SCR蜂窩催化劑再生技術(shù)及工程分析

SCR蜂窩催化劑再生技術(shù)及工程分析摘要：本文系統(tǒng)綜述了脫硝催化劑的物理及化學中毒機制、再生方法及工藝，并結(jié)合SCR催化劑再生工程，具體介紹了失活催化劑的再生工藝流程在實際工程中的應(yīng)用，其再生催化劑的相對活性恢復到原來的98%，SO2氧化率為2.3%，且各項指標均滿意新奇催化劑標準，有利于催化劑耐用性及廢棄催化劑再生工藝進展。關(guān)鍵詞：脫硝催化劑；再生工藝；失活本文結(jié)合SCR再生技術(shù)應(yīng)用案例，介紹其應(yīng)用閱歷，對現(xiàn)場再生過程中遇到的問題進行了進一步分析，且有針對性地提出解決方法。通過我國環(huán)保部門于2014年8月出臺的《關(guān)于加強廢煙氣脫硝催化劑監(jiān)管工作的通知》和《廢煙氣脫硝催化劑危急廢物經(jīng)營許可證審查指南》守則得知，廢煙氣脫硝催化劑因早期隨便丟棄的處理方式，導致環(huán)境受到了重大污染，且不符合現(xiàn)代資源再生的進展背景，所以被列為危急廢物管理范疇。催化劑在現(xiàn)代討論中被認為是具備再生力量的物質(zhì)，通過物理吹掃、水洗、微觀超聲波清洗和化學作用酸、堿等，對失去活性的催化劑進行處理，排解其中堿金屬、積碳和積塵，再結(jié)合浸漬補充方法增加催化劑活性，干燥處理后即可再次應(yīng)用。這即為催化劑再生原理（被稱為SCR再生技術(shù)），在現(xiàn)代技術(shù)工藝水平上，可以恢復催化劑脫硝效率85%以上。因SCR再生技術(shù)起源于西方先進國家，所以我國對該項技術(shù)的討論起步較晚，許多應(yīng)用企業(yè)都還不了解該項技術(shù)。本文為了推廣SCR應(yīng)用，將結(jié)合實踐案例綻開分析工作，對其中應(yīng)用閱歷、應(yīng)用問題進行分析，并提出針對性的解決方案。1催化劑失活機理1.1催化劑失活機理催化劑失去活性的機理，在性質(zhì)上可以分為兩種，即物理失活與化學失活，其中物理失活通常是由于催化劑受高溫燒結(jié)、嚴峻磨損而形成，化學失活是催化劑受堿金屬、堿土金屬和As影響，導致自身中毒而引起的。下文將對這兩種失活機理進行分析。1.1.1堿金屬催化劑失活堿金屬催化劑失活屬于化學失活范疇，即堿金屬是指可溶性堿金屬，常存在于飛灰中，此類金屬主要由Na+、K+組成，待其大量與催化劑接觸之后，會與催化劑中的活性顆粒發(fā)生反應(yīng)，導致催化劑消失酸位中毒，隨后催化劑的NH3吸附量、吸附活性會不斷下降。依據(jù)討論表明，當催化劑表面K2O不斷累積，催化劑的NO轉(zhuǎn)化率告知下降，當K2O質(zhì)量分數(shù)達到1%，催化劑幾乎不具備活性。1.1.2積炭催化劑失活積炭催化劑失活屬于物理失活范疇，即在催化劑應(yīng)用當中，其表面會不斷形成炭沉積物，沉積物的總量、厚度會不斷增長，導致催化劑比表面積、孔容、表面酸度及活性中心數(shù)不斷下降，待沉積物總量、厚度達到肯定水平，則催化劑失活[5]。此外依據(jù)討論表明，積炭催化失活中，活性降低速度與積炭速度成正比。1.1.3砷催化劑失活砷催化劑失活屬于化學失活范疇，即當含有砷的煙氣與催化劑接觸，會導致催化劑中毒而失活，其原理與上述堿金屬中毒一樣。但砷對催化劑活性的影響，取決于煙氣中的煤含量，即煤含量越高催化劑中毒狀況越嚴峻，失活速度越快。1.2SCR再生技術(shù)在專業(yè)角度上，失活催化劑再生是可以實現(xiàn)的，但也要依據(jù)失活緣由來進行推斷，由于部分緣由造成的催化劑失活是永久性的，此類催化劑不具備再生意義。詳細來說，在現(xiàn)代SCR再生技術(shù)水平上，假如催化劑失活是由于積碳、積灰或金屬沉淀物而引起的，則可以進行再生處理，技術(shù)實施難度并不大，而假如失活是由于高溫燒結(jié)而引起的，則無法對此類催化劑進行再生，由于高溫燒結(jié)的影響較大，對催化劑的整個結(jié)構(gòu)都有巨大破壞。SCR再生技術(shù)步驟如圖1所示。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009122330536603.jpg”alt=“1.jpg”width=“424”height=“290”/目前，失活催化劑再生技術(shù)主要采納脫硝原理，其詳細步驟為：真空吸塵或壓縮空氣吹灰、清洗液浸泡或噴淋、超聲清洗、活性組分再浸漬、煅燒。2工程案例分析案例中針對失活催化劑，主要采納的再生流程為：吹灰、鼓泡+超聲清洗、酸洗、活性浸漬、煅燒、干燥。再生處理中的原材料，主要選擇皖能合肥發(fā)電有限公司的廢舊催化劑。再通過上述工藝處理后，通過電鏡掃描及活性檢測方法得到結(jié)論。2.1電鏡掃描試驗結(jié)果分析500倍電鏡掃描結(jié)果：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009122330547918.jpg”alt=“2.jpg”width=“496”height=“213”/1000倍電鏡掃描結(jié)果：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009122330548784.jpg”alt=“3.jpg”width=“508”height=“242”/3500倍電鏡掃描結(jié)果：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009122330548393.jpg”alt=“4.jpg”width=“502”height=“256”/依據(jù)圖中表現(xiàn)可見，在電鏡分析條件下，再生前的催化劑表面存在嚴峻的堵塞狀況，而再生后則有了極大的改善，說明再生工藝可以處理堵塞現(xiàn)象。但此部分分析結(jié)果并不代表催化劑活性復蘇，所以需要通過后續(xù)活性檢測方法來做進一步測試。2.2活性檢測通過模擬電廠的煙氣條件對催化劑進行活性檢測，得出如下數(shù)據(jù)：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009122330544330.jpg”alt=“5.jpg”width=“456”height=“618”/結(jié)合圖2、3可見，再生后的催化劑活性比之再生前，明顯有了較大提高，滿意現(xiàn)代新催化劑標準的98%，與同類催化劑指標比較，其SO2/SO3轉(zhuǎn)化率有肯定優(yōu)勢。在這一基礎(chǔ)上說明本文采納的催化劑再生工藝，可以有效實現(xiàn)催化劑的再生利用，符合國家守則規(guī)范。3結(jié)論脫硝催化劑再生項目符合國家的環(huán)保政策，能為國家節(jié)省大量資源，減輕了對環(huán)境的二次污染，是國家鼓舞進展的項目。催化劑再生具有環(huán)保意義，在現(xiàn)代國家政策與守則要求下，該工藝的應(yīng)用