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元琛科技:蜂窩式脫硝催化劑再生技術相關情況(四)

發布日期:2021-08-19??瀏覽次數:1765

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前面,我們對蜂窩式脫硝催化劑再生技術行業前景和蜂窩式脫硝催化劑的應用以及失活情況進行了闡述,接下來,我們重點了解下蜂窩式脫硝催化劑的再生技術。

由于燃煤電廠失活脫硝催化劑需要定期更換,對SCR系統的運行成本產生了直接影響。另外,大量失活脫硝催化劑的廢棄會導致環境污染問題。研究表明,多數情況下,失活脫硝催化劑通過再生,活性可恢復至原始催化劑的90%~105%。根據脫硝催化劑失活機理的不同,其再生方法主要有:物理清洗、化學清洗、活性組分補充等。

1.物理清洗

物理清洗是采用水沖洗失活脫硝催化劑,除去覆蓋在催化劑表面的粉煤灰,使物理失活的部分催化劑表面恢復活性。Cao等用高壓水槍對失活脫硝催化劑進行沖洗,沖洗后,催化劑中Al2O3的質量分數由1%降至0.49%,SO3的質量分數由約0.7%降至0.54%,表明高壓水沖洗能有效清除物理吸附在脫硝催化劑表面的粉煤灰。余岳溪等采用超聲水清洗失活脫硝催化劑,Ca、S、K等三種元素經TPR分析,含量分別由12.91%、14.23%、3.08%降至1.83%、1.20%、0.01%,表明超聲水清洗在一定程度上也可以清除一部分物理吸附在脫硝催化劑表面的粉煤灰。李健在40 Hz下對失活脫硝催化劑進行超聲清洗45 min后,對其進行XRF分析,發現催化劑中Al2O3的質量分數由1.77%降至1.42%,SiO2質量分數由4.86%降至4.25%,且研究結果顯示,超聲水清洗使脫硝催化劑的孔容和比表面積有所提升。

2.化學清洗

物理清洗只能清除物理吸附在脫硝催化劑表面的部分粉煤灰,但不能清除化學吸附在脫硝催化劑表面的粉煤灰。根據化學吸附在脫硝催化劑表面粉煤灰中氧化物的酸堿性不同,化學清洗可分為堿液清洗和酸液清洗。

2.1 堿液清洗

堿液清洗是將物理清洗后的脫硝催化劑浸漬于一定濃度的NaOH、Na2CO3等堿性溶液中,除去吸附在催化劑表面上的粉煤灰中的酸性物質。Yu等用0.2 mol·L-1的NaOH溶液在30 ℃下清洗失活脫硝催化劑,發現催化劑中的Al元素質量分數由42%降至28%,S元素質量分數由52%降至24%,除Al和S的效果明顯。范美玲等用1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液于室溫下對As中毒的脫硝催化劑進行清洗,發現清洗后的脫硝催化劑中As2O3的含量由1.27%降至0.44%,As去除率達到66%。段秋桐等用0.05 mol·L-1的稀NaOH溶液處理失活脫硝催化劑60 min, 然后在0.5 mol·L-1的稀H2SO4溶液中浸漬60 min, Na含量降至1.69%,K、Ca、Mg等的去除率達到100%。

2.2 酸液清洗

堿液清洗只能除去粉煤灰中的酸性物質,其中的某些堿性物質需要采用酸液清洗來去除。肖雨亭等用2%的HNO3溶液清洗失活脫硝催化劑,結果顯示,催化劑中K元素含量從732.2×10-6降至202.5×10-6,Na元素含量從559.4×10-6降至114.6×10-6,S元素含量也從2.20%降至0.59%,K、Na的清除效果明顯,S的清除效果也較好。Zheng等用0.5 mol·L-1的H2SO4溶液清洗失活脫硝催化劑20 min后,K元素含量由初始的1 mg·g-1降為0,經250~350 ℃活性測試,脫硝催化劑活性恢復約50%~72%。王樂等用0.5mol·L-1的H2SO4溶液清洗失活脫硝催化劑,每隔5 min取酸洗液測試其含量,酸洗后的催化劑中As2O3含量由清水清洗的0.040%降至0.013%,K2O含量由0.022%降至0.018%,CaO含量由0.984%降至0.842%,表明酸液清洗對堿性物質的去除效果明顯。

3.活性組分補充

脫硝催化劑在使用過程中會導致活性組分損失,且在再生過程中,酸洗、堿洗處理雖然會讓催化劑上中毒的活性位恢復活性,但部分催化劑表面活性物質會溶于清洗液中,造成了一定的流失,因此,上述兩種情況下損失的活性位就需要補充。通常采用浸漬法進行活性組分補充。崔力文等采用一步浸漬法負載補充活性組分,用1%的偏釩酸銨和5%的仲鎢酸銨溶液混合而成的浸漬液進行一步浸漬,焙燒后催化劑上的V含量由清洗后的0.25%升至1.13%,W含量則由清洗后的1.62%升至4.83%,脫硝催化劑活性明顯恢復。王登輝等采用分步浸漬法補充活性組分,先用鎢酸銨浸漬再生后的催化劑,再浸漬到偏釩酸銨溶液中,偏釩酸銨與鎢酸銨的質量比為1∶6,催化劑在300 ℃時脫硝效率可達到87.7%。朱恒等用偏釩酸銨和四水鉬酸銨(質量比為3∶10)同步浸漬制備V-Mo/TiO2堇青石脫硝催化劑,催化劑在340 ℃時脫硝效率達到98.8%。

脫硝技術是燃煤電廠和其它含氮高溫尾氣清潔排放的關鍵技術,由于脫硝催化劑存在使用壽命有限的問題,脫硝催化劑失活后需要更換,失活脫硝催化劑如果廢棄將引起環境的重金屬污染,因此,失活脫硝催化劑再生成為脫硝行業的發展趨勢。目前脫硝催化劑再生都是在不破壞其結構的基礎上,使失活的活性位恢復活性,并補充活性組分完成再生過程。受再生脫硝催化劑重復使用次數的限制,當前這種修復式的脫硝催化劑再生方法還不能滿足脫硝行業的發展需求,迫切需要開發循環利用的脫硝催化劑再生新技術。

安徽元琛環保科技股份有限公司(以下簡稱“ 元琛科技 ”)是一家集除塵布袋、脫硝催化劑研發、生產、銷售于一體的高新技術企業。產品除塵布袋(主要為PPS、PTFE、P84及復合系列過濾材料)和SCR脫硝催化劑已在水泥、鋼鐵、玻璃爐窯、垃圾焚燒發電、生物質發電、有色金屬冶煉等多行業廣泛應用!未來,元琛科技將以“成為全球生態環境守護者”為指引,始終扎根環保,堅持守護藍天白云的偉大事業。借力國家生態文明建設大格局,不斷深化技術、優化管理、強化品牌、細化產業、固化優勢,通過綜合統籌治理與服務,為產業創造協同價值。

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