本发明涉及脱硝催化剂回收利用
技术领域：
，尤其涉及一种废SCR脱硝催化剂回收方法。
背景技术：
：氮氧化物（NOX）是目前我国大气污染物的主要来源之一，是形成酸雨、光化学污染、区域超细颗粒PM2.5和雾霾的主要原因，给生态环境和人类健康带来了严重的危害。燃煤电厂是NOX排放的最主要来源，占总排放量的70%。2012年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》中规定新建火电机组NOX排放量要达到100mg/Nm3。2014年8月23日，国家发改委、环保部、国家能源局三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》对燃煤机组排放提出新要求，要求规范内的机组NOX排放量低于50mg/Nm3。国家环境保护“十三五”规划中关于大气环境质量的基本思路是氮氧化物平均浓度达标。愈来愈严格的环保政策和环保趋势，促使火电厂烟气脱硝技术大规模推广。当前最有效减少氮氧化物排放的技术（脱硝技术）是选择性催化还原（SCR）技术，被广泛用于火电厂烟气氮氧化物脱除。SCR脱硝催化剂主要用于脱除火电厂烟气中的氮氧化物，我国火电装机容量大，需要大量这种催化剂。SCR系统中最关键部件脱硝催化剂在实际运行过程中会发生化学中毒、积灰、烧结、表面形成水化合物、活性组分流失、机械磨损或破坏等而失效。SCR脱硝催化剂一般寿命为3-5年，每年都有大量的废SCR脱硝催化剂产生，如果不加以适当的处理，不仅造成巨大的浪费，还会严重的污染环境。SCR脱硝催化剂中主要含有钛白粉、三氧化钨、五氧化二钒等，同时，废旧SCR催化剂由于运行过程中吸附粉煤灰中铍、砷、汞等有毒元素。2014年8月5日，环保部发布的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》中明确：将废烟气脱硝催化剂（钒钛系）纳入危险废物“HW50其他废物”进行管理。通知中同时鼓励废烟气脱硝催化剂（钒钛系）优先进行再生。不可再生的废SCR脱硝催化剂可交由具有重金属提炼能力的危险废物经验单位提取钒、钨、钛和钼等资源。废旧催化剂属于危险固废，若随意堆存或不当处置，将造成环境污染和危及人类的安全健康，并造成资源浪费，因此，脱硝催化剂资源化技术是解决这一问题的最佳途径。目前，对废弃SCR脱硝催化剂的处理，一般采用以下方式：（1）废弃SCR脱硝催化剂中有价金属回收；（2）直接填埋；（3）清洗后用于催化剂生产原料。专利号为201210460099.4提出的一种含钨、钒、钛的蜂窝式SCR废催化剂的综合回收工艺，通过碱高温度压浸出钒和钨，钛则留在废渣里；然后在通过化学分离的方法制备出仲钨酸铵和偏钒酸铵，废渣中的钛最后则制成金红石型钛白粉。有价金属回收可以分离出催化剂中钨钒钛等金属元素，但是由于其中价值高的钨和钒含量较低，分别为三氧化钨占催化剂总量的5%-10%，五氧化二钒占催化剂总量的0.5%-1%，钛白粉占催化剂总量的80%-90%，其分离成本高，二次污染严重，经济不合算。专利号为201410084859.5的一种废弃SCR催化剂回收利用的方法和专利号为201410084780.2提出的一种利用废弃SCR催化剂回收液再生脱硝催化剂的方法，是将废弃SCR脱硝催化剂经吹灰、清洗和干燥处理后，粉碎成粉末，然后加入碳酸钠，并混合均匀，最后在高温炉内进行焙烧，得到焙烧料。焙烧料经再次粉碎后，加入到稀硫酸溶液中，经水浴保温并搅拌数小时后，使用氨水调节PH值到8-11，然后过滤，得到含钼、钨或钒的回收液，作为失活催化剂的再生液。该方法存在含钛残渣无法处理，流程同时加入酸和碱，酸碱综合造成浪费并产生大量高盐废水。我国的废弃SCR脱硝催化剂的回收利用研究起步较晚，缺乏对废SCR脱硝催化剂系统的研究和相应的回收处理法规。目前还未对废弃SCR脱硝催化剂进行规模化回收利用，对废旧废弃SCR脱硝催化剂的研究工作也仅处于起步阶段。废弃SCR脱硝催化剂的回收难度大，目前尚没有专业公司，在国内属于新领域。因此，对废弃SCR脱硝催化剂的回收很有必要，开展废弃SCR脱硝催化剂的回收利用可以变废为宝，化害为益，带来可观的经济效益和社会效益。技术实现要素：为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种废SCR脱硝催化剂回收方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废SCR脱硝催化剂回收方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）吹灰：采用高压空气吹扫或负压吸尘的方式对催化剂模块的表面和孔道内进行清灰，每次清灰持续0-0.5h，每间隔0-0.1h清灰一次，清灰累计时间为0-1h；（2）冲洗：对步骤（1）中获得的催化剂模块通过高压水进行冲洗，冲洗使用1-6MPa高压水，喷淋方向首先从催化剂迎风端进行喷淋10-20min，然后从催化剂尾端进行喷淋10-20min；（3）破碎：将步骤（2）中获得的废SCR脱硝催化剂利用破碎设备依次进行三个不同等级的破碎作业，包括初级破碎，粒度为80-120mm；一级中粒破碎，粒度为50-80mm；二级细粒破碎，粒度为20-50mm；（4）磨矿：将步骤（3）中获得的废SCR脱硝催化剂颗粒通过设备磨碎至10-100μm的粉末；（5）酸浸：将步骤（4）中获得的废SCR脱硝催化剂粉末转移到一级溶出反应器，加入草酸和硫酸的混合液，温度控制在20-95℃之间进行搅拌30-180min，将废SCR脱硝催化剂中有害成分钨、钒、钛等可溶于酸的组分溶解进液相分离；（6）固液分离：将步骤（5）中获得的反应物过滤洗涤，使固体物料成中性后进行固液分离；（7）除砷：将步骤（6）中获得的固体物料转移进入二级溶出反应器，加入一定浓度氢氧化钠溶液，温度控制在温度20-95℃之间进行搅拌30-180min，将废SCR脱硝催化剂中有害成分砷等可溶于碱的组分溶解进液相分离；（8）固液分离：将步骤（7）中获得的反应物过滤洗涤，使固体物料成中性后进行固液分离；（9）将步骤（8）中获得的废SCR脱硝催化剂固体粉末按一定比例与水泥、水、细集料、粗集料、粉煤灰和减水剂混合制备获得混凝土。进一步地，步骤（1）中吹灰的气体压力在0-8.0MPa之间，压缩气体流量0-4m3/s；吸灰的气体压力-404-0KPa之间。进一步地，步骤（2）中冲洗后废水由废水回收装置收集。进一步地，步骤（5）中的酸性溶液经多次循环富集。进一步地，步骤（7）中的碱性溶液经多次循环富集。进一步地，将步骤（5）中产生的酸性废水与步骤（7）中产生的碱性废水混合中和，经浓缩蒸发，得到固体重金属和砷等元素。所述的水泥采用P·Ⅱ52.5级硅酸盐水泥；所述的细集料为普通河沙，级配合格，细度模数为2.5，属Ⅱ级中砂，含泥量1.1%；所述的粗集料为普通碎石，连续级配合格，粒度为5-31.5mm，压碎值7.9%；所述的粉煤灰采用干排Ⅱ级灰；所述的减水剂采用SX-C18缓凝型聚羧酸高性能减水剂。所述的混凝土的水灰比为1:2。本发明的有益效果是：将废弃SCR脱硝催化剂中有毒有害元素提取出来，其它无害成分按一定比例添加作为干混砂浆和混凝土的原料，不仅可以将废弃SCR脱硝催化剂无害化处理，又可以提高混凝土的产品性能。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。一种废SCR脱硝催化剂回收方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）吹灰：采用高压空气吹扫或负压吸尘的方式对催化剂模块的表面和孔道内进行清灰，每次清灰持续0-0.5h，每间隔0-0.2h清灰一次，清灰累计时间为0-1h；其中，吹灰的气体压力在0-8.0MPa之间，压缩气体流量0-4m3/s；吸灰的气体压力-404-0KPa之间；（2）冲洗：对步骤（1）中获得的催化剂模块通过高压水进行冲洗，冲洗使用1-6MPa高压水，喷淋方向首先从催化剂迎风端进行喷淋10-20min，然后从催化剂尾端进行喷淋10-20min；其中，冲洗后废水由废水回收装置收集，并集中进行下一步的处理；（3）破碎：将步骤（2）中获得的废SCR脱硝催化剂利用破碎设备依次进行三个不同等级的破碎作业；初级破碎，粒度为80-120mm；一级中粒破碎，粒度为50-80mm；二级细粒破碎，粒度为20-50mm；其中，破碎设备可以是颚式破碎机、反击式破碎机、立轴式破碎机等；（4）磨矿：将步骤（3）中获得的废SCR脱硝催化剂颗粒通过设备磨碎至10-100μm的粉末；其中，用于磨碎的设备可采用球磨机、棒磨机、振动磨机等；（5）酸浸：将步骤（4）中获得的废SCR脱硝催化剂粉末转移到一级溶出反应器，加入草酸和硫酸的混合液，温度控制在20-95℃之间进行搅拌30-180min，将废SCR脱硝催化剂中有害成分钨、钒、钛等可溶于酸的组分溶解进液相分离；其中，上述酸性溶液经多次循环富集；（6）固液分离：将步骤（5）中获得的反应物过滤洗涤，使固体物料成中性后进行固液分离；（7）除砷：将步骤（6）中获得的固体物料转移进入二级溶出反应器，加入一定浓度氢氧化钠溶液，温度控制在温度20-95℃之间进行搅拌30-180min，将废SCR脱硝催化剂中有害成分砷等可溶于碱的组分溶解进液相分离；其中，上述碱性溶液经多次循环富集；（8）固液分离：将步骤（7）中获得的反应物过滤洗涤，使固体物料成中性后进行固液分离；（9）将步骤（8）中获得的废SCR脱硝催化剂固体粉末按一定比例与水泥、水、细集料、粗集料、粉煤灰和减水剂混合制备获得混凝土。其中，所述的水泥采用P·Ⅱ52.5级硅酸盐水泥；所述的细集料为普通河沙，级配合格，细度模数为2.5，属Ⅱ级中砂，含泥量1.1%；所述的粗集料为普通碎石，连续级配合格，粒度为5-31.5mm，压碎值7.9%；所述的粉煤灰采用干排Ⅱ级灰；所述的减水剂采用SX-C18缓凝型聚羧酸高性能减水剂；进一步地，所述的混凝土的水灰比为1:2。进一步地，将步骤（5）中产生的酸性废水与步骤（7）中产生的碱性废水混合中和，经浓缩蒸发，得到固体重金属和砷等元素。对该废SCR脱硝催化剂回收方法处理后的废SCR脱硝催化剂中的元素进行分析，具体数据如下表所示:通过以上两个表格数据可以得知，处理后废SCR脱硝催化剂的五氧化二钒的去除率达到了98.01%，砷的去除率达到了92.07%，铍的去除率达到了95.92%，汞的去除率达到了96.48%。对该废SCR脱硝催化剂回收方法处理后的废SCR脱硝催化剂的物理性能进行测试，具体数据如下表所示:比表面积/（m2/g）需水量比/%密度/（g/cm3）48.3138.51.07通过对废SCR脱硝催化剂回收方法获得的混凝土进行物理力学分析，混凝土的物理力学性能实验结果如下：通过以上表格数据可以得知，混凝土的各项物理力学性能随着处理后废SCR脱硝催化剂的添加剂量的提高均有所提升，可以提高混凝土的产品性能。对该废SCR脱硝催化剂回收方法处理后的废SCR脱硝催化剂的抗腐蚀性进行测试，具体数据如下表所示:通过以上表格数据可以得知，混凝土的质量变化率和抗压强度能随着处理后废SCR脱硝催化剂添加剂量的提高均有所提升，提高了混凝土的耐腐蚀性。对该废SCR脱硝催化剂回收方法处理后的废SCR脱硝催化剂的抗冻融性进行测试，具体如下表所示:通过以上表格数据可以得知，混凝土的质量变化率和抗压强度能随着处理后废SCR脱硝催化剂添加剂量的提高均有所提升，提高了混凝土的抗冻融性。以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明的目的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3