本发明涉及废弃scr脱硝催化剂再利用领域。
背景技术：
中国是一个以火力发电为主的能源消耗大国，在燃煤的同时排放了大量的氮氧化物，如果不加强控制，对我国大气环境污染所造成的后果将越来越严重。根据中国环境监测总站提供的数据，2011年我国氮氧化物排放总量为2404.3万吨，其中电力行业的氮氧化物排放占45％以上，占各种燃烧装置排放总量的一半以上，而电力行业排放的氮氧化物80％以上由燃煤锅炉排放。。为减少氮氧化物排放，选择性催化还原法广泛用于国内外电站，是燃煤机组脱硝的主流。scr系统中最关键部件是scr催化剂，scr脱硝催化剂主要由二氧化钛(tio2，含量80％-90％)、五氧化二钒(v2o5，含量0.5％-1％)、三氧化钨或三氧化钼(wo3或moo3，含量5％-10％)组成。等金属氧化物。在scr装置实际运行中，各种原因可能会导致催化剂活性降低，寿命缩短。随着催化剂使用时间的增长，催化剂发生热老化，因遭受某些毒物的毒害而部分或全部丧失活性；脱硝催化剂失活后，约70％-80％的完整催化剂可进行再生，20％-30％破损催化剂无法进行再生。整个生命周期中，脱硝催化剂最多可再生3次，之后可回收各种原料进行最终处置。对于失效的催化剂首先考虑的处理方式是催化剂的再生，延长其使用寿命，节约资源。但不是所有的失效催化剂都能够通过再生方式回用，如果失效催化剂采用再生方式仍不能恢复活性则需要对其进行废弃处理，因为失效催化剂中含有一定量有毒金属，属于危险废物，因此，必须对其进行无害化处置和资源化利用，保护环境。
废弃scr脱硝催化剂可以根据其是否可再生利用分为两类，一类废弃催化剂模块在使用过程中，因为飞灰堵塞等原因，催化剂载体物理结构没有发生变化，其中部分单体可以通过清除堵塞飞灰、添加活性物质以调节活性使其再生满足脱硝系统需求；另一类催化剂在使用过程中，由于飞灰撞击、热力作用发生烧结等现象，催化剂载体物理结构发生变化，无法满足再生要求。
技术实现要素：
本发明提供一种废弃scr脱硝催化剂再利用方法。工艺流程包括废料前处理、无害化处理、再生利用三部分。
（1）废料前处理
①将每日拟处理模块从原料库房转移至模块库房，每批次处理废弃催化剂40个模块，约50t。每日处理1批，年处理240批，共12000t。
②将拟处理模块送入自动清洗槽，通过高压水自动喷淋，而后进入人工清洗池1，进行第1次人工清洗，以去除催化剂孔道中堵灰。清洗过程中，水流不断流动，清洗用水使用量分别按每吨模块清洗用水1t和0.5t核算。通过厂区内部污水管网进入污水处理车间处理。
③经过自动喷淋和人工清洗的模块进行鉴定，根据催化剂模块中催化剂单体是否可再生利用决定后续工序。
（2）再生利用
①可再生利用模块需要进行深度清洁，通过专用清洗液进行清洗（酸液清洗产生的废酸（s2）
本项目采用10%稀硫酸稀释至0.25mol/l（约0.25%）清洗可再生利用催化剂模块，以完全去除催化剂孔道中碱性物质，同时调整催化剂酸位满足活性要求。清洗过程产生酸洗废液，产生量为96t/a，属于危险废物（hw34），需委托有资质单位处理。专用清洗液浓度为10%），通过专用清洗液中表面活性剂、乳化剂、螯合剂等成分将堵灰从废弃催化剂模块中清洗出来，该部分灰分与清洗剂中有效成分结合形成沉淀，随w3清洗液清洗废水排出。而后再次进行人工清洗，以完全清除催化剂表面堵灰。
②超声波清洗，可对废弃催化剂孔道内进行深度清洁。
③酸液清洗，催化剂在脱硝系统中运行时需保持一定的酸位，才能使催化剂与二氧化氮更好的发生反应。而催化剂在使用过程中，会因为钾，钠等碱金属发生中毒，因此需要采用酸液清洗催化剂，以完全去除催化剂孔道中碱性物质，确保催化剂酸位满足活性要求。
④经过深度清洁后催化剂清洗模块可完全去除堵灰等杂质。通过添加草酸氧钒溶液调节催化剂模块中活性以满足scr脱硝系统要求。而后进入干燥房，干燥温度控制在70℃，清洗工序带出水分以水蒸气形式去除。干燥完再生催化剂模块进行包装后送入库房。
（3）无害化处理
①无害化处理催化剂模块进入干燥房，使用隧道式低温微波干燥机进行干燥，以去除清洗工序带出水分。
②干燥后模块首先对金属框架进行切割，以取出其中催化剂单体进行进一步处理。切割工序位于模块拆卸区，采用电切割机对金属框架进行切割。
③催化剂单体送入磨粉区通过雷蒙磨进行破碎，磨粉至200目。磨粉区设6m×12m×4m封闭磨粉间，物料通过皮带传送进入雷蒙磨，进料口为2m×1m。鼓风机设计风量为22~23km3/h，余风管风量为4.0~4.5km3/h。根据前文分析，主风机风压在雷蒙磨体系内循环，则余风管排出风量等于环境中进入密闭磨粉间风量，进料口呈微负压状态，进口风速约为0.55m/s，可保证磨粉间内粉尘不从进料口散逸。
④项目使用草酸溶液由固体草酸晶体粉末溶解于水中配置，草酸浓度约为3.5%左右。雷蒙磨破碎后粉末进入反应釜与过量的草酸溶液发生氧化还原反应，固液比约1:5。过量草酸与五氧化二钒发生反应生成草酸氧钒以达到去除完全五氧化二钒的目的，反应后草酸氧钒、有机酸进入液体中。该反应为放热反应，液体温度可达80℃。其余金属氧化物以不溶渣形式沉淀，同时有少量co2逸散。
发生的反应如下：
3h2c2o4+v2o5=2voc2o4+3h2o+2co2
⑤通过氧化还原反应，草酸氧钒与有机物进入液相中，不溶渣以沉淀的形式进入固相。通过压滤，使固液分离，固体含水率约50%，其中液体含有少量草酸氧钒及草酸，进入干燥房通过隧道式低温微波干燥机干燥，水分逸散，得无害化处理处理粉末（含水率10%）。压滤出液（主要成分为草酸氧钒及过量草酸）通过电炉加热至约100℃，蒸发浓缩，蒸馏水收集用于草酸溶解。浓液自然冷却至室温，期间草酸溶解度随温度下降急剧减小，冷却过程中过量草酸以晶体形式析出。（在100℃时，1l水可溶解草酸约1.8kg，在25℃时，1l水可溶解草酸约0.19kg）。与此同时，草酸氧钒溶解度随温度变化较不明显，同时由于草酸氧钒的浓度较低，草酸氧钒依旧溶于液体中，而后通过过滤，固相（草酸晶体）返回用于草酸溶解配备草酸溶液。草酸氧钒溶液进入储罐，一部分用于再生利用添加活性物质工序。