废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，对废弃催化剂进行破碎、研磨，过筛；将催化剂粉和碳酸钠的混合物放入烧结炉中生成Na2WO4和NaVO3，并充分溶解，调节pH值，析出偏钒酸铵沉淀，过滤，剩余溶液用于提取仲钨酸铵；洗涤沉淀物、烘干得偏钒酸铵，制得仲钨酸铵晶体和三氧化钨。SCR催化剂再生方法为：对催化剂水洗、酸洗、活化、干燥。以废弃催化剂为原料生产钛白粉的方法为：将废弃催化剂进行磨粉、酸解、浸取，进行板框压滤；将催化剂进行浓缩、水解、抽滤，用砂滤水进行水洗、漂白，并煅烧、粉碎、包装。本发明可以有效恢复失活催化剂的活性并延长其使用寿命，不仅降低了火电厂的运营成本，而且节省了宝贵的稀土资源。
【专利说明】废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于催化剂再生领域，尤其涉及一种废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法。
【背景技术】
[0002]一般来说，SCR脱硝催化剂使用3年后部分失效，为保证达到脱硝效率指标，每年将有1/3被替换下来，预计从2015年开始，仅火力发电行业每年将有60000m3的失效催化剂产生。如果将这些失效催化剂再生，将会产生巨大的经济和环境效益。由于我国火电厂所使用的脱硝催化剂80%是蜂窝式催化剂，针对失效的蜂窝式催化剂进行回收利用具有很大的市场潜力。
[0003]进入“十二五”以来，国家对环境保护和绿色发展能源经济提出了更高的要求，针对火电脱硝出台了一系列规划、政策和标准，引导大力发展脱硝产业。可以预见在未来几年内，脱硝产业将进入高速发展期。目前在我国应用最为广泛的脱硝工艺是选择性催化还原法(SCR)，约占93%以上[1]，在SCR系统中，催化剂的成本最高，约占脱硝机组运营成本的22%[2]。因为催化剂的活性有限，使用约三年后需要更换新的催化剂以保持脱硝率达标，所以更换催化剂是运营脱硝系统的主要成本。催化剂的再生技术可以有效恢复失活催化剂的活性并延长其使用寿命，不仅降低了火电厂的运营成本，而且节省了宝贵的稀土资源，因此发展催化剂再生技术具有重要意义。在国外催化剂再生技术已经成功实现商业化运作。如美国CoaLogix公司、Cormetech公司等，已经在SCR催化剂再生领域服务多年,发展出成熟的催化剂再生技术。美国
CoaLogix公司统计，自2003年发展再生业务起至2010年，北美已有70%的火电厂使用再生催化剂。
[0004]SCR催化剂在初装投入 使用三年后活性下降，需要更换。催化剂再生技术可以有效恢复失活催化剂的活性，并且延长其使用寿命两到三年，因此在初装后第四年，需要更换的催化剂可以选择再生并沿用三年。根据对我国SCR催化剂市场需求的分析，“十二五”期间平均初装催化剂约为每年23.07万立方米[3]。由下表可见，可用于再生的催化剂在2012年和2013年为3万立方和5万立方。自2014年起，由于2011年初装催化剂需要更换，则可进行再生的催化剂数量将增至23.07万立方。目前再生催化剂技术在我国尚处起步阶段，但国外同行业已经发展多年，技术和设备均已发展成熟，并且行业内对此并不陌生，因此市场接受能力较强。借鉴国外行业经验，70%的火电厂使用再生催化剂，我国也将在数年内达到这一比例。保守预计在2016年，再生催化剂市场需求将达到16.15万立方。
[0005][0007]再生催化剂市场规模
【权利要求】
1.一种废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，该方法包括:从废弃催化剂中提取三氧化钨和偏钒酸铵的方法；SCR催化剂再生方法；以废弃催化剂为原料生产钛白粉的方法； 从废弃催化剂中提取三氧化钨和偏钒酸铵的方法的步骤包括: 步骤一、对废弃催化剂进行破碎、研磨，过筛； 步骤二、在催化剂细粉中掺入一定量的碳酸钠，充分搅拌均匀； 步骤三、将搅拌均匀的催化剂粉和碳酸钠的混合物放入烧结炉中，缓慢升温至一定温度，保温一段时间，然后缓慢降温至室温，此过程生成Na2WO4和NaVO3 ； 步骤四、将烧结料粉碎，过筛； 步骤五、将细粉送入溶解罐中，加入去离子水，升温至60°C，并不停搅拌，使Na2WO4和NaVO3充分溶解，最终得到Na2WO4和NaVO3的混合溶液； 步骤六、将混合溶液调节PH值后，加入碳酸氢铵或氯化铵溶液作沉淀剂，在控制温度下，析出偏钒酸铵沉淀，过滤，剩余溶液用于提取仲钨酸铵； 步骤七、用碳酸氢铵稀溶液洗涤沉淀物3次，再用30%乙醇洗涤2次，烘干，得偏钒酸铵女口广叩； 步骤八、对提取完偏钒酸铵的剩余溶液进行蒸发制得仲钨酸铵晶体，再经高温煅烧，即可制得三氧化钨； SCR催化剂再生方法的步骤包括: 第一步、用除盐水对催化剂进行水洗； 第二步、水洗之后，加入复合酸性配方进行进一步酸洗； 第三步、通过加入催化剂活性组分对催化剂进行活化； 第四步、在活化后的催化剂中通入热空气进行干燥； 第五步、最终得到既干燥又有活性的再生催化剂； 以废弃催化剂为原料生产钛白粉的方法的步骤包括: 步骤a、将废弃催化剂进行磨粉； 步骤b、在磨粉中加入浓硫酸，并压缩空气，进行酸解，并把其中产生的废气经处理后排放； 步骤C、在酸解后的催化剂中加入水，进行浸取； 步骤d、在浸取后的催化剂中继续加入水，进行板框压滤； 步骤e、通入蒸汽并抽真空，将催化剂进行浓缩、水解、抽滤，并对抽滤过程中产生的废酸进行处理； 步骤f、用砂滤水进行水洗，并加入硫酸和还原剂煅烧晶种进行漂白； 步骤g、加入纯水对漂白后的催化剂进行漂洗，加入盐处理剂进行盐处理，并进行抽滤； 步骤h、通过柴油、煤气对抽滤后的催化剂进行煅烧，并粉碎，最后进行包装，便得到产品O
2.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，步骤一中对废弃催化剂进行破碎、研磨，过筛，以制成300目的细粉为最宜。
3.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，步骤三中以将缓慢升温至450°C为最宜，保温时间最好是I小时，然后缓慢降温至室温；此过程生成Na2WO4和NaVO3。
4.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，步骤四中将烧结料粉碎，过筛，以制成325目细粉为最宜。
5.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，从废弃SCR脱硝催化剂中回收WO3和V2O5,通过碱熔-浸出-分离，最后的产物为偏钒酸按和三氧化钨。
6.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，本技术的原料可以是ASCR钛白粉废渣等低成本的材料。
7.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，在步骤d中进行板框压滤后会产生废渣和小度水，其中产生的小度水可以作为步骤c中浸取的溶液。
8.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，在步骤e中对抽滤过程中产生的废酸进行处理，处理后的废酸可以作为步骤二中酸解的原料。
9.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，对于在步骤f、步骤g中产生的废水都是经过处理后才会排放。
10.如权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂再生和资源化利用方法，其特征在于，步骤h中由于用柴油、煤气作为燃料`进行煅烧，对于煅烧产生的废气经处理后排放。
【文档编号】C01G31/00GK103508491SQ201310434204
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】裴叶舜, 裴小罗, 姚力智, 齐政鸿, 徐毅 申请人:宜兴市宜刚环保工程材料有限公司