同等級的破碎作業(yè)，包括初級破碎，粒度為80-120mm；一級中粒破碎，粒度為50-80mm；二級細(xì)粒破碎，粒度為20-50mm；（4）磨礦：將步驟（3）中獲得的廢SCR脫硝催化劑顆粒通過設(shè)備磨碎至10-100μm的粉末；（5）酸浸：將步驟（4）中獲得的廢SCR脫硝催化劑粉末轉(zhuǎn)移到一級溶出反應(yīng)器，加入草酸和硫酸的混合液，溫度控制在20-95℃之間進(jìn)行攪拌30-180min，將廢SCR脫硝催化劑中有害成分鎢、釩、鈦等可溶于酸的組分溶解進(jìn)液相分離；（6）固液分離：將步驟（5）中獲得的反應(yīng)物過濾洗滌，使固體物料成中性后進(jìn)行固液分離；（7）除砷：將步驟（6）中獲得的固體物料轉(zhuǎn)移進(jìn)入二級溶出反應(yīng)器，加入一定濃度氫氧化鈉溶液，溫度控制在溫度20-95℃之間進(jìn)行攪拌30-180min，將廢SCR脫硝催化劑中有害成分砷等可溶于堿的組分溶解進(jìn)液相分離；（8）固液分離：將步驟（7）中獲得的反應(yīng)物過濾洗滌，使固體物料成中性后進(jìn)行固液分離；（9）將步驟（8）中獲得的廢SCR脫硝催化劑固體粉末按一定比例與水泥、水、細(xì)集料、粗集料、粉煤灰和減水劑混合制備獲得混凝土。進(jìn)一步地，步驟（1）中吹灰的氣體壓力在0-8.0MPa之間，壓縮氣體流量0-4m3/s；吸灰的氣體壓力-404-0KPa之間。進(jìn)一步地，步驟（2）中沖洗后廢水由廢水回收裝置收集。進(jìn)一步地，步驟（5）中的酸性溶液經(jīng)多次循環(huán)富集。進(jìn)一步地，步驟（7）中的堿性溶液經(jīng)多次循環(huán)富集。進(jìn)一步地，將步驟（5）中產(chǎn)生的酸性廢水與步驟（7）中產(chǎn)生的堿性廢水混合中和，經(jīng)濃縮蒸發(fā)，得到固體重金屬和砷等元素。所述的水泥采用P·Ⅱ52.5級硅酸鹽水泥；所述的細(xì)集料為普通河沙，級配合格，細(xì)度模數(shù)為2.5，屬Ⅱ級中砂，含泥量1.1%；所述的粗集料為普通碎石，連續(xù)級配合格，粒度為5-31.5mm，壓碎值7.9%；所述的粉煤灰采用干排Ⅱ級灰；所述的減水劑采用SX-C18緩凝型聚羧酸高性能減水劑。所述的混凝土的水灰比為1:2。本發(fā)明的有益效果是：將廢棄SCR脫硝催化劑中有毒有害元素提取出來，其它無害成分按一定比例添加作為干混砂漿和混凝土的原料，不僅可以將廢棄SCR脫硝催化劑無害化處理，又可以提高混凝土的產(chǎn)品性能。具體實(shí)施方式以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。一種廢SCR脫硝催化劑回收方法，其特征在于，具體步驟如下：（1）吹灰：采用高壓空氣吹掃或負(fù)壓吸塵的方式對催化劑模塊的表面和孔道內(nèi)進(jìn)行清灰，每次清灰持續(xù)0-0.5h，每間隔0-0.2h清灰一次，清灰累計(jì)時(shí)間為0-1h；其中，吹灰的氣體壓力在0-8.0MPa之間，壓縮氣體流量0-4m3/s；吸灰的氣體壓力-404-0KPa之間；（2）沖洗：對步驟（1）中獲得的催化劑模塊通過高壓水進(jìn)行沖洗，沖洗使用1-6MPa高壓水，噴淋方向首先從催化劑迎風(fēng)端進(jìn)行噴淋10-20min，然后從催化劑尾端進(jìn)行噴淋10-20min；其中，沖洗后廢水由廢水回收裝置收集，并集中進(jìn)行下一步的處理；（3）破碎：將步驟（2）中獲得的廢SCR脫硝催化劑利用破碎設(shè)備依次進(jìn)行三個(gè)不同等級的破碎作業(yè)；初級破碎，粒度為80-120mm；一級中粒破碎，粒度為50-80mm；二級細(xì)粒破碎，粒度為20-50mm；其中，破碎設(shè)備可以是顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、立軸式破碎機(jī)等；（4）磨礦：將步驟（3）中獲得的廢SCR脫硝催化劑顆粒通過設(shè)備磨碎至10-100μm的粉末；其中，用于磨碎的設(shè)備可采用球磨機(jī)、棒磨機(jī)、振動磨機(jī)等；（5）酸浸：將步驟（4）中獲得的廢SCR脫硝催化劑粉末轉(zhuǎn)移到一級溶出反應(yīng)器，加入草酸和硫酸的混合液，溫度控制在20-95℃之間進(jìn)行攪拌30-180min，將廢SCR脫硝催化劑中有害成分鎢、釩、鈦等可溶于酸的組分溶解進(jìn)液相分離；其中，上述酸性溶液經(jīng)多次循環(huán)富集；（6）固液分離：將步驟（5）中獲得的反應(yīng)物過濾洗滌，使固體物料成中性后進(jìn)行固液分離；（7）除砷：將步驟（6）中獲得的固體物料轉(zhuǎn)移進(jìn)入二級溶出反應(yīng)器，加入一定濃度氫氧化鈉溶液，溫度控制在溫度20-95℃之間進(jìn)行攪拌30-180min，將廢SCR脫硝催化劑中有害成分砷等可溶于堿的組分溶解進(jìn)液相分離；其中，上述堿性溶液經(jīng)多次循環(huán)富集；（8）固液分離：將步驟（7）中獲得的反應(yīng)物過濾洗滌，使固體物料成中性后進(jìn)行固液分離；（9）將步驟（8）中獲得的廢SCR脫硝催化劑固體粉末按一定比例與水泥、水、細(xì)集料、粗集料、粉煤灰和減水劑混合制備獲得混凝土。其中，所述的水泥采用P·Ⅱ52.5級硅酸鹽水泥；所述的細(xì)集料為普通河沙，級配合格，細(xì)度模數(shù)為2.5，屬Ⅱ級中砂，含泥量1.1%；所述的粗集料為普通碎石，連續(xù)級配合格，粒度為5-31.5mm，壓碎值7.9%；所述的粉煤灰采用干排Ⅱ級灰；所述的減水劑采用SX-C18緩凝型聚羧酸高性能減水劑；進(jìn)一步地，所述的混凝土的水灰比為1:2。進(jìn)一步地，將步驟（5）中產(chǎn)生的酸性廢水與步驟（7）中產(chǎn)生的堿性廢水混合中和，經(jīng)濃縮蒸發(fā)，得到固體重金屬和砷等元素。對該廢SCR脫硝催化劑回收方法處理后的廢SCR脫硝催化劑中的元素進(jìn)行分析，具體數(shù)據(jù)如下表所示:通過以上兩個(gè)表格數(shù)據(jù)可以得知，處理后廢SCR脫硝催化劑的五氧化二釩的去除率達(dá)到了98.01%，砷的去除率達(dá)到了92.07%，鈹?shù)娜コ蔬_(dá)到了95.92%，汞的去除率達(dá)到了96.48%。對該廢SCR脫硝催化劑回收方法處理后的廢SCR脫硝催化劑的物理性能進(jìn)行測試，具體數(shù)據(jù)如下表所示:比表面積/（m2/g）需水量比/%密度/（g/cm3）48.3138.51.07通過對廢SCR脫硝催化劑回收方法獲得的混凝土進(jìn)行物理力學(xué)分析，混凝土的物理力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：通過以上表格數(shù)據(jù)可以得知，混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)性能隨著處理后廢SCR脫硝催化劑的添加劑量的提高均有所提升，可以提高混凝土的產(chǎn)品性能。對該廢SCR脫硝催化劑回收方法處理后的廢SCR脫硝催化劑的抗腐蝕性進(jìn)行測試，具體數(shù)據(jù)如下表所示:通過以上表格數(shù)據(jù)可以得知，混凝土的質(zhì)量變化率和抗壓強(qiáng)度能隨著處理后廢SCR脫硝催化劑添加劑量的提高均有所提升，提高了混凝土的耐腐蝕性。對該廢SCR脫硝催化劑回收方法處理后的廢SCR脫硝催化劑的抗凍融性進(jìn)行測試，具體如下表所示:通過以上表格數(shù)據(jù)可以得知，混凝土的質(zhì)量變化率和抗壓強(qiáng)度能隨著處理后廢SCR脫硝催化劑添加劑量的提高均有所提升，提高了混凝土的抗凍融性。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的技術(shù)方案，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3