Scr脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法
阅读说明：本技术 Scr脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法 (Process method for deep cleaning of SCR denitration catalyst by dry method ) 是由 吴凡 史伟伟 郑志海 方海峰 杨晓良 于 2020-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及SCR脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法,包括以下工艺步骤：1)初步除尘,将SCR脱硝催化剂进行表面除灰,进行一吹二吸清灰的方式；2)等离子体清洗,建立建立等离子气氛,将步骤1)处理后的SCR脱硝催化剂置于等离子体中,对其进行等离子体清洗；3)固体脱硫脱硝,使用固体脱硫脱硝剂对步骤2)中得到的SCR脱硝催化剂进行再次清洗；4)配置含有偏钒酸铵和仲钨酸铵的催化剂再生活性液；5)采用雾化喷雾方法在步骤3)清洗后的SCR脱硝催化剂表面喷涂步骤4)配置的催化剂再生活性液；6)干燥和烧结,将步骤5)中得到的喷涂有催化剂活性物资的SCR脱硝催化剂进行干燥和烧结。(The invention relates to a process method for deep cleaning of an SCR denitration catalyst by a dry method, which comprises the following process steps: 1) preliminary dust removal, namely performing surface dust removal on the SCR denitration catalyst, and performing a one-blowing and two-suction dust removal mode; 2) plasma cleaning, namely establishing a plasma atmosphere, placing the SCR denitration catalyst treated in the step 1) into plasma, and performing plasma cleaning on the SCR denitration catalyst; 3) solid desulfurization and denitrification, namely cleaning the SCR denitration catalyst obtained in the step 2) again by using a solid desulfurization and denitrification agent; 4) preparing catalyst regeneration active liquid containing ammonium metavanadate and ammonium paratungstate; 5) spraying the catalyst regeneration active liquid prepared in the step 4) on the surface of the SCR denitration catalyst cleaned in the step 3) by adopting an atomization spraying method; 6) drying and sintering, namely drying and sintering the SCR denitration catalyst sprayed with the catalyst active material obtained in the step 5).)
技术领域
本发明涉及催化剂清洁技术领域，具体而言，涉及SCR脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法。
背景技术
我国大规模的采用SCR技术的火电厂烟气脱硝改造始于2010年，最早的烟气脱硝系统可追至2008年。SCR烟气脱硝使用的钒钛系催化剂的化学寿命为20000-24000小时，机械寿命为10年。但实际应用中由于产品质量，运行环境影响，能够达到理论寿命的催化剂较少，一般在使用2-3年后即出现活性下降需要清洗再生，6-7年后就需更新换代，因此近年开始将会产生数以万吨/年的废脱硝催化剂。2014年8月5日出台的国家环保部办公厅[2014]990号函中把钒钛系催化剂报废后列为危险固体废物，编号为HW50。
SCR脱硝催化剂，大多以TiO2为载体，V2O5、V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性主分，总体有蜂窝式、板式和波纹式三种类型。研究表明，导致SCR催化剂失活的原因主要有：催化剂中毒(碱金属中毒、砷中毒、汞中毒等)、硫酸盐堵塞、飞灰堵塞等。
目前催化剂再生技术工艺已经相对成熟，常规的清洗再生技术，可大部分满足目前电力行业脱硝系统的应用，然而，由于废旧催化剂属于危废，常规的工厂化再生需要通过危废跨省转移手续审批(手续办理时间往往不可控)，且要经过来回运输，费时费力。此外，波纹板式催化剂由于其特殊的成型工艺，无法通过常规的水洗、酸洗等手段处理，存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供SCR脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法，以解决在无液相介质作用下，对催化剂深度清洁的技术问题。
本发明的SCR脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法是这样实现的：
SCR脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法，包括以下工艺步骤：
1)初步除尘，将SCR脱硝催化剂进行表面除灰，采用负压吸灰和正压吹灰相结合，进行一吹二吸的方式；
2)等离子体清洗，建立建立等离子气氛，将步骤1)处理后的SCR脱硝催化剂置于等离子体中，对其进行等离子体清洗；其中，等离子气氛的真空度为100-500Pa；
3)固体脱硫脱硝，使用固体脱硫脱硝剂对步骤2)中得到的SCR脱硝催化剂进行再次清洗；
4)配置含有偏钒酸铵和仲钨酸铵的催化剂再生活性液；
5)采用雾化喷雾方法在步骤3)清洗后的SCR脱硝催化剂表面喷涂步骤4)配置的催化剂再生活性液；
6)干燥和烧结，将步骤5)中得到的喷涂有催化剂活性物资的SCR脱硝催化剂进行干燥和烧结。
进一步的，步骤2)中，建立等离子气氛的方法为：在真空条件下，在两极板间形成电场并通工作气体，工作气体是Ar和H2；随着真空度增加，气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的***距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体。
进一步的，等离子气氛的真空度为50-1000Pa。
进一步的，所述工作气体可以采用Ar、N2、O2、H2、CF4中的一种或多种混合。
进一步的，步骤5)中所述的雾化喷雾方法是双流体雾化喷雾方法，即将所述再生活性液和压缩空气通过双流体喷嘴一起喷出，涂覆在所述催化剂的表面；
进一步的，步骤4)中，所述催化剂再生活性液中还包括渗透剂、表面活性剂、络合剂、草酸和去离子水；
所述配置就是将再生活性液中的各组分混合均匀，得到所述催化剂再生活性液。
进一步的，步骤3)中固体脱硫脱硝剂包括固体脱硫脱硝催化剂和碱性物质；
所述的碱性物质和固体脱硫脱硝催化剂的质量比例为100：(0.2-8.0)。
进一步的，所述固体脱硫脱硝催化剂的制备方法如下：将一种以上的质量比例占15.0-396.0份的铜盐和/或一种以上的质量比例占32.0-48.0份的锰盐、质量比例占10.0-30份的KMnO 4以及质量比例占100.0-900.0份的碳酸钠溶液分散到溶剂中形成浆料，搅拌，产物经过滤、洗涤、干燥、研磨后，在空气气氛中，于300℃-350℃条件下灼烧而成。
进一步的，所述碱性物质为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙和/或碳酸钙。
进一步的，所述固体脱硫脱硝剂的制备方法包括如下的步骤：将质量比例为100.0：(0.2-8.0)的含碱性物质和固体脱硫脱硝催化剂，加水经过捏合、挤出后，在50～100℃条件下，经过0.5～2.0小时烘干得到。
相对于现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：将等离子体清洗法应用于失效SCR脱硝催化剂清洗，较彻底地清洗了黏附于催化剂表面的物质，尤其是硫铵类物质，极大地恢复了催化剂活性位及其比表面积，较现有的酸法清洗，省略了后续的废水处理步骤，且清洗效率更高；再配合脱硫脱硝剂的再次清洗，以含钙和或含镁的碱性物质作为载体，添加了含锰和铜的催化剂，明显地提高了脱硫脱硝效能，使SCR脱硝催化剂更深层清洁；再采用雾化喷雾方法(具体如气液双相双流体雾化喷雾方法)将再生活性液中的再生活性成分转化成雾化颗粒，从而使其以高度分散的形式涂覆于清洗后的催化剂表面；后续的热风干燥和煅烧工艺(例如可以是高温的空气气氛中进行)再将喷涂的活性物质变成氧化物构成催化剂的活性物质。本发明提供的再生工艺不仅效率高、成本低、环保性强，且不存在再生废水处理问题，完全避免了二次污染。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
SCR脱硝催化剂干法深度清洁的工艺方法，包括以下工艺步骤：
1)初步除尘，将SCR脱硝催化剂进行表面除灰，采用负压吸灰和正压吹灰相结合，进行一吹二吸的方式；
2)等离子体清洗，建立建立等离子气氛，将步骤1)处理后的SCR脱硝催化剂置于等离子体中，对其进行等离子体清洗；其中，等离子气氛的真空度为100-500Pa；
3)固体脱硫脱硝，使用固体脱硫脱硝剂对步骤2)中得到的SCR脱硝催化剂进行再次清洗；
4)配置含有偏钒酸铵和仲钨酸铵的催化剂再生活性液；
5)采用雾化喷雾方法在步骤3)清洗后的SCR脱硝催化剂表面喷涂步骤4)配置的催化剂再生活性液；
6)干燥和烧结，将步骤5)中得到的喷涂有催化剂活性物资的SCR脱硝催化剂进行干燥和烧结。
步骤2)中，建立等离子气氛的方法为：在真空条件下，在两极板间形成电场并通工作气体，工作气体是Ar和H2；随着真空度增加，气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的***距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体。
等离子气氛的真空度为50-1000Pa。优选地，采用100-500Pa。
所述工作气体可以采用Ar、N2、O2、H2、CF4中的一种或多种混合。例如工作气体是Ar和H2。
步骤5)中所述的雾化喷雾方法是双流体雾化喷雾方法，即将所述再生活性液和压缩空气通过双流体喷嘴一起喷出，涂覆在所述催化剂的表面；
步骤4)中，所述催化剂再生活性液中还包括渗透剂、表面活性剂、络合剂、草酸和去离子水；所述配置就是将再生活性液中的各组分混合均匀，得到所述催化剂再生活性液。
其中，所述渗透剂例如为JFC，所述表面活性剂例如为OP-10，所述络合剂例如为聚乙烯醇。例如，所述再生活性液包括：
偏钒酸铵0.8～1.1wt％，
仲钨酸铵5.5～15.6wt％，
渗透剂0.05-1wt％，
表面活性剂0.05～1wt％，
络合剂0.05～1wt％，
草酸5.2～8.4wt％，和
去离子水余量。
步骤3)中固体脱硫脱硝剂包括固体脱硫脱硝催化剂和碱性物质；
所述的碱性物质和固体脱硫脱硝催化剂的质量比例为100：(0.2-8.0)。
所述固体脱硫脱硝催化剂的制备方法如下：将一种以上的质量比例占15.0-396.0份的铜盐和/或一种以上的质量比例占32.0-48.0份的锰盐、质量比例占10.0-30份的KMnO4以及质量比例占100.0-900.0份的碳酸钠溶液分散到溶剂中形成浆料，搅拌，产物经过滤、洗涤、干燥、研磨后，在空气气氛中，于300℃-350℃条件下灼烧而成。
所述的铜盐为五水合硫酸铜和/或三水合硝酸铜。
所述的锰盐为一水合硫酸锰和/或四水合硝酸锰。
所述碱性物质为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙和/或碳酸钙。
所述固体脱硫脱硝剂的制备方法包括如下的步骤：将质量比例占100.0份的含碱性物质、质量比例占0.2-8.0份的脱硫脱硝催化剂和0～20质量比的水经过捏合、挤出制备出条状物后，在50～100℃条件下，经过0.5～2.0小时烘干得到。
本发明将等离子体清洗法应用于失效SCR脱硝催化剂清洗，较彻底地清洗了黏附于催化剂表面的物质，尤其是硫铵类物质，极大地恢复了催化剂活性位及其比表面积，较现有的酸法清洗，省略了后续的废水处理步骤，且清洗效率更高；再配合脱硫脱硝剂的再次清洗，以含钙和或含镁的碱性物质作为载体，添加了含锰和铜的催化剂，明显地提高了脱硫脱硝效能，使SCR脱硝催化剂更深层清洁；再采用雾化喷雾方法(具体如气液双相双流体雾化喷雾方法)将再生活性液中的再生活性成分转化成雾化颗粒，从而使其以高度分散的形式涂覆于清洗后的催化剂表面；后续的热风干燥和煅烧工艺(例如可以是高温的空气气氛中进行)再将喷涂的活性物质变成氧化物构成催化剂的活性物质。本发明提供的再生工艺不仅效率高、成本低、环保性强，且不存在再生废水处理问题，完全避免了二次污染。
本发明的干法深度清洁技术的开发，不仅可以大大降低再生生产成本，同时可以弥补湿法再生技术工期长、过程繁琐的弊端，对电力行业脱硝系统加强日常维护以节约成本十分有益，也是势在必行的，为脱硝催化剂再生技术的拓宽提供了良好的应用前景。
并且在本发明的干法深度清洁再生后SCR脱硝催化剂微观比表面积恢复90％以上；SCR脱硝催化剂干法活化后活性、氨逃逸、二氧化硫氧化率等主要技术指标恢复90％以上。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。