Scr脱硝催化剂失活修复剂及其失活再生工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种SCR脱硝催化剂失活修复剂及其失活再生工艺，所述修复剂由高岭土、膨润土、硅藻土、羟乙基纤维素、水溶性钒化合物、水溶性钨化合物和分散剂制成。再生工艺包括：洗去SCR催化剂表面沉积物和SCR催化剂表面的碱金属氧化物后，将粘度为500～2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂涂覆于失活的SCR脱硝催化剂表面后干燥固化，固化后的修复剂膜层厚度在80～180微米。采用本发明修复剂及其修复工艺，在失活的SCR催化剂表面沉积一层钒化物和钨化物膜层，该膜层以高岭土、膨润土和硅藻土为骨架，钒化物和钨化物吸附或沉积在骨架或微孔中，使得失活的催化剂复活，达到为电企减低成本，防止废弃废催化剂对环境的二次污染，具有极高的经济价值和环保价值。
【专利说明】SCR脱硝催化剂失活修复剂及其失活再生工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及催化剂失活修复剂及其催化剂失活再生工艺。
【背景技术】
[0002]由于大气污染的加剧，国家对造成大气污染的源头进行了严厉的控制。以煤炭为燃料的火力发电厂首当其冲，国家要求对燃煤烟气中的氮氧化合物必须进行严格的处理。为有效控制氮氧化物对大气造成的污染，国家环保部发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》，自2012年I月I日起，新建火力发电锅炉及燃气轮机组开始执行污染物新排放限值；自2014年7月I日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组，开始执行史上最严厉的新排放限值。
[0003]为了达到国家对燃煤火力发电厂烟气中氮氧化物排放值的要求，各火力发电厂基本采用SCR催化剂脱硝技术工艺。目前，国内SCR脱硝催化剂的使用寿命大约在2.4万小时，在这个时间段之后，催化剂脱硝效率下降，烟气中氮氧化物排放值将超过国家允许的标准值，这时称做SCR催化剂失活。造成SCR催化剂失活的原因主要有以下几个方面:(I)催化剂表面固体物质的沉积或吸附；(2)催化剂表面碱金属氧化物的沉积；(3)烟气中有毒物质，如砷、汞等对催化剂的毒害；(4)烟气中的还原成分将五价钒还原为四价钒。
[0004]SCR催化剂在整个脱硝工程成本中占大约40%，一台装机容量300MW的火力发电机组，使用脱硝催化剂的成本大约700?800万元，这是一个巨大的投资。在SCR催化剂失活之后成为一个十分迫切需要解决的问题。而且，SCR脱硝催化剂中的主要成分是五氧化二钒、氧化钨和二氧化钛，均属于危险固体物，如果按照目前深埋处置办法，势必对环境造成二次污染。
[0005]目前，国内外对失活SCR催化剂复活的办法主要是:采用水洗的办法将SCR催化剂表面吸附或沉积的固体颗粒物脱附去除；采用酸洗的办法将SCR催化剂表面的碱金属氧化物去除。通过上述工艺，SCR失活催化剂可以达到原来90%以上的活性，基本满足了脱硝要求。但是对于砷中毒失活的催化剂和五价钒被还原为四价钒失活的催化剂，采用上述工艺无法使催化剂复活。
【发明内容】
[0006]本发明是将失活的SCR催化剂表面用水洗、酸洗清理干净后，在失活的SCR催化剂表面沉积一层五价钒化物、六价钨化物膜层，以解决现有技术存在的弊端。
[0007]这种SCR脱硝催化剂失活修复剂由以下重量份数比的各组分制成:
[0008]高岭土 20?30,膨润土 20?30,娃藻土 40?60,轻乙基纤维素0.2?0.5,水溶性钒化合物0.5?10，水溶性钨化合物2?16，分散剂N0.1?0.2。
[0009]所述水溶性钒化合物选用V2O5或偏钒酸铵。
[0010]所述水溶性钨化合物选用WO3或仲钨酸铵。
[0011]所述分散剂N选用二萘基甲烷二磺酸钠或亚甲基双萘磺酸钠。
[0012]所述SCR脱硝催化剂失活修复工艺，其特征在于它包括以下步骤:
[0013]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0014]b.将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于0.2m/s的流速清洗SCR催化剂表面的碱金属氧化物；
[0015]c.将粘度为500?2000mpa.s的上述SCR脱硝催化剂失活修复剂涂覆于失活的SCR脱硝催化剂表面后干燥固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米。
[0016]所述干燥固化过程采用自然干燥固化后，在350?650°C下加热固化。
[0017]本发明取得的技术进步:
[0018]由于烟气中有毒物质如砷、汞等对催化剂的毒害和烟气中的还原成分的作用，可将五价钒还原为四价钒而引起SCR催化剂失活，传统的复活方法无法使催化剂复活，采用本发明修复剂及其修复工艺后，可将传统工艺无法复活的催化剂再次复活。除采用常规的水洗、酸洗工艺，将催化剂表面清理干净后，在失活的SCR催化剂表面沉积一层钒化物和钨化物膜层，该膜层以高岭土、膨润土和硅藻土为骨架，钒化物和钨化物吸附或沉积在骨架或微孔中，使得失活的催化剂复活。达到为发电企业减低成本，防止废弃SCR废催化剂对环境的二次污染，具有极高的经济价值和环保价值。
【具体实施方式】
[0019]以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0020]实施例1:将各不小于1000目的20kg高岭土、20kg膨润土、40kg硅藻土与0.2kg羟乙基纤维素粘合剂混匀，将0.5kg V2O5和2kg WO3加水溶解后的混合水溶液加入上述混合物中，然后再搅拌均匀后加水稀释，使稀释后混合物的粘度达到500?2000mpa.s后即可用于失活SCR脱硝催化剂的修复。其修复过程如下:
[0021]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去失活的SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0022]b.再将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于0.2m/s的流速清洗失活的SCR催化剂表面的碱金属氧化物，使其表面碱金属氧化物KO和NaO达到或接近零；
[0023]c.将上述配制好的粘度为500?2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂喷涂或刷涂于失活的SCR脱硝催化剂表面后自然干燥固化，然后放置于烟道随炉内升温固化，或于350?450°C的干燥炉中加热固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米即可。
[0024]实施例2:本实施例与实施例1不同之处是:
[0025]将各不小于1000目的30kg高岭土、30kg膨润土、60kg硅藻土与0.5kg羟乙基纤维素粘合剂混匀，将1kg V2O5和16kg WO3加水溶解后的混合水溶液加入上述混合物中，然后再搅拌均匀后加水稀释，使稀释后混合物的粘度达到500?2000mpa.s后即可用于失活SCR脱硝催化剂的修复。其修复过程如下:
[0026]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去失活的SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0027]b.将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于0.2m/s的流速清洗失活的SCR催化剂表面的碱金属氧化物，使其表面碱金属氧化物KO和NaO达到或接近零；
[0028]c.将上述配制好的粘度为500?2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂喷涂或刷涂于失活的SCR脱硝催化剂表面后自然干燥固化，然后放置于烟道随炉内升温固化，或于350?450°C的干燥炉中加热固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米即可。
[0029]实施例3:本实施例与实施例1不同之处是:
[0030]将各不小于1000目的25kg高岭土、25kg膨润土、50kg硅藻土与0.3kg羟乙基纤维素粘合剂混匀，将6kg V2O5和1kg WO3加水溶解后的混合水溶液加入上述混合物中，然后再搅拌均匀后加水稀释，使稀释后混合物的粘度达到500?2000mpa.s后即可用于失活SCR脱硝催化剂的修复。其修复过程如下:
[0031]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去失活的SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0032]b.将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于
0.2m/s的流速清洗失活的SCR催化剂表面的碱金属氧化物，使其表面碱金属氧化物KO和NaO达到或接近零；
[0033]c.将上述配制好的粘度为500?2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂喷涂或刷涂于失活的SCR脱硝催化剂表面后自然干燥固化，然后放置于烟道随炉内升温固化，或于350?450°C的干燥炉中加热固化；使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米即可。
[0034]实施例4:本实施例与实施例1不同之处是:
[0035]将各不小于1000目的20kg高岭土、20kg膨润土、40kg硅藻土与0.2kg羟乙基纤维素做粘合剂混匀，将Ikg偏钒酸铵和6kg仲钨酸铵加水溶解后的混合水溶液加入上述混合物中，然后再搅拌均匀后加水稀释，使稀释后混合物的粘度达到600mpa.s后即可用于失活SCR脱硝催化剂的修复。其修复过程如下:
[0036]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去失活的SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0037]b.将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于
0.2m/s的流速清洗失活的SCR催化剂表面的碱金属氧化物，使其表面碱金属氧化物KO和NaO达到或接近零；
[0038]c.将上述配制好的粘度为500?2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂喷涂或刷涂于失活的SCR脱硝催化剂表面后自然干燥固化，然后在600?650°C的干燥炉中下加热固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米即可。
[0039]实施例5:本实施例与实施例1不同之处是:
[0040]将各不小于1000目的25kg高岭土、25kg膨润土、50kg硅藻土与0.3kg羟乙基纤维素做粘合剂混匀，将8kg偏钒酸铵和16kg仲钨酸铵加水溶解后的混合水溶液加入上述混合物中，然后再搅拌均匀后加水稀释，使稀释后混合物的粘度达到500?2000mpa.s后即可用于失活SCR脱硝催化剂的修复。其修复过程如下:
[0041]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去失活的SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0042]b.将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于
0.2m/s的流速清洗失活的SCR催化剂表面的碱金属氧化物使其表面碱金属氧化物KO和NaO达到或接近零；
[0043]c.将上述配制好的粘度为500?2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂喷涂或刷涂于失活的SCR脱硝催化剂表面后自然干燥固化，然后在600?650°C的干燥炉中下加热固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米即可。
[0044]实施例6:本实施例与实施例1不同之处是:
[0045]将各不小于1000目的30kg高岭土、30kg膨润土、60kg硅藻土与0.5kg羟乙基纤维素做粘合剂混匀，将6kg偏钒酸铵和1kg仲钨酸铵加水溶解后的混合水溶液加入上述混合物中，然后再搅拌均匀后加水稀释，使稀释后混合物的粘度达到500?2000mpa.s后即可用于失活SCR脱硝催化剂的修复。其修复过程如下:
[0046]a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去失活的SCR催化剂表面的固体沉积物；
[0047]b.将含2?5% (ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于
0.2m/s的流速清洗失活的SCR催化剂表面的碱金属氧化物使其表面碱金属氧化物KO和NaO达到或接近零；
[0048]c.将上述配制好的粘度为500?2000mpa.s的SCR脱硝催化剂失活修复剂喷涂或刷涂于失活的SCR脱硝催化剂表面后自然干燥固化，然后在600?650°C的干燥炉中下加热固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米即可。
【权利要求】
1.一种SCR脱硝催化剂失活修复剂，其特征在于它由以下重量份数比的各组分制成: 高岭土 20?30,膨润土 20?30,娃藻土 40?60,轻乙基纤维素0.2?0.5,水溶性钥；化合物0.5?10，水溶性钨化合物2?16，分散剂N0.1?0.2。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂失活修复剂，其特征在于所述水溶性钒化合物选用V2O5或偏钒酸铵。
3.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂失活修复剂，其特征在于所述水溶性钨化合物选用WO3或仲钨酸铵。
4.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂失活修复剂，其特征在于所述分散剂N选用二萘基甲烷二磺酸钠或亚甲基双萘磺酸钠。
5.一种如权利要求1所述的SCR脱硝催化剂失活修复工艺，其特征在于它包括以下步骤: a.用不小于0.5m/s流速的纯净水洗去SCR催化剂表面的固体沉积物； b.将含2?5%(ff/V)HCl和0.1?0.2% (W/V)分散剂N的盐酸溶液以不小于0.2m/s的流速清洗SCR催化剂表面的碱金属氧化物； c.将粘度为500?2000mpa.s的上述SCR脱硝催化剂失活修复剂涂覆于失活的SCR脱硝催化剂表面后干燥固化，使固化后的SCR脱硝催化剂失活修复剂膜层厚度在80?180微米。
6.根据权利要求5所述的SCR脱硝催化剂失活修复工艺，其特征在于所述干燥固化过程采用自然干燥固化后，在350?650°C下加热固化。
【文档编号】B01J38/48GK104128212SQ201410377332
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】焦占付, 贾增周, 焦忆楠, 严辉, 沈杰 申请人:焦占付