本發(fā)明涉及脫硝催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊脫硝催化劑的清洗裝置、方法及其再生方法。
背景技術(shù)：
我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，燃煤電廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的粉塵、SOx、NOx和有害金屬元素等。煙氣中排放的氮氧化物(NOx)對環(huán)境的危害比硫化物更為嚴(yán)重，大氣中的NOx能引起酸雨、光化學(xué)煙霧、地表水富營養(yǎng)化等破壞生態(tài)環(huán)境并危及人類健康的一系列問題。選擇性催化還原法(selective catalytic reduction，SCR)以其反應(yīng)溫度較低，凈化率高，運(yùn)行可靠，二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國家已成為脫除NOx的首選方法。在SCR技術(shù)中，催化劑是核心，其成本約占SCR系統(tǒng)總成本的20％～40％，催化劑的性能直接影響NOx的脫除效果。
脫硝催化劑在使用期間由于煙氣中的粉塵的持續(xù)沖刷，會導(dǎo)致催化劑的微孔堵塞或堿金屬、堿土金屬、砷等中毒的失活現(xiàn)象，
傳統(tǒng)用于除去氮氧化物的催化劑雖然在適宜溫度范圍內(nèi)可以除去氮氧化物，但是，仍然存在催化劑難以適應(yīng)高溫，使用壽命短，制作過程不容易成型脫模，且孔隙度不理想等不足。部分適用于高溫環(huán)境的催化劑存在比表面不大，脫硝效率不理想的問題。
其中常用的水洗、酸洗方法可以洗去催化劑表面有害組分，單同時(shí)也可能洗去催化劑的催化組分，清洗的效果取決于清洗的強(qiáng)度和催化劑本身的性質(zhì)，因此目前廢舊催化劑的清洗面臨著清洗不完全，清洗完全時(shí)其中剩余的活性成分丟失過多，雖經(jīng)過清洗但仍不能被循環(huán)利用的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述問題本發(fā)明提出一種廢舊脫硝催化劑的清洗裝置、方法及其再生方法，可以有效的清洗廢舊脫硝催化劑表面的渣滓，同時(shí)對廢舊催化劑進(jìn)行再生，并拓寬了催化劑的工作窗口。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：
一種廢舊脫硝催化劑的清洗裝置，包括沖洗槽、風(fēng)機(jī)、負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器、噴淋裝置，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)位于所述沖洗槽上方，所述風(fēng)機(jī)開設(shè)至少一個(gè)扁形噴嘴；所述噴淋裝置位于所述沖洗槽上方，所述噴淋裝置至少設(shè)置一個(gè)噴頭；所述負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器位于所述沖洗槽下方，所述沖洗槽頂部開口底部開設(shè)孔洞。
一種利用上述清洗裝置清洗廢舊脫硝催化劑的方法，包括物理除污和化學(xué)清洗。
進(jìn)一步，為對催化劑表面的浮灰及水溶性雜質(zhì)進(jìn)行沖洗，物理除污包括如下步驟：
(1)吹掃：將廢舊脫硝催化劑置于沖洗槽中，沖洗槽上方風(fēng)機(jī)噴嘴對催化劑來回吹掃，吹掃出的粉塵通過沖洗槽底部孔洞進(jìn)入負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器中；從而可以去除廢舊催化劑表面粘附的灰塵同時(shí)對灰塵進(jìn)行收集，防止灰塵直接排入到空氣中污染環(huán)境和危害操作人員健康；
(2)噴淋：使用噴淋裝置對上述吹掃過的催化劑進(jìn)行來回往復(fù)淋洗，從而可以預(yù)先去除催化劑表面的水溶性渣滓。
進(jìn)一步，為除去催化劑表面的有機(jī)物需對催化劑進(jìn)行全面的化學(xué)清洗，化學(xué)清洗包括如下步驟：
(1)鼓泡清洗：將上述物理除污的催化劑置于鼓泡塔反應(yīng)器中，鼓泡塔中注入清洗液；
(2)超聲酸洗：將上述鼓泡清洗后的催化劑置于超聲波清洗儀中清洗，超聲波清洗儀中注入酸液；
(3)淋洗：將上述酸洗后的催化劑置于沖洗槽中，使用噴淋裝置進(jìn)行淋洗。
進(jìn)一步，根據(jù)脫硝催化劑的工作環(huán)境及所吸附的雜質(zhì)，步驟(1)中，清洗液為：乙二胺四乙酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬質(zhì)酸鈉、氫氧化鈉和自來水以質(zhì)量比為(0.1～2％)：(0.1～2％)：(0.1～2％)：(0.1～2％)：95％配置而成。
進(jìn)一步，步驟(2)中，酸液為濃度為0.01～2mol/L的稀硫酸溶液和濃度為0.01～2mol/L的草酸，加水稀釋至PH為3～5.5配置而成溶液。
將清洗后的廢舊催化劑再生為寬溫差催化劑的方法，包括如下步驟：
(1)活性浸漬液的制備：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2～5％的草酸溶液為溶劑，偏釩酸銨、鎢酸銨、鉬酸銨、五氧化二鈮、醋酸銻和硝酸鈰以質(zhì)量比為(10～20％)：(2～5％)：(0.5～3％)：(0.05～3％):(0.05～1％)：(0.05～1％)溶于上述草酸溶液中，混合均勻，將上述清洗后催化劑置于活性浸漬液中；
(2)煅燒：以升溫煅燒方式在500～600℃對上述活性浸漬液中浸漬后的催化劑進(jìn)行煅燒。
進(jìn)一步，為使廢舊脫硝催化劑充分吸收活性成分，步驟(1)中，清洗后催化劑置于活性浸漬液中浸漬20～24h。
進(jìn)一步，步驟(2)中，升溫煅燒方式為以5～10℃/min速率升溫。
進(jìn)一步，步驟(2)中，煅燒時(shí)間為10～20h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)可對廢舊脫硝催化劑進(jìn)行全面的清洗；物理除污和化學(xué)清洗結(jié)合，并使用相應(yīng)的清洗裝置，可對催化劑進(jìn)行全面清洗，同時(shí)物理除污過程中的灰塵還可以進(jìn)行吸收，防止直接排入空氣對環(huán)境和操作人員造成傷害。
(2)廢舊的脫硝催化劑可再生為寬溫差的脫硝催化劑；清洗完全的催化劑可直接浸入配置的活性成分浸漬液中，使是失活的脫硝催化劑再生。
(3)操作簡單，節(jié)省成本；整個(gè)廢舊脫硝催化劑清洗、再生的過程操作簡單，可廣泛用于催化劑的再生中，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施方式進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步的理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對其權(quán)利的限制。
實(shí)施例1
一種廢舊脫硝催化劑的清洗裝置、方法及其再生方法，其物理除污流程分為吹掃、噴淋，化學(xué)清洗分為鼓泡清洗、超聲酸洗、淋洗，再生方法分為活性液浸漬、煅燒。
物理除污：
(1)吹掃：將廢舊催化劑置于沖洗槽中，沖洗槽頂部開口，底部開設(shè)孔洞；風(fēng)機(jī)位于沖洗槽上方，風(fēng)機(jī)開設(shè)多個(gè)扁形噴嘴，干燥的壓縮空氣經(jīng)分流到多個(gè)扁形噴嘴對催化劑模塊來回吹掃，其中壓縮空氣的壓力為6Kg/cm2；負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器位于沖洗槽下方，負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器以7728m3/h的風(fēng)量收集粉塵到脈沖除塵器里；
(2)噴淋：噴淋裝置位于沖洗槽上方，噴淋裝置設(shè)有多個(gè)噴頭，能夠在沖洗槽上方來回移動；當(dāng)上述吹掃結(jié)束后，開啟噴淋裝置，對沖洗槽中催化劑進(jìn)行來回往復(fù)噴淋，高壓水水源為自來水，揚(yáng)程195m，流量為2m3/h。
化學(xué)清洗：
(1)鼓泡清洗：將上述物理除污的催化劑置于鼓泡塔反應(yīng)器中，鼓泡塔中注入清洗液，鼓泡清洗；鼓泡塔是氣相成氣泡狀的一類氣液傳質(zhì)設(shè)備，氣體從塔底向上經(jīng)分布器以氣泡形式通過液層，氣泡的攪拌作用可使液相充分混合，從而可以對催化劑進(jìn)行徹底的清洗；
其中清洗液為：乙二胺四乙酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬質(zhì)酸鈉、氫氧化鈉和自來水以質(zhì)量比為1.5％：0.5％：2％：1％：95％配置而成，可以除去堵塞在催化劑上的砷、鉛及汞。
(2)超聲酸洗：將上述鼓泡清洗后的催化劑置于超聲波清洗儀中清洗1h，超聲波清洗儀中注入酸液；
酸液為濃度為2mol/L的稀硫酸溶液和濃度為0.5mol/L的草酸，加水稀釋至PH為3配置而成溶液；
(3)淋洗：將上述酸洗后的催化劑置于沖洗槽中，使用噴淋裝置進(jìn)行水洗。
催化劑再生：
(1)活性浸漬液的制備：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的草酸溶液為溶劑，偏釩酸銨、鎢酸銨、鉬酸銨、五氧化二鈮、醋酸銻和硝酸鈰以質(zhì)量比為10％：5％：0.5％：3％:0.05％：0.05％溶于上述草酸溶液中，混合均勻，將上述清洗后催化劑置于活性浸漬液中浸漬20h；
其中偏釩酸銨為主催化劑的有效成分，鎢酸銨為助催化劑，其他為活性成分，從而可以有效的補(bǔ)充催化劑活性組分；
(2)煅燒：以10℃/min升溫速率升溫至600℃煅燒10h，自然冷卻至室溫則得寬溫差再生脫硝催化劑。
實(shí)施例2
一種廢舊脫硝催化劑的清洗裝置、方法及其再生方法，其物理除污流程分為吹掃、噴淋，化學(xué)清洗分為鼓泡清洗、超聲酸洗、淋洗，再生方法分為活性液浸漬、煅燒。
物理除污：
(1)吹掃：將廢舊催化劑置于沖洗槽中，沖洗槽頂部開口，底部開設(shè)孔洞；風(fēng)機(jī)位于沖洗槽上方，風(fēng)機(jī)開設(shè)多個(gè)扁形噴嘴，干燥的壓縮空氣經(jīng)分流到多個(gè)扁形噴嘴對催化劑模塊來回吹掃，其中壓縮空氣的壓力為8Kg/cm2；負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器位于沖洗槽下方，負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器以8000m3/h的風(fēng)量收集粉塵到脈沖除塵器里；
(2)噴淋：噴淋裝置位于沖洗槽上方，噴淋裝置設(shè)有多個(gè)噴頭，能夠在沖洗槽上方來回移動；當(dāng)上述吹掃結(jié)束后，開啟噴淋裝置，對沖洗槽中催化劑進(jìn)行來回往復(fù)噴淋，高壓水水源為自來水，揚(yáng)程200m，流量為3m3/h。
化學(xué)清洗：
(1)鼓泡清洗：將上述物理除污的催化劑置于鼓泡塔反應(yīng)器中，鼓泡塔中注入清洗液，鼓泡清洗；鼓泡塔是氣相成氣泡狀的一類氣液傳質(zhì)設(shè)備，氣體從塔底向上經(jīng)分布器以氣泡形式通過液層，氣泡的攪拌作用可使液相充分混合，從而可以對催化劑進(jìn)行徹底的清洗；
其中清洗液為：乙二胺四乙酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬質(zhì)酸鈉、氫氧化鈉和自來水以質(zhì)量比為2％：0.1％：1.1％：1.8％：95％配置而成，可以除去堵塞在催化劑上的砷、鉛及汞。
(2)超聲酸洗：將上述鼓泡清洗后的催化劑置于超聲波清洗儀中清洗2h，超聲波清洗儀中注入酸液；
酸液為濃度為0.01mol/L的稀硫酸溶液和濃度為2mol/L的草酸，加水稀釋至PH為4配置而成溶液；
(3)淋洗：將上述酸洗后的催化劑置于沖洗槽中，使用噴淋裝置進(jìn)行水洗。
催化劑再生：
(1)活性浸漬液的制備：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％的草酸溶液為溶劑，偏釩酸銨、鎢酸銨、鉬酸銨、五氧化二鈮、醋酸銻和硝酸鈰以質(zhì)量比為20％：2％：3％：0.05％:1％：1％溶于上述草酸溶液中，混合均勻，將上述清洗后催化劑置于活性浸漬液中浸漬22h；
其中偏釩酸銨為主催化劑的有效成分，鎢酸銨為助催化劑，其他為活性成分，從而可以有效的補(bǔ)充催化劑活性組分；
(2)煅燒：以5℃/min升溫速率升溫至500℃煅燒20h，自然冷卻至室溫則得寬溫差再生脫硝催化劑。
實(shí)施例3
一種廢舊脫硝催化劑的清洗裝置、方法及其再生方法，其物理除污流程分為吹掃、噴淋，化學(xué)清洗分為鼓泡清洗、超聲酸洗、淋洗，再生方法分為活性液浸漬、煅燒。
物理除污：
(1)吹掃：將廢舊催化劑置于沖洗槽中，沖洗槽頂部開口，底部開設(shè)孔洞；風(fēng)機(jī)位于沖洗槽上方，風(fēng)機(jī)開設(shè)多個(gè)扁形噴嘴，干燥的壓縮空氣經(jīng)分流到多個(gè)扁形噴嘴對催化劑模塊來回吹掃，其中壓縮空氣的壓力為8Kg/cm2；負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器位于沖洗槽下方，負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵器以7500m3/h的風(fēng)量收集粉塵到脈沖除塵器里；
(2)噴淋：噴淋裝置位于沖洗槽上方，噴淋裝置設(shè)有多個(gè)噴頭，能夠在沖洗槽上方來回移動；當(dāng)上述吹掃結(jié)束后，開啟噴淋裝置，對沖洗槽中催化劑進(jìn)行來回往復(fù)噴淋，高壓水水源為自來水，揚(yáng)程210m，流量為4m3/h。
化學(xué)清洗：
(1)鼓泡清洗：將上述物理除污的催化劑置于鼓泡塔反應(yīng)器中，鼓泡塔中注入清洗液，鼓泡清洗；鼓泡塔是氣相成氣泡狀的一類氣液傳質(zhì)設(shè)備，氣體從塔底向上經(jīng)分布器以氣泡形式通過液層，氣泡的攪拌作用可使液相充分混合，從而可以對催化劑進(jìn)行徹底的清洗；
其中清洗液為：乙二胺四乙酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬質(zhì)酸鈉、氫氧化鈉和自來水以質(zhì)量比為1％：2％：0.5％：1.5％：95％配置而成，可以除去堵塞在催化劑上的砷、鉛及汞。
(2)超聲酸洗：將上述鼓泡清洗后的催化劑置于超聲波清洗儀中清洗1.5h，超聲波清洗儀中注入酸液；
酸液為濃度為1.5mol/L的稀硫酸溶液和濃度為0.01mol/L的草酸，加水稀釋至PH為5.5配置而成溶液；
(3)淋洗：將上述酸洗后的催化劑置于沖洗槽中，使用噴淋裝置進(jìn)行水洗。
催化劑再生：
(1)活性浸漬液的制備：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的草酸溶液為溶劑，偏釩酸銨、鎢酸銨、鉬酸銨、五氧化二鈮、醋酸銻和硝酸鈰以質(zhì)量比為15％：3％：1％：2％:0.1％：0.2％溶于上述草酸溶液中，混合均勻，將上述清洗后催化劑置于活性浸漬液中浸漬15h；
其中偏釩酸銨為主催化劑的有效成分，鎢酸銨為助催化劑，其他為活性成分，從而可以有效的補(bǔ)充催化劑活性組分；
(2)煅燒：以8℃/min升溫速率升溫至550℃煅燒15h，自然冷卻至室溫則得寬溫差再生脫硝催化劑。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。