專利名稱：一種scr脫硝催化劑再生液及其制備和再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣選擇性催化還原脫硝催化劑領(lǐng)域，特別涉及失效SCR脫硝催化劑再生所用的再生液及其再生方法。
背景技術(shù)：
隨著NOx排放控制日趨嚴(yán)格，SCR脫硝工藝作為最有效的脫硝方法得到越來越廣泛的應(yīng)用。催化劑做為該工藝的核心，在SCR系統(tǒng)的初期建設(shè)成本中催化劑的成本要占到 20%左右，在運(yùn)行中，催化劑的置換費(fèi)用約占系統(tǒng)總價的50%。在實(shí)際運(yùn)行中，工業(yè)催化劑會隨著時間的延長逐漸老化失效，因此催化劑的壽命決定著SCR系統(tǒng)的成本。采用再生技術(shù)可以使失效催化劑活性恢復(fù)到初始活性的90-100%，延長催化劑使用壽命，而其成本僅為更換催化劑成本的40-50% ；
同時失效催化劑廢棄后，根據(jù)《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》，可以按照《危險廢棄物安全填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18598)填埋，通常情況下，一臺600MW的機(jī)組，完成“2+1” 后，年平均廢棄量約為100m3，采用填埋方式勢必加大環(huán)境負(fù)擔(dān)。因此，開展脫硝催化劑的再生研究既能降低脫硝成本，又能減少環(huán)境壓力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
中國專利申請200910031206. X和201010598331. I中均涉及再生液的配制，但是其二者的清洗作用均主要依靠表面活性劑的物理作用，對于大顆粒的附著物效果有限，并且200910031206. X申請使用op-10成分為烷基酚聚氧乙烯醚，是一種環(huán)境激素，并且生物降解性差，早在2003年，歐盟就已頒布指令限制使用含該成分的清洗劑。
上述專利的活性補(bǔ)充成分或采用偏釩酸銨或硫酸氧釩，釩均以五價形式存在，或是具有劇毒性或是高毒性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種SCR脫硝催化劑再生液及其制備和再生方法。本發(fā)明要解決的第一個問題是提供一種具有清潔和活性恢復(fù)雙重功能的SCR脫硝催化劑再生液，本發(fā)明要解決的第二個問題是提供上述再生液制備和催化劑再生方法，本發(fā)明還進(jìn)一步提供了針對失效催化劑再生后的全面評價方法。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
SCR脫硝催化劑再生液，包括清洗成分和活性恢復(fù)成分，其特征是所述清洗成分和活性恢復(fù)成分按重量百分比濃度由下列組分組成
清潔組分0. 05 1%的異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑，O. 01 O. 02%的HF ；
活性恢復(fù)組分0. 5 3%的草酸釩，5 30%的偏鎢酸銨；
余量為去離子水。
優(yōu)選所述清洗成分和活性恢復(fù)成分按重量百分比濃度由下列組分組成
清潔組分0. 25%的異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑，O. 015%的HF ；
活性恢復(fù)組分2%的草酸釩，20%的偏鎢酸銨；3
余量為去離子水。
上述SCR脫硝催化劑再生液制備和再生方法，包括以下步驟
清潔組分溶液配制在清洗容器裝置中，以去離子水為溶劑，按所需重量百分比濃度配制異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑、HF混合溶液，機(jī)械攪拌至混合均勻，待用；
活性恢復(fù)組分配制在活性恢復(fù)容器裝置中，以去離子水為溶劑，按所需重量百分比濃度配制草酸釩和偏鎢酸銨混合溶液，機(jī)械攪拌至少5min至混合均勻，待用；
將失效催化劑在清洗容器裝置中，曝氣清洗20min，然后打開超聲波超聲清洗 IOmin,再置于活性恢復(fù)容器裝置中浸潰20min后取出；取出的催化劑用干燥空氣干燥3小時。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用具有清潔和活性恢復(fù)雙重功能的SCR脫硝催化劑再生液及其再生方法對失效催化劑進(jìn)行再生，經(jīng)研究證明再生后催化劑具有高效、低毒，良好的環(huán)境友好性，不破壞催化劑機(jī)械性能；其中
I、HF還能夠溶解其他酸(如硫酸等)不能溶解的SiO2，進(jìn)一步提高催化劑清洗效率。在HF存在的清洗溶液中發(fā)生如下反應(yīng)
Si02+4HF=SiF4 丨 +2H20
在造成催化劑堵塞失活的組分中，SiO2含量接近50%，因此本發(fā)明不局限于現(xiàn)有技術(shù)中酸僅用于調(diào)節(jié)PH值，在再生液中加入適量的HF，能夠快速瓦解大顆粒的失活物質(zhì)，更易于表面活性劑發(fā)揮作用，提高再生清洗效率。
2、本發(fā)明采用的非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚類，具有低毒性，優(yōu)異的生物降解性，有利于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展；
3、本發(fā)明再生液的活性恢復(fù)成分采用草酸釩，釩以四價形式存在，避免了偏釩酸銨的劇毒性或是硫酸氧釩的高毒性，具有明顯的低毒優(yōu)勢。
4、實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明采用可以顯著恢復(fù)失效催化劑活性，再生后失效催化劑活性可以恢復(fù)至初始的90%-105%，并且不會降低催化劑強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述，本實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例I
在清洗裝置中，以去離子水為溶劑，配制異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑重量百分比濃度為O. 05%, HF重量百分比濃度O. 02%的溶液，機(jī)械攪拌至混合均勻。上述HF是氟化氫，以下相同。
在活性恢復(fù)裝置中，以去離子水為溶劑，配制重量百分比濃度3%草酸釩和重量百分比濃度為30%的偏鶴酸銨的混合,機(jī)械攪拌5min至混合均勻。
將截面為150 X 150mm，孔數(shù)為18 X 18，長度800mm的失效催化劑首先在清洗裝置中進(jìn)行清洗30min，然后置于活性恢復(fù)裝置浸潰20min后取出。取出的催化劑用干燥空氣干燥3小時，催化劑再生結(jié)束。
清洗和浸潰溶液體積至少能完全浸泡覆蓋催化劑。
實(shí)施例2
在清洗裝置中，以去離子水為溶劑，配制異構(gòu)C13脂肪 醇聚氧乙烯醚乳化劑重量百分比濃度為1%，HF重量百分比濃度O. 01%的的溶液，機(jī)械攪拌至混合均勻。
在活性恢復(fù)裝置中，以去離子水為溶劑，配制重量百分比濃度O. 5%草酸釩和重量百分比濃度為5%的偏鶴酸銨的混合,機(jī)械攪拌5min至混合均勻。
將截面為150 X 150mm，孔數(shù)為18 X 18，長度800mm失效催化劑首先在清洗裝置中進(jìn)行清洗30min，然后置于活性恢復(fù)裝置浸潰20min后取出。取出的催化劑用干燥空氣干燥 3小時，催化劑再生結(jié)束。
清洗和浸潰溶液體積至少能完全浸泡覆蓋催化劑。
實(shí)施例3
在清洗裝置中，以去離子水為溶劑，配制異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑重量百分比濃度為O. 25%，HF重量百分比濃度O. 015%的溶液，機(jī)械攪拌至混合均勻。
在活性恢復(fù)裝置中，以去離子水為溶劑，配制重量百分比濃度2%草酸釩和重量百分比濃度20%的偏鶴酸銨的混合,機(jī)械攪拌5min至混合均勻。
將截面為150X 150mm，孔數(shù)為18X 18，長度800mm失效催化劑首先在清洗裝置中進(jìn)行清洗30min，然后置于活性恢復(fù)裝置浸潰20min后取出。取出的催化劑用干燥空氣干燥 3小時，催化劑再生結(jié)束。
清洗和浸潰溶液體積至少能完全浸泡覆蓋催化劑。
實(shí)施例4
在清洗裝置中，以去離子水為溶劑，配制異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑重量百分比濃度為O. 75%，HF重量百分比濃度O. 015%的溶液，機(jī)械攪拌至混合均勻。
在活性恢復(fù)裝置中，以去離子水為溶劑，配制重量百分比濃度1%草酸釩和重量百分比濃度10%的偏鶴酸銨的混合,機(jī)械攪拌5min至混合均勻。
將截面為150 X 150mm，孔數(shù)為18 X 18，長度800mm失效催化劑首先在清洗裝置中進(jìn)行清洗30min，然后置于活性恢復(fù)裝置浸潰20min后取出。取出的催化劑用干燥空氣干燥 3小時，催化劑再生結(jié)束。
清洗和浸潰溶液體積至少能完全浸泡覆蓋催化劑。
實(shí)施例5
使用實(shí)施I 4的再生催化劑和失效催化劑脫硝率進(jìn)行對比，并測試再生催化劑的so2/so3轉(zhuǎn)化率。催化劑脫硝率及so2/so3轉(zhuǎn)化率按如下公式計(jì)算
脫硝率n = (ClNOX-C2NOX)/ClNOXX100%
其中C1NQX為NOx初始濃度(ppm)，C2N0X為處理后氣體中NOx濃度(ppm)
S02/S03 轉(zhuǎn)化率 Ks02= (C2S03-C1S03) /Cls02 X 100%
其中C2SQ3為反應(yīng)器出口 SO3濃度，Cls03為反應(yīng)器入口 SO3濃度，Cls02為反應(yīng)器入口 SO2濃度。
測試煙氣條件如下
測試溫度3890C，NO 濃度 400ppm, ΝΗ3/Ν0 比1. 0，O2 含量 3. 4%, H2O 含量 7. 19%, SO2 濃度960ppm，以N2為載氣，煙氣空速400001Γ1。
表I再生催化劑活性測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種SCR脫硝催化劑再生液，包括清洗成分和活性恢復(fù)成分，其特征是所述清洗成分和活性恢復(fù)成分按重量百分比濃度由下列組分組成 清潔組分0. 05 1%的異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑，0. 01 0. 02%的HF ； 活性恢復(fù)組分0. 5 3%的草酸釩，5 30%的偏鎢酸銨； 余量為去尚子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的SCR脫硝催化劑再生液，其特征是所述清洗成分和活性恢復(fù)成分按重量百分比濃度由下列組分組成 清潔組分0. 25%的異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑，0. 015%的HF ； 活性恢復(fù)組分2%的草酸釩，20%的偏鎢酸銨； 余量為去尚子水。
3.—種權(quán)利要求I或2所述的SCR脫硝催化劑再生液制備及再生方法，其特征是包括以下步驟 清潔組分溶液配制在清洗容器裝置中，以去離子水為溶劑，按權(quán)利要求I或2所述重量百分比濃度配制異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑、HF混合溶液，機(jī)械攪拌至混合均勻，待用； 活性恢復(fù)組分配制在活性恢復(fù)容器裝置中，以去離子水為溶劑，按權(quán)利要求I或2所述重量百分比濃度配制草酸釩和偏鎢酸銨混合溶液，機(jī)械攪拌至少5min至混合均勻，待用； 將失效催化劑在清洗容器裝置中，曝氣清洗20min，然后打開超聲波超聲清洗lOmin，再置于活性恢復(fù)容器裝置中浸潰20min后取出；取出的催化劑用干燥空氣干燥3小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SCR脫硝催化劑再生液及其制備和再生方法。再生液包括清洗成分和活性恢復(fù)成分，其中清洗成分包括異構(gòu)C13脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑和HF、活性恢復(fù)成分包括草酸釩和偏鎢酸銨；本發(fā)明通過分別制備清洗成分和活性恢復(fù)成分并將催化劑分別清洗后活化再生。本發(fā)明采用具有清潔和活性恢復(fù)雙重功能的SCR脫硝催化劑再生液及其再生方法對失效催化劑進(jìn)行再生，經(jīng)研究證明再生后催化劑具有高效、低毒，良好的環(huán)境友好性，不破壞催化劑機(jī)械性能。
文檔編號B01J38/68GK102974405SQ20121051291
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者廖新, 徐斌, 熊麗仙, 陳凱, 艾生炳, 梁材 申請人:成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司