一种从废烟气脱硝催化剂中回收w和v的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废烟气脱硝催化剂的回收技术，尤其是一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法及装置。
【背景技术】
[0002]SCR脱硝技术是电厂达到超净排放的必要手段，催化剂作为SCR脱硝技术的核心部分，在运行过程中会由于磨损或堵塞等原因失去活性。部分能再生的催化剂再生后可以继续使用，而不能再生的催化剂则面临合理利用和处置的境地(即使能再生的催化剂再生2?3次后，也无法再生，需要进行合理利用和处理)。目前国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋，但我国火电厂较多，每年产生的废弃脱硝催化剂数量非常可观。据不完全统计，我国每年废弃脱硝催化剂的产量为5万吨，而从废弃的脱硝催化剂中可以回收的V2O5有500吨以上，评03有2500吨，而且V2O5和WO 3的价格非常昂贵(同时V2O5还属于有毒物质)。因此无论是从经济角度还是环保角度考虑进行废弃脱硝催化剂的回收利用都是很有必要的。
[0003]V2O5和WO 3均属于金属氧化物，性质相近，且废烟气脱硝催化剂中含有T1 2及玻璃纤维的混合物，因此将V2O5和WO3分开非常不容易。国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋，国内对于脱硝催化剂的回收利用技术也尚处于研究和摸索阶段，目前为止还未见工业化报道。通过检索发现，目前关于废弃脱硝催化剂的回收利用技术主要包括2种方式:1.高温焙烧法(如专利申请CN 103088217 A ；CN 101921916 A ；CN 103508491 A) ；2.先用碱性溶液处理，再加入酸液处理(如专利申请CN 102936049 A ；CN 102936039 A)。但是采用上述的高温焙烧法回收脱硝催化剂耗能较多，根本不适合工业化生产；此外，先用碱液处理，再用酸液处理的方法回收脱硝催化剂，一方面试剂浪费严重(比如所需碱液过量，多余的碱液再利用酸液中和处理)，不利于资源的有效利用，另一方面，在催化剂的回收过程中生成Na2S13胶体，那么在利用过滤的方式进行固液分离时，胶体很容易和沉淀一起留在滤纸上，使得分离不完全，进而导致胃03和V2O5提取纯度较低，同时提取效率也较低。因此，当前急需一种新的技术将废烟气脱硝催化剂中的胃03和V 205分别提取出来。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法及装置，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是高温焙烧法耗能较多、不适合工业化生产，以及先用碱液处理再用酸液处理的方法试剂浪费严重、胃03和V 205提取纯度和提取效率均较低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，包括以下步骤:
[0006]SI，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；
[0007]S2，过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；
[0008]S3，将所述的水解产物过滤，滤液进行沉降处理；
[0009]S4，沉降处理后过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5;
[0010]S5，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10%?28%氨水反应后，过滤；滤液加热至80?100°C，(部分)氨和水蒸发后，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3;其中，滤液加热后发生的反应方程式为:
[0011 ] 12 (NH4) 2W04= 5 (NH 4) 20.12W03.5Η20+14ΝΗ3 ? +2Η 20。
[0012]步骤S2中，产生的滤渣(含W03、S1jP Al 203)收集起来，加入过量氨水，S1jP氨水不反应，A1203、胃03和氨水的反应方程式为:
[0013]A1203+NH40H = Al (OH) 3 I +H 20
[0014]W03+2NH40H = (NH4) 2W04+H20
[0015]其中，WO3和氨水的反应缓慢，需在室温下浸泡5天或者加热至50?80°C才能反应完全，将完全反应的上述溶液过滤，滤渣是S1jP Al (OH) 3，滤液是(NH4) 2W04溶液，从而提高了 WO3的回收效率，尤其是加热至80°C时，评03的回收效率最高；所得的S1jP Al (OH) 3可作为产品出售，用于制作耐火材料；另外，滤液加热至80?100°C，(部分)氨和水蒸发后，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3，从而可以进一步提高WO3的纯度和回收效率。
[0016]优选的，步骤SI具体包括以下步骤:
[0017]SI I，将催化剂粉碎成160?200目的催化剂粉末，从而使得反应更充分；
[0018]S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1:1.5?1.8的比例加入85%?92%的浓硫酸并加热至150?180°C，开始反应后停止加热，反应30min后，冷却至75°C;其中，若硫酸的浓度过高，则反应放热不容易控制，硫酸浓度过低，反应时间又过长，并且不能保持温度；而本发明采用上述的硫酸浓度及温度，从而可以使得反应平稳进行；
[0019]S13，按照催化剂与水的重量比为1:0.5?0.6的比例加入/K，生成硫酸氧钛溶液(所得的溶液除钛液外，还含有可溶性盐类(如硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸氧钒等)，废催化剂中含有的不溶性氧化钨以及水合氧化硅等组成的胶体)，其中，根据此比例加入水，从而可以使得生成的硫酸氧钛溶液更纯。
[0020]步骤SI采用上述步骤，从而可以提高所提取的WOjPV2O5的回收率和纯度，尤其是将催化剂粉碎成180?200目，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1:1.6的比例加入85%?88%的浓硫酸并加热至160?180°C，按照催化剂与水的重量比为1:0.6的比例加入水时，所得胃03和V 205的回收率更高，同时V 205的纯度更高。
[0021 ] 前述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法中，步骤S2所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物具体包括以下步骤:
[0022]S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至70?100°C并浓缩至150?200g/L，从而可以有效的将沉淀和滤液分离；
[0023]S22，按照浓缩液与水的重量比为1:0.8?I的比例加入水进行水解，得水解产物，从而可以水解至合适比例，有利于丰富分离产物，提高五氧化二钒的回收效率和纯度。
[0024]优选的，上述的步骤S21中，滤液加热至90°C并浓缩至200g/L，该滤液的浓度和温度可以更好的进行水解，从而进一步提高五氧化二钒的回收效率和纯度。
[0025]步骤S3中所述的将所述的水解产物过滤具体包括:将所述的水解产物冷却至30?40°C，采用真空叶滤机过滤，从而可以分离得更完全，提高五氧化二钒的回收效率和纯度。
[0026]优选的，将所述的水解产物冷却至40°C，采用真空叶滤机过滤，从而可以获得高质量的水解产物(水解产物的粒度更好)，进一步提高五氧化二钒的回收效率和纯度。
[0027]上述方法中产生的冲洗水沉降后，上层清液可继续作为冲洗水用，下层细泥和第一步产生的粉尘一起收集起来，交由具有固体危险废物经营许可证的厂家处理，从而实现了废水的无害化处理。
[0028]优选的，步骤S2中，过滤硫酸氧钛溶液之前，加入浓度为1%的聚丙烯酰胺，将其中的胶体聚集成大颗粒，从而有利于在过滤中去除全部杂质，提高产物评03和V 205的纯度。
[0029]前述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法中，步骤S4还包括:清液中加入过量NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为7.5?8.5，温度为50?80°C ;步骤S4中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为I?4。
[0030]优选的，步骤S4还包括:清液中加入过量NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的PH值为8.0，温度为80 °C ;步骤S4中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为4。
[0031]上述方法中，当溶液的pH值低于7.5时，不利于偏钒酸铵沉淀形成，当pH大于8.5时，偏钒酸铵又溶解到溶液中，当pH为8.0时效果最好，V2O5的回收效率最高；另，通过大量试验研究表明:当氯化铵系数由