一種對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法，包括：1)對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的密閉包裝進(jìn)行拆除；2)將拆掉包裝的脫硝催化劑放入配備有超聲波振板的浸泡池中浸泡一定時(shí)間；3)將浸泡完畢的脫硝催化劑進(jìn)行高壓噴淋一定時(shí)間以除去部分污染物質(zhì)；4)將噴淋后的脫硝催化劑進(jìn)行瀝干，然后進(jìn)行切割以拆解掉金屬框架；5)將拆解掉金屬框架的脫硝催化劑置于破碎機(jī)進(jìn)行粗破處理，形成一定尺寸的碎塊；6)對所述碎塊進(jìn)行逐級階段清洗，包括酸洗和水洗，以除去殘余污染物質(zhì)。
【專利說明】
一種對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國采用煙氣選擇性脫硝催化劑技術(shù)(SelectiveCatalyst React1n，以下簡稱SCR)進(jìn)行脫硝的企業(yè)包括各火電廠、大型水泥廠、玻璃窯爐等。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)顯示，2017年底我國火電裝機(jī)容量將達(dá)到10億千瓦，SCR脫硝催化劑的年使用量約為80萬m3。
[0003]SCR脫硝催化劑在使用過程中，由于磨損、堵塞、燒結(jié)、中毒等因素，其催化活性會(huì)逐漸降低，直至失效，最終無法滿足脫硝系統(tǒng)要求，其使用壽命在3年左右。通常采用“2+1”的安裝方式，即先安裝2層催化劑，約3年后再加裝第3層，3年后更換第I層催化劑，此后每2年更換一層催化劑。則廢棄SCR脫硝催化劑年產(chǎn)生量約為催化劑年使用量的33.3%，則2017年起年廢棄SCR脫硝催化劑產(chǎn)生量約為26.6萬m3/a (或16萬t/a，按催化劑模塊計(jì)，不計(jì)算金屬框架重量)。而隨著我國火力發(fā)電行業(yè)的建設(shè)發(fā)展及其他工業(yè)爐窯用SCR脫硝系統(tǒng)的建設(shè)，廢棄SCR脫硝催化劑的產(chǎn)生量將進(jìn)一步增加。
[0004]國家環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于加強(qiáng)廢煙氣脫硝催化劑監(jiān)管工作的通知》(環(huán)辦函
[2014]990號)已經(jīng)將廢煙氣脫硝催化劑(釩鈦系)納入危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理，并將其歸類為《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中“HW49其他廢物”，所有廢煙氣脫硝催化劑都要進(jìn)行無害化處理。
[0005]脫硝催化劑分為板式、波紋式(三角式)和蜂窩式集中結(jié)構(gòu)，但都以Ti02(或加鋼絲)為載體，涂敷V2O5和WO3等活性物質(zhì)，最后經(jīng)過干燥和煅燒而制成，
[0006]對廢棄SCR脫硝催化劑中的金屬鈦、釩、鎢等進(jìn)行回收處置，不僅僅可大大減輕危險(xiǎn)廢物對于環(huán)境的危害，同時(shí)可以做到資源回收利用，是保護(hù)環(huán)境造福社會(huì)的綠色工程。
[0007]目前，廢棄SCR脫硝催化劑中的可用金屬回收可以采用焙燒、酸浸、堿浸等各種方法，但都要求先將廢棄SCR脫硝催化劑進(jìn)行清洗、粉碎達(dá)到一定細(xì)度才能進(jìn)行后續(xù)的無害化處置和回收處理。
[0008]目前大部分催化劑再生和處置廠家都采用浸泡-自動(dòng)噴淋-人工噴淋-酸洗-水洗的工藝程序?qū)U棄SCR脫硝催化劑進(jìn)行預(yù)處理。但是，由于催化劑型材較大、空隙很多，粘附的粉煤灰等雜質(zhì)堵塞、焦化現(xiàn)象嚴(yán)重，僅僅通過現(xiàn)有預(yù)處理工藝進(jìn)行表面浸泡、高壓清洗、酸洗等方式還不能完全清洗掉催化劑的表面和內(nèi)部所有的粘附雜質(zhì)。而且其采用的前段酸洗過程有可能將鐵質(zhì)模塊框架破壞并將其中的鐵元素帶入后續(xù)無害化處置工段，增加后續(xù)處理工藝的復(fù)雜性，影響回收金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的就是提供一種新的預(yù)處理方法，以改善上述的技術(shù)問題。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一種對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的無害化處理方法，其包括以下步驟:
[0011]I)對廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊的密閉包裝進(jìn)行拆除，在拆除過程中使用負(fù)壓式吸塵設(shè)備和除塵噴霧系統(tǒng)來預(yù)防粉塵飛揚(yáng)；
[0012]2)將拆掉包裝的具有金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊放入配備有超聲波振板的浸泡池中浸泡一定時(shí)間，期間使用超聲波除去部分污染物質(zhì)；
[0013]3)將浸泡完畢的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊進(jìn)行高壓噴淋一定時(shí)間以除去部分污染物質(zhì)；
[0014]4)將噴淋后的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊進(jìn)行瀝干，然后進(jìn)行切割以拆解掉金屬框架；
[0015]5)將拆解掉金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑置于破碎機(jī)進(jìn)行粗破處理，形成一定尺寸的碎塊；
[0016]6)對所述碎塊進(jìn)行逐級階段清洗，包括酸洗和水洗，以除去殘余污染物質(zhì)。
[0017]本發(fā)明的有益效果:可以有效地將廢煙氣選擇性脫硝催化劑的表面和內(nèi)部粘附的雜質(zhì)及污染物質(zhì)完全清除干凈，使其完全滿足后續(xù)的無害化處理工藝，并且預(yù)處理過程操作簡單、避免環(huán)境污染、清洗效率高，提高回收金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0020]圖1是本發(fā)明的對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法流程圖。如圖所示，本發(fā)明的對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法包括以下步驟:
[0021]步驟1:對廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊的密閉包裝進(jìn)行拆除，在拆除過程中使用負(fù)壓式吸塵設(shè)備和除塵噴霧系統(tǒng)來預(yù)防粉塵飛揚(yáng)。
[0022]鑒于廢煙氣選擇性脫硝催化劑為HW49類危險(xiǎn)廢物，因此在從電廠等催化劑使用單位運(yùn)出的廢棄選擇性脫硝催化劑都必須采用密閉包裝。因此需要先對密閉包裝進(jìn)行拆除。但是由于廢棄選擇性脫硝催化劑的表面上吸附了大量的粉煤灰等粉塵雜質(zhì)，在拆解包裝時(shí)必須要防止這些粉塵飛揚(yáng)對人體和環(huán)境帶來的危害。這里采用負(fù)壓吸塵和除塵噴霧方式來大大降低粉塵飛揚(yáng)的危害，保證工作人員的健康和避免環(huán)境污染。
[0023]在工作中，使用叉車將密閉包裝的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊放在軌道車上，然后運(yùn)送至配備有負(fù)壓布袋式吸塵設(shè)備及除塵噴霧系統(tǒng)的包裝拆除室內(nèi)來拆除密閉包裝。拆除時(shí)，使用機(jī)械手對外包裝進(jìn)行破壞，與此同時(shí)使用負(fù)壓布袋式吸塵設(shè)備進(jìn)行吸塵并且使用除塵噴霧系統(tǒng)進(jìn)行噴霧除塵;拆除結(jié)束后，以軌道車移出拆除室。
[0024]步驟2:將拆掉密閉包裝的具有金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊放入配備有超聲波振板的浸泡池中浸泡一定時(shí)間，浸泡期間使用超聲波除去部分污染物質(zhì)。
[0025]通常選擇性脫硝催化劑產(chǎn)品都是模塊，選擇性脫硝催化劑模塊裝入金屬框架中以便于工程運(yùn)輸和安裝。由于廢煙氣選擇性脫硝催化劑的表面和內(nèi)部都粘附了大量的包括例如粉煤灰等粉塵雜質(zhì)和焦塊的污染物質(zhì)，因此必須采用大量清水浸泡一定時(shí)間。但普通的浸泡不能有效地除去所述污染物質(zhì)，需要輔以超聲波震蕩才能有效除去。
[0026]在工作中，將拆掉密閉包裝后的具有金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊經(jīng)軌道推出，用行車將廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊吊入配備有超聲波振板的浸泡池中浸泡一定時(shí)間，例如可以浸泡15min，在浸泡期間使用超聲波除去部分污染物質(zhì)。
[0027]步驟3:將浸泡完畢的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊進(jìn)行高壓噴淋一定時(shí)間以除去部分污染物質(zhì)。
[0028]用行車(或門吊)將浸泡完畢的廢煙氣選擇性脫硝催化劑轉(zhuǎn)移至高壓噴淋池中進(jìn)行高壓噴淋，噴淋壓力可以是0.1Mpa。高壓噴淋采用自動(dòng)移動(dòng)形式，以垂直方式上下左右對催化劑模塊進(jìn)行反復(fù)噴淋，噴淋時(shí)間為15min。
[0029]實(shí)驗(yàn)表明，在浸泡池中浸泡和高壓噴淋步驟后，可有大約90%的表面粉塵及60%的內(nèi)部粉塵及焦塊得以去除，但還有部分內(nèi)部粉塵及焦塊存留。
[0030]步驟4:將噴淋后的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊進(jìn)行瀝干，然后進(jìn)行切割以拆解掉金屬框架。
[0031]工程應(yīng)用的選擇性脫硝催化劑產(chǎn)品都是模塊，其裝入到金屬框架中，通常采用鐵金屬。又由于選擇性脫硝催化劑廠家制造工藝及安裝工藝的不同，催化劑模塊的金屬框架包裝方式和擺放方式都有很大的不同，因此無法用一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)備對催化劑模塊的金屬框架進(jìn)行拆解。在現(xiàn)有預(yù)處理工藝中不對金屬框架進(jìn)行拆解。一方面現(xiàn)有預(yù)處理技術(shù)大多是為了再生催化劑，因此鐵元素存在影響不大，而拆解金屬框架會(huì)破壞催化劑模塊，對再生催化劑不利；另一方面現(xiàn)有預(yù)處理技術(shù)為保證酸洗工段連續(xù)性，在最后工序拆除鐵框架，但沒有考慮到鐵的酸解危害。這樣，在酸洗過程有可能將鐵質(zhì)模塊框架破壞并將其中的鐵元素帶入后續(xù)無害化處置工段，增加后續(xù)處理工藝的復(fù)雜性，影響回收金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0032]為此，本發(fā)明設(shè)計(jì)拆解掉金屬框架的步驟以解決上述問題。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，采用等離子切割方式可以對不同的催化劑模塊的金屬框架進(jìn)行快速拆解。
[0033]在工作中，用行車將廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊吊至拆解平臺(tái)，先在瀝干區(qū)進(jìn)行瀝干，然后移至拆解區(qū)。
[0034]在拆解區(qū)建立一個(gè)四周尺寸與催化劑模塊底部面積一致的切割區(qū)，沿底部周邊布置4條等離子割槍行動(dòng)軌道，保證等離子切割槍沿催化劑模塊底部上方在四個(gè)方向?qū)Υ呋瘎┠K的金屬框架進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)切割。具體而言，等離子割槍的切割路線通常設(shè)置在高于金屬框架的底板一定距離之處，在實(shí)踐中等離子割槍的切割路線可以沿高于所述底板Icm處，當(dāng)然根據(jù)實(shí)際需要也可以是其他距離，例如1.5Cm、2Cm、3Cm等等，路徑為沿模塊周邊切斷豎立支撐桿以使得金屬框架的底板脫落，即形成“掉底”。然后用行車吊起切割后的模塊的金屬框架上部，通常模塊的金屬框架上部都會(huì)設(shè)計(jì)有吊耳，便于行車吊起，將上部金屬框架吊離，移出拆解平臺(tái)進(jìn)行后續(xù)處理，而催化劑將會(huì)從底部落下散落在拆解平臺(tái)上。由于此時(shí)催化劑模塊仍處于濕潤狀態(tài)，此時(shí)拆解不會(huì)產(chǎn)生粉塵，但考慮到工人健康，此處采用了半封閉建筑結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)通風(fēng)除塵。
[0035]步驟5:將拆解掉金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑置于破碎機(jī)進(jìn)行粗破處理，形成一定尺寸的碎塊。
[0036]在步驟4中，拆解掉金屬框架后，散催化劑散放在拆解平臺(tái)上，采用機(jī)械方式(例如刮板機(jī))將拆解掉金屬框架的散狀廢煙氣選擇性脫硝催化劑推至平臺(tái)上一邊進(jìn)料口，進(jìn)入置于拆解平臺(tái)下的破碎機(jī)(或撕碎機(jī))進(jìn)行粗破處理，形成一定尺寸大小的碎塊，例如單邊長度不超過150mm的不規(guī)則碎塊，破碎機(jī)(或撕碎機(jī))的設(shè)計(jì)盡量減少較細(xì)碎塊的產(chǎn)生。對于蜂窩式的廢煙氣選擇性脫硝催化劑采用雙輥破碎機(jī)直接進(jìn)行粗破處理;對于板式和波紋式的廢煙氣選擇性脫硝催化劑采用雙輥齒式破碎機(jī)進(jìn)行粗破處理并分離出其中的鋼絲載體，即進(jìn)行催化劑和鋼絲載體分離并粗破成碎塊。
[0037]步驟6:對所述碎塊進(jìn)行逐級階段清洗，包括酸洗和水洗，以除去殘余污染物質(zhì)。
[0038]廢煙氣選擇性脫硝催化劑經(jīng)過粗破處理后形成大量碎塊，其表面積大大增加，其內(nèi)部的粉塵及焦塊等暴露出來，此時(shí)再經(jīng)過酸洗和水洗過程，超過99 %的粉塵和焦塊等污染物質(zhì)得以徹底去除掉。
[0039]在工作中，將例如單邊長度不超過150mm的碎塊催化劑采用皮帶送料機(jī)運(yùn)至酸洗水洗工段。酸洗水洗工段由不銹鋼鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)(鏈板輸送速度為lm/min)構(gòu)成。放在鏈板上的碎塊催化劑先經(jīng)過一定長度(比如3米)的水平設(shè)置的酸洗浸泡池，催化劑碎塊在此經(jīng)體積比為0.2%的硫酸+體積比為0.05%的表面活性劑(包括EDTA、氨三乙酸等)進(jìn)行3分鐘浸泡清洗，然后經(jīng)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)提升送至細(xì)磨機(jī)。提升鏈板長度為15米，高度3米。在提升階段，設(shè)置3級的噴淋壓力為0.05Mpa的噴淋寬度等同輸送鏈板寬度的高壓噴淋噴頭，可以是單層噴頭，分別用體積比為0.05%的稀硫酸水、再生水、和清水對運(yùn)輸?shù)乃閴K催化劑進(jìn)行逐級階段噴淋清洗，隨鏈板機(jī)運(yùn)行(速度為lm/min)對碎塊催化劑進(jìn)行連續(xù)噴淋。換句話說，在提升階段設(shè)置3處高壓噴淋噴頭，第I處噴頭先對運(yùn)輸?shù)乃閴K催化劑噴射稀硫酸水進(jìn)行清洗，接著第2處噴頭對運(yùn)輸?shù)乃閴K催化劑噴射再生水進(jìn)行清洗，第3處噴頭將對運(yùn)輸?shù)乃閴K催化劑噴射清水進(jìn)行清洗，這樣確保除去殘余污染物質(zhì)和酸性物質(zhì)及表面活性劑。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法，可以有效地將廢煙氣選擇性脫硝催化劑的表面和內(nèi)部粘附的雜質(zhì)及污染物質(zhì)完全清除干凈，使其完全滿足后續(xù)的無害化處理工藝，并且預(yù)處理過程操作簡單、避免環(huán)境污染、清洗效率高。
[0041]另外，本發(fā)明的對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法還可以包括:對清洗后的所述碎塊執(zhí)行中磨和粉磨處理，制成符合后續(xù)無害化處理工藝需要的漿液。通過不同種類磨碎設(shè)備組合，將廢煙氣選擇性脫硝催化劑磨制成符合后續(xù)無害化處理工藝要求的細(xì)度粉漿。例如，通過板錘式細(xì)砂機(jī)和球磨機(jī)(或立式攪拌磨)將碎塊化的催化劑進(jìn)行中磨和粉磨處理，磨成例如150目的漿液，攪拌存儲(chǔ)。
[0042]另外，本發(fā)明的對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法還包括:
[0043]廢水和渣料處理，將含有廢水和渣料的漿液送至緩沖槽，經(jīng)壓濾后所述渣料成為無害化粉餅，含有污染物質(zhì)的濾液經(jīng)水處理系統(tǒng)制成合格中水回用。
[0044]由于絕大部分的粉煤灰和焦塊都已經(jīng)進(jìn)入清洗池底部，采用漿液栗將含有清洗下來的粉煤灰和焦塊的漿液送至緩沖槽，經(jīng)壓濾后渣料成為無害化粉餅，可以交由建筑部門使用。而濾液中含有大量的重金屬等有害物質(zhì)經(jīng)水處理系統(tǒng)進(jìn)行沉淀分離，制成的中水可以重復(fù)使用，避免了對環(huán)境的危害。利用水處理系統(tǒng)可以將沖洗用的水全部循環(huán)利用，節(jié)約水資源，保護(hù)環(huán)境。
[0045]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其設(shè)備、工藝所取名稱等可以不同。但凡依本發(fā)明專利構(gòu)想所述的特征及原理所做的等效或簡單改變，均包括在于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對廢煙氣選擇性脫硝催化劑的預(yù)處理方法，其包括以下步驟: 1)對廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊的密閉包裝進(jìn)行拆除，在拆除過程中使用負(fù)壓式吸塵設(shè)備和除塵噴霧系統(tǒng)來預(yù)防粉塵飛揚(yáng)； 2)將拆掉包裝的具有金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊放入配備有超聲波振板的浸泡池中浸泡一定時(shí)間，期間使用超聲波除去部分污染物質(zhì)； 3)將浸泡完畢的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊進(jìn)行高壓噴淋一定時(shí)間以除去部分污染物質(zhì)； 4)將噴淋后的廢煙氣選擇性脫硝催化劑模塊進(jìn)行瀝干，然后進(jìn)行切割以拆解掉金屬框架； 5)將拆解掉金屬框架的廢煙氣選擇性脫硝催化劑置于破碎機(jī)進(jìn)行粗破處理，形成一定尺寸的碎塊； 6)對所述碎塊進(jìn)行逐級階段清洗，包括酸洗和水洗，以除去殘余污染物質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無害化處理方法，其特征在于，還包括: 對清洗后的所述碎塊執(zhí)行中磨和粉磨處理，制成符合后續(xù)無害化處理工藝需要的漿液。3.據(jù)權(quán)利要求1所述的無害化處理方法，其特征在于，還包括: 廢水和渣料處理，將含有廢水和渣料的漿液送至緩沖槽，經(jīng)壓濾后所述渣料成為無害化粉餅，含有污染物質(zhì)的濾液經(jīng)水處理系統(tǒng)制成合格中水回用。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無害化處理方法，其特征在于，經(jīng)過步驟2和3處理所除去的部分污染物質(zhì)為廢煙氣選擇性脫硝催化劑的表面粉塵、部分內(nèi)部粉塵及焦塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無害化處理方法，其特征在于，在步驟4中，所述切割是采用等離子切割槍沿催化劑模塊底部上方在四個(gè)方向?qū)Υ呋瘎┠K的金屬框架進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)切害J，切斷豎立支撐桿以使得金屬框架的底板脫落。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無害化處理方法，其特征在于，在步驟5中，對于蜂窩式的廢煙氣選擇性脫硝催化劑采用雙輥破碎機(jī)直接進(jìn)行粗破處理;對于板式和波紋式的廢煙氣選擇性脫硝催化劑采用雙輥齒式破碎機(jī)進(jìn)行粗破處理并分離出其中的鋼絲載體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無害化處理方法，其特征在于，在步驟6中所述逐級階段清洗是指經(jīng)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)輸送至酸洗浸泡池，經(jīng)體積比為0.2 %的硫酸+體積比為0.05 %的表面活性劑進(jìn)行一定時(shí)間的浸泡清洗，然后再經(jīng)過3級階段的高壓噴淋，分別用體積比為0.05%的稀硫酸水、再生水、和清水對運(yùn)輸?shù)乃閴K催化劑進(jìn)行逐級階段清洗，從而除去殘留的污染物質(zhì)和酸性物質(zhì)及表面活性劑。
【文檔編號】B09B3/00GK105945036SQ201610456811
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】施文, 李彬彬, 駱秀寬
【申請人】中電恒德（北京）環(huán)保投資有限公司