SCR蜂窝催化剂再生技术及工程分析

SCR蜂窝催化剂再生技术及工程分析蜂窝催化剂再生技术及工程分析更新时间：2020-01-1411:28来源：科学技术创新作者:阅读：532网友评论0条摘要：摘要：本文系统综述了脱硝催化剂的物理及化学中毒机制、再生方法及工艺，并结合SCR催化剂再生工程，详细介绍了失活催化剂的再生工艺流程在实际工程中的应用，其再生催化剂的相对活性恢复到原来的98%，SO2氧化率为2.3%，且各项指标均满足新鲜催化剂标准，有利于催化剂耐用性及废弃催化剂再生工艺发展。关键词：脱硝催化剂；再生工艺；失活关键词：脱硝催化剂；再生工艺；失活本文结合SCR再生技术应用案例，介绍其应用经验，对现场再生过程中遇到的问题进行了进一步分析，且有针对性地提出解决方法。通过我国环保部门于2014年8月出台的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》和《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》守则得知，废烟气脱硝催化剂因早期随意丢弃的处理方式，导致环境受到了重大污染，且不符合现代资源再生的发展背景，所以被列为危险废物管理范畴。催化剂在现代研究中被认为是具备再生能力的物质，通过物理吹扫、水洗、微观超声波清洗和化学作用酸、碱等，对失去活性的催化剂进行处理，排除其中碱金属、积碳和积尘，再结合浸渍补充方法增加催化剂活性，干燥处理后即可再次应用。这即为催化剂再生原理（被称为SCR再生技术），在现代技术工艺水平上，可以恢复催化剂脱硝效率85%以上。因SCR再生技术起源于西方先进国家，所以我国对该项技术的研究起步较晚，很多应用企业都还不了解该项技术。本文为了推广SCR应用，将结合实践案例展开分析工作，对其中应用经验、应用问题进行分析，并提出针对性的解决方案。1催化剂失活机理催化剂失活机理1.1催化剂失活机理催化剂失活机理催化剂失去活性的机理，在性质上可以分为两种，即物理失活与化学失活，其中物理失活通常是因为催化剂受高温烧结、严重磨损而形成，化学失活是催化剂受碱金属、碱土金属和As影响，导致自身中毒而引起的。下文将对这两种失活机理进行分析。1.1.1碱金属催化剂失活碱金属催化剂失活属于化学失活范畴，即碱金属是指可溶性碱金属，常存在于飞灰中，此类金属主要由Na+、K+组成，待其大量与催化剂接触之后，会与催化剂中的活性颗粒发生反应，导致催化剂出现酸位中毒，随后催化剂的NH3吸附量、吸附活性会不断下降。根据研究表明，当催化剂表面K2O不断累积，催化剂的NO转化率告诉下降，当K2O质量分数达到1％，催化剂几乎不具备活性。1.1.2积炭催化剂失活积炭催化剂失活属于物理失活范畴，即在催化剂应用当中，其表面会不断形成炭沉积物，沉积物的总量、厚度会不断增长，导致催化剂比表面积、孔容、表面酸度及活性中心数不断下降，待沉积物总量、厚度达到一定水平，则催化剂失活[5]。此外根据研究表明，积炭催化失活中，活性降低速度与积炭速度成正比。1.1.3砷催化剂失活砷催化剂失活属于化学失活范畴，即当含有砷的烟气与催化剂接触，会导致催化剂中毒而失活，其原理与上述碱金属中毒一样。但砷对催化剂活性的影响，取决于烟气中的煤含量，即煤含量越高催化剂中毒情况越严重，失活速度越快。1.2SCR再生技术再生技术在专业角度上，失活催化剂再生是可以实现的，但也要根据失活原因来进行判断，因为部分原因造成的催化剂失活是永久性的，此类催化剂不具备再生意义。具体来说，在现代SCR再生技术水平上，如果催化剂失活是因为积碳、积灰或金属沉淀物而引起的，则可以进行再生处理，技术实施难度并不大，而如果失活是因为高温烧结而引起的，则无法对此类催化剂进行再生，因为高温烧结的影响较大，对催化剂的整个结构都有巨大破坏。SCR再生技术步骤如图1所示。目前，失活催化剂再生技术主要采用脱硝原理，其具体步骤为：真空吸尘或压缩空气吹灰、清洗液浸泡或喷淋、超声清洗、活性组分再浸渍、煅烧。2工程案例分析工程案例分析案例中针对失活催化剂，主要采用的再生流程为：吹灰、鼓泡+超声清洗、酸洗、活性浸渍、煅烧、干燥。再生处理中的原材料，主要选择皖能合肥发电有限公司的废旧催化剂。再通过上述工艺处理后，通过电镜扫描及活性检测方法得到结论。2.1电镜扫描实验结果分析500倍电镜扫描结果：1000倍电镜扫描结果：3500倍电镜扫描结果：根据图中表现可见，在电镜分析条件下，再生前的催化剂表面存在严重的堵塞情况，而再生后则有了极大的改善，说明再生工艺可以处理堵塞现象。但此部分分析结果并不代表催化剂活性复苏，所以需要通过后续活性检测方法来做进一步测试。2.2活性检测活性检测通过模拟电厂的烟气条件对催化剂进行活性检测，得出如下数据：结合图2、3可见，再生后的催化剂活性比之再生前，显然有了较大提高，满足现代新催化剂标准的98%，与同类催化剂指标比较，其SO2/SO3转化率有一定优势。在这一基础上说明本文