一种蜂窝型scr脱硝催化剂的再生方法
【专利摘要】本发明公开了一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，属于电力环保【技术领域】，包括以下步骤：1）将中毒蜂窝型SCR催化剂浸渍于稀硫酸溶液中，超声处理后取出，烘干；2）将经步骤1）处理的蜂窝型SCR催化剂置于硝酸铈溶液中，浸渍1～3h后取出；3）对经步骤2）处理的蜂窝型SCR催化剂进行焙烧，以不大于3℃/min的速度升温至110℃后，保温3～5h，再以不大于3℃/min的速度升温至300℃后，保温8～10h，得到再生后的蜂窝型SCR脱硝催化剂。本发明选用的活性前体物质硝酸铈原料来源广，溶解性能好，经再生处理的催化剂活性能够恢复至中毒前催化剂活性的80%以上，同时简化了再生工艺，降低了再生成本，操作简便，环境友好，适合工业化大规模生产应用。
【专利说明】—种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力环保【技术领域】，涉及一种脱硝催化剂的再生方法，具体涉及一种 蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法。
【背景技术】
[0002]燃煤电站的氮氧化物(NOx)排放控制是国家“十二五”期间节能环保领域的重点工 作，最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对NOx排放浓度更是制定 了世界范围内最为严格的控制标准(100mg/m3)。随着这些国家政策的出台，如何有效控制 NOx的排放已成为当前电力环保领域中亟待解决的重要课题之一。
[0003]目前，燃煤电站的烟气脱硝(DeNOx)主要采用选择性催化还原(SCR)技术，该技术 以氨气为还原剂，借助SCR催化剂，将烟气中的NOx还原成无毒害的N2和H2O,从而达到控制 NOx排放的目的。SCR脱硝催化剂,指应用在电厂SCR (selective catalytic reduction) 脱硝系统上的催化剂，SCR催化剂是SCR烟气脱硝系统的核心，其性能直接影响脱硝效率和 脱硝成本。典型的商用SCR催化剂是以TiO2为载体，V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性物质的蜂 窝型催化剂，该种催化剂脱硝效率高，技术成熟可靠，得到广泛应用。
[0004]但由于催化剂长期处于高温高尘的工作环境中，且灰尘中含有碱(土)金属如钾、 钠、钙等，极易导致催化剂烧结、碱(土)金属中毒和活性物质流失，使催化剂活性降低，使用 寿命缩短，例如V205-W03/Ti02型SCR催化剂的使用寿命通常只有2?3年。由于SCR催化 剂初期投资大，约占整个脱硝系统总投资的40?60%，当催化剂中毒后，若用新催化剂替换 会导致脱硝成本大幅度增加；而若采用适当的技术对催化剂进行活性再生，则可有效降低 脱硝成本；据测算，对一个典型的600兆瓦机组，若采用催化剂再生技术处理中毒催化剂， 每年可节省100?300万人民币。因此，研究高效低成本的SCR催化剂再生技术显得尤为 必要与重要。
[0005]通过文献检索查新发现，常见的SCR催化剂再生思路是:首先用压缩空气吹扫掉 催化剂上的灰尘，然后用酸液浸泡除去催化剂上的碱(土)金属盐并恢复酸位，最后用活性 物质前驱体(主要是偏钒酸铵和偏钨酸铵)溶液浸泡催化剂以补充流失的活性物质。虽然 上述再生思路可有效恢复中毒催化剂的脱硝活性，但在工程化应用时存在如下问题:常用 的活性物质前驱体偏钒酸铵在水中的溶解度很小(5g/L，20°C),因此很难通过控制溶液浓 度来调节其在SCR催化剂上的负载量(补充量)，而只能通过反复“浸溃一干燥”工艺来调 节，这在专利CN101574671和专利CN102114422上都有报道，这不但增加了工艺操作的繁琐 性，而且增加了再生成本；同时，另一种常用的活性物质前驱体偏钨酸铵，价格较高，是影响 SCR催化剂生产成本的主要因素，若在催化剂再生中使用，增大了再生成本。总之上述问题 均可导致催化剂的再生成本较高，不利于再生技术的工程化应用。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，该方法原料来源广、再生成本低，利于工程化应用。
[0007]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0008]一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤:
[0009]I)将中毒蜂窝型SCR催化剂浸溃于质量浓度为1%?2%的稀硫酸溶液中，超声处 理0.5?1.5h后取出，烘干；
[0010]2)将经步骤I)处理的蜂窝型SCR催化剂置于0.3?0.9mol/L的硝酸铈溶液中， 浸溃I?3h后取出；
[0011]3)对经步骤2)处理的蜂窝型SCR催化剂进行焙烧，以不大于3°C /min的速度升 温至110°C后，保温3?5h，再以不大于3°C /min的速度升温至300°C后，保温8?10h，得 到再生后的蜂窝型SCR脱硝催化剂。
[0012]步骤I)所述的超声处理是在超声波功率为40?60KHZ下进行的。
[0013]步骤I)所述的烘干是在100?120°C下，干燥3?6h。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0015]本发明采用溶解性能好、价格低廉的活性物质前驱体硝酸铈用于SCR催化剂的再 生，用硝酸铈代替了溶解度低的偏钒酸铵和价格高的偏钨酸铵，且能够通过调控前驱体硝 酸铈溶液的浓度来调节其在催化剂上的负载量(补充量)，从而简化了再生工艺，降低了再 生成本。通过脱硝效率测试试验，验证了经本发明方法再生处理后的蜂窝型SCR催化剂，活 性能够恢复至中毒前催化剂活性的80%以上。
[0016]本发明方法操作简便，环境友好，适合工业化大规模生产应用。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而 不是限定。
[0018]本发明实施例采用的蜂窝型中毒SCR催化剂是国内某燃煤电站运行了 30000小时 的SCR催化剂，其型号为V205-W03/Ti02型，壁厚为0.7mm,节距为6.8mm。将该SCR催化剂切 割成35mmX35mmX90mm的小块后，进行再生处理。
[0019]实施例1
[0020]一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤:
[0021]I)将中毒蜂窝型SCR催化剂浸溃于500ml质量浓度为1%的稀硫酸溶液中，在 40KHZ超声波作用下处理1.5h后取出，置于烘箱中，在110°C下，干燥4h ；
[0022]2)将经步骤I)处理的蜂窝型SCR催化剂置于0.3mol/L的硝酸铈水溶液中浸溃 3h后取出；
[0023]3)将经步骤2)处理的蜂窝型SCR催化剂进行焙烧，以不大于3°C /min的速度升 温至110 C后，保温4h，再以不大于3 C /min的速度升温至300 C后，保温8h，得到再生后的 蜂窝型SCR脱硝催化剂。
[0024]将中毒的蜂窝型SCR催化剂和再生处理后的蜂窝型SCR催化剂分别置于SCR脱 硝活性试验装置中，在模拟烟气下测试脱硝效率，实验条件如下:N0:350ppm, NH3:350ppm, 02:3%,S02: 500ppm, N2为平衡气体，气体总流量:10000ml/min，反应温度范围:280?400°C。 气体成分由德图烟气分析仪(testo350-Pro)测定。评价再生效果结果表明，在280?400°C范围内，再生的蜂窝型SCR催化剂的脱硝效率均比中毒的蜂窝型SCR催化剂高，其活性可恢 复至中毒前活性的81%。
[0025]实施例2
[0026]一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤:
[0027]I)将中毒蜂窝型SCR催化剂浸溃于500ml质量浓度为1%的稀硫酸溶液中，在 50KHZ超声波作用下处理Ih后取出，置于烘箱中，在100°C下，干燥6h ；
[0028]2)将经步骤I)处理的蜂窝型SCR催化剂置于0.6mol/L的硝酸铈水溶液中浸溃 2h后取出；
[0029]3)将经步骤2)处理的蜂窝型SCR催化剂进行焙烧，以不大于3°C /min的速度升 温至110 C后，保温3h，再以不大于3 C /min的速度升温至300 C后，保温9h，得到再生后的 蜂窝型SCR脱硝催化剂。
[0030]将中毒的蜂窝型SCR催化剂和再生处理后的蜂窝型SCR催化剂分别置于SCR脱 硝活性试验装置中，在模拟烟气下测试脱硝效率，实验条件如下:N0:350ppm, NH3:350ppm, 02:3%,S02: 500ppm, N2为平衡气体，气体总流量:10000ml/min，反应温度范围:280?400°C。 气体成分由德图烟气分析仪(testo350-Pro)测定。评价再生效果结果表明，在280?400°C 范围内，再生的蜂窝型SCR催化剂的脱硝效率均比中毒的蜂窝型SCR催化剂高，其活性可恢 复至中毒前活性的91%。
[0031]实施例3
[0032]一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，包括以下步骤:
[0033]I)将中毒蜂窝型SCR催化剂浸溃于500ml质量浓度为2%的稀硫酸溶液中，在 60KHZ超声波作用下处理0.5h后取出，置于烘箱中，在120°C下，干燥3h ；
[0034]2)将经步骤I)处理的蜂窝型SCR催化剂置于0.9mol/L的硝酸铈水溶液中浸溃 Ih后取出；
[0035]3)将经步骤2)处理的蜂窝型SCR催化剂进行焙烧，以不大于3°C /min的速度升 温至110°C后，保温5h，再以不大于3°C /min的速度升温至300°C后，保温10h，得到再生后 的蜂窝型SCR脱硝催化剂。
[0036]将中毒的蜂窝型SCR催化剂和再生处理后的蜂窝型SCR催化剂分别置于SCR脱 硝活性试验装置中，在模拟烟气下测试脱硝效率，实验条件如下:N0:350ppm, NH3:350ppm, 02:3%,S02: 500ppm, N2为平衡气体，气体总流量:10000ml/min，反应温度范围:280?400°C。 气体成分由德图烟气分析仪(testo350-Pro)测定。评价再生效果结果表明，在280?400°C 范围内，再生的蜂窝型SCR催化剂的脱硝效率均比中毒的蜂窝型SCR催化剂高，其活性可恢 复至中毒前活性的83%。
[0037]综上，本发明的蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，选用的活性前体物质硝酸铈 原料来源广，溶解性能好，经再生处理的催化剂活性能够恢复至中毒前催化剂活性的80% 以上，同时简化了再生工艺，降低了再生成本，操作简便，环境友好，适合工业化大规模生产应用。
【权利要求】
1.一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于，包括以下步骤:1)将中毒蜂窝型SCR催化剂浸溃于质量浓度为1%?2%的稀硫酸溶液中，超声处理0.5?1.5h后取出，烘干；2)将经步骤I)处理的蜂窝型SCR催化剂置于0.3?0.9mol/L的硝酸铈溶液中，浸溃 I?3h后取出；3)对经步骤2)处理的蜂窝型SCR催化剂进行焙烧，以不大于3°C/min的速度升温至 110°C后，保温3?5h，再以不大于3°C /min的速度升温至300°C后，保温8?10h，得到再 生后的蜂窝型SCR脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于，步骤 I)所述的超声处理是在超声波功率为40?60KHZ下进行的。
3.根据权利要求1所述的一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，其特征在于，步骤I)所述的烘干是在100?120°C下，干燥3?6h。
【文档编号】B01J38/64GK103433081SQ201310345045
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】程广文, 张强, 张发捷, 徐晓涛, 杨世极, 舒凯 申请人:涿州西热环保催化剂有限公司, 西安西热锅炉环保工程有限公司, 西安热工研究院有限公司