一种再生scr脱硝催化剂所用的碱洗液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及SCR脱硝催化剂再生过程中使用的碱洗液，以及该碱洗液在再生SCR 脱硝催化剂过程中的应用。
【背景技术】
[0002] 燃煤电厂等高温燃烧场合所排放烟气中含的氮氧化物（NOx)，是对人体有害的污 染物，必须对其进行处理一一习称"脱硝"，目前用得最多的在脱硝装置中起核心作用的是 SCR脱硝催化剂。由于SCR脱硝催化剂长期处在高温浓尘的环境中，不但表面易烧结并形成 介孔堵塞，而且烟气中的飞灰、碱（土）金属、砷、磷、二氧化硫等物质易使SCR脱硝催化剂 中毒，使得其催化活性下降（简称"失活"）。为保证脱硝效果且为降低脱硝成本，人们就在 更换SCR脱硝催化剂的同时，也对失活的SCR脱硝催化剂进行"再生"。为提高再生效果，在 再生的过程中通常都有一道用碱性液体（本申请将直接称"碱洗液"）对中毒的SCR脱硝催 化剂进行清洗的工序--申请公布号为CN103878035A、名称为《一种钒、钛基选择性催化还 原脱硝催化剂的再生液》之中的"清洗液"就是这类碱洗液之一，该清洗液由碱性有机盐、表 面活性剂和去离子水组成。其中，碱性有机盐为葡萄糖酸、柠檬酸或乙二胺四甲叉磷酸的钠 盐或钾盐的一种或几种；表面活性剂为耐碱渗透剂AEP98、耐碱渗透剂0EP-70或微孔渗透 剂JFC的一种或几种。然而，由于造成SCR脱硝催化剂中毒、失活的物质中就有碱金属，而 该现有技术却采用了钠盐或钾盐，这就在一定程度上影响了再生后的SCR脱硝催化剂之脱 硝率的提高。
【发明内容】
[0003] 本发明的第一目的是提供一种能够使脱硝率得到进一步提高的再生SCR脱硝催 化剂所用的碱洗液。
[0004] 本发明的第二目的是提供一种应用实现第一发明目的之碱洗液来对SCR脱硝催 化剂进行再生的方法。
[0005] 实现所述第一发明目的之技术方案是这样一种再生SCR脱硝催化剂所用的碱洗 液。与现有技术相同的方面是，该碱洗液由有机碱、表面活性剂和去离子水构成。其改进之 处是，所述有机碱是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或两种 混合物；表面活性剂为乳化剂0P-10、渗透剂AEP、渗透剂0EP-70、渗透剂JFC中的一种或两 种混合物；各组分的配比为，有机碱3~30wt. %、表面活性剂0. 1~Iwt. %、去离子水69~ 96. 9wt. %。
[0006] 实现所述第二发明目的之技术方案是这样一种SCR脱硝催化剂的再生方法。与现 有技术相同的方面是，该再生方法包括将待再生SCR脱硝催化剂进行空气吹扫、超声碱洗、 用水冲洗后沥干、煅烧、活性成分补充和二次煅烧的工序。其改进之处是，在煅烧工序之前 还有表面修复工序，在煅烧工序之后还有表面重构工序；具体步骤如下：
[0007] ①将经过空气吹扫、并裁剪后的待再生SCR脱硝催化剂浸没在实现第一发明目的 之碱洗液中进行超声碱洗；之后用清水冲洗沥干；
[0008] 其中，待再生SCR脱硝催化剂裁剪后的大小，以利于浸没清洗为度；碱洗液的温度 为25~80°C，总的清洗时间2~8小时，清洗中使用超声波的时间为3~10分钟，超声波 频率为20kHz ;
[0009] ②将用清水冲洗沥干后的待再生SCR脱硝催化剂浸渍于修复液中进行表面修复； 所述修复液由〇. 1~Iwt. %的表面活性剂、1~5wt. %的纤维素衍生物、3~15wt. %的醇 类溶剂、79~95. 9wt. %的去离子水构成；
[0010] 其中，所述表面活性剂为乳化剂0P-10、渗透剂AEP、渗透剂0EP-70、渗透剂JFC中 的一种或两种混合物，纤维素衍生物为甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤 维素、纤维素乙酸酯中的一种或两种混合物，醇类溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、正丁醇中的 一种或两种混合物；表面修复时的温度维持在25~50°C之间，浸渍时间以本步骤中的待再 生SCR脱硝催化剂被浸渍透了为度；
[0011] ③将经过表面修复后的待再生SCR脱硝催化剂置于炉内进行煅烧，再于炉内降温 到室温之后取出；
[0012] 煅烧的具体过程是，先在80°C温度中烘干，再逐渐升温到300°C之后煅烧2小时； 升温速率为3°C /min ;
[0013] ④将经步骤③处理后的待再生SCR脱硝催化剂浸渍在二氧化钛溶胶内，以进行表 面重构；在本步骤中的待再生SCR脱硝催化剂被浸渍透了之后，取出沥干，之后放置于80°C 的烘箱内干燥30分钟；
[0014] ⑤将经过表面重构处理的待再生SCR脱硝催化剂浸渍在活性成分补充液内，以 补充活性成分；所述活性成分补充液的组分与配比为：偏钒酸铵1~5wt. %、钼酸铵2~ 5wt. %、去子离水90~97wt. % ;浸渍时间以本步骤中的待再生SCR脱硝催化剂被浸渍透 了为度；
[0015] ⑥将经步骤⑤处理后的待再生SCR脱硝催化剂放在炉内进行二次煅烧，再于炉内 降温到室温之后取出，得再生后的SCR脱硝催化剂；
[0016] 其中，炉内温度由室温开始，按5°C /min的速度缓慢升温，升温到450°C的后保持 180min〇
[0017] 从实现第一发明目的之技术方案中可以看出，本发明碱洗液中的有机碱，并非现 有技术中的那种钠盐或钾盐，也根本不含其他碱金属。这样，因碱洗液中碱金属的存在而影 响了再生后的SCR脱硝催化剂的脱硝率进一步提高之不足，就得到了克服；其碱洗效果不 仅对碱（土）金属造成中毒的SCR脱硝催化剂的尤其显著；而且，因这碱洗液对SCR脱硝催 化剂表面的沉积物铝盐、3102等也有较好的溶解作用，所以，还可一并清洗掉铝盐、5102等 沉积物。从该方案中还可以看出，相对于现有技术，本发明碱洗液的碱性较弱，碱洗时造成 的不可避免的损伤就较小，这又可以最大限度地保持再生后SCR脱硝催化剂的强度，进而 能够延长其使用寿命。
[0018] 从实现第二发明目的之技术方案中可以看出，本发明SCR脱硝催化剂的再生方法 中，不仅选用了实现第一发明目的之碱洗液，从碱洗这一步骤就开始为进一步提高再生后 SCR脱硝催化剂的脱硝率和强度打好了基础，而且，相对于现有技术还增加表面修复和表面 重构两道工序。在表面修复工序（步骤②）中选用的修复液，可对在碱洗过程中被多少侵 蚀、损伤了一些的SCR脱硝催化剂的表面进行有效的修复；同时也在一定程度上强化SCR 脱硝催化剂的孔道结构一一原因在于该修复液由多种易挥发的有机物组成，这些有机物在 表面活性剂的帮助下更易进入SCR脱硝催化剂的微孔结构中，进而在后续煅烧过程中利用 这些有机物蒸发的过程来扩大SCR脱硝催化剂的孔容，从而利于活性物质的进一步负载。 在步骤④中用二氧化钛溶胶来进行表面重构，二氧化钛因具有高比表面积的缘故广泛作为 SCR脱硝催化剂的载体，可有效改善SCR脱硝催化剂的孔隙结构和提高活性组分在SCR脱 硝催化剂上的分散度。通过上述步骤的处理之后，再将待再生SCR脱硝催化剂置于活性成 分补充液中浸渍时（步骤⑤），不仅能够增加活性组分负载量，而且可使活性组分负载的比 较均匀、牢固。实验验证表明，最终所得再生后的SCR脱硝催化剂比表面积增量可达30m2/ g左右，350~400°C脱硝率最低的也达到了 90%。实验验证还表明，本发明适用于蜂窝式、 波纹式和平板式SCR脱硝催化剂的再生处理。
[0019] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0020] 一、一种再生SCR脱硝催化剂所用的碱洗液，该碱洗液由有机碱、表面活性剂和去 离子水构成。在本发明中，所述有机碱是乙醇胺（C2H7NO)、二乙醇胺（C4H 11NO2)、三乙醇胺 (C6H15NO3)、三乙胺[N(CH2CH 3)3]、N-甲基二乙醇胺（C5H14NO2)中的一种或两种混合物；表面 活性剂为乳化剂0P-10、渗透剂AEP、渗透剂0EP-70、渗透剂JFC中的一种或两种混合物；各 组分的配比为，有机碱3~30wt. %、表面活性剂0· 1~Iwt. %、去离子水69~96. 9wt. %。
[0021] 二、一种SCR脱硝催化剂的再生方法，该再生方法包括将待再生SCR脱硝催化剂 进行空气吹扫、超声碱洗、用水冲洗后沥干、煅烧、活性成分补充和二次煅烧的工序。本发 明中，在煅烧工序之前还有表面修复工序，在煅烧工序之后还有表面重构工序；具体步骤如 下：
[0022] ①将经过空气吹扫（通常用清洁干燥的压缩空气，吹扫10分钟左右就可把表面积 灰去除）、并裁剪后的待再生SCR脱硝催化剂浸没在【具体实施方式】一所述的碱洗液中进行 超声碱洗；之后用清水冲洗沥干；
[0023] 其中，待再生SCR脱硝催化剂裁剪后的大小，以利于浸没清洗为度（在实验室条件 下，裁剪成3cmX 3cm的小块既可）；碱洗液的温度为25~80°C，总的清洗时间2~8小时， 清洗中使用超声波的时间为3~10分钟，超声波频率为20kHz ;
[0024] ②将用清水冲洗沥干后的待再生SCR脱硝催化剂浸渍于修复液中进行表面修复； 所述修复液由〇. 1~Iwt. %的表面活性剂、1~5wt. %的纤维素衍生物、3~15wt. %的醇 类溶剂、79~95. 9wt. %的去离子水构成；
[0025] 其中，所述表面活性剂为乳化剂0P-10、渗透剂AEP、渗透剂0EP-70、渗透剂JFC 中的一种或两种混合物，纤维素衍生物为甲基纤维素（纤维素甲醚MC)、乙基纤维素 {[C6H7O2 (OC2H5) 3] J、羧甲基纤维素{[C6H7O2 (OH) 2CH2C00 维素乙酸酯[醋酸纤维素，C6H7O2(OH)3-Hi(OOCCH 3)m]中的一种或两种混合物，醇类溶剂为乙 醇（C2H5OH)、异丙醇[(CH3)2CHOHh 乙二醇（C2H6O2)、正丁醇[CH3(CH 2)3OH]中的一种或两种混 合物；表面修复时的温度维持在25~50°C之间，浸渍时间以本步骤中的待再生SCR脱硝催 化剂被浸渍透了为度（通常需要30分钟或更长一点时间）；
[0026] ③将经过表面修复后的待再生SCR脱硝催化剂置于炉内进行煅烧，再于炉内降温 到室温之后取出；
[0027] 煅烧的具体过程是，先在80°C温度中烘干（时间约需2小时），再逐渐升温到 300°C之后煅烧2小时；升温速率为3°C /mi