废弃SCR脱硝催化剂资源回收

我国实施《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011之后,SCR脱硝成为电厂脱硝的必要技术,催化剂作为SCR技术的核心部分,其设计运行寿命为24000h,但在实际运行中往往由于灰尘等有害物质造成在3年内失去部分活性,SCR脱硝系统需更新催化剂。可以预测,未来几年失效的催化剂将急剧增加,废弃的催化剂面临处置问题。本文从资源化利用的角度探讨SCR催化剂的处置技术。     

燃煤电厂废旧脱硝催化剂回收利用研究进展

随着SCR技术在燃煤电厂中的大规模应用,作为SCR技术核心的脱硝催化剂,由于受到锅炉烟气物理和化学方面的作用,性能逐渐下降,从而失活成为废旧脱硝催化剂。废旧脱硝催化剂一部分可以进行再生,但剩余大部分不可再生,废旧脱硝催化剂已被列为危险固体废弃物,如简单填埋处置,不仅浪费资源,而且可能对周边生态环境带来危害,因此开展废旧脱硝催化剂的回收利用的研究就显得尤为重要,文章就简述了近些年来废旧脱硝催化剂回收利用情况。     

SCR烟气脱硝催化剂再生研究进展

介绍了SCR烟气脱硝催化剂的水洗再生、热再生、热还原再生、酸液再生、SO2酸化热再生、活性盐溶液活化再生等再生方法的研究进展。再生技术应用时,应根据SCR催化剂的配方、构型、应用场合等因素,分析SCR催化剂失活的主要原因,选择适当的一种或者几种再生方法,才能达到提高或者恢复催化剂脱硝活性的目的。     

低温SCR脱硝催化剂研究进展

氮氧化物NOx(NO, NO2和N2O)是全球大气污染的主要污染物之一,引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题,严重影响人们的生存环境和生活质量,引起了世界各国的广泛关注。针对固定源和移动源燃烧排放,各国制定了日益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等。SNCR的应用有较高的条件,影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等,故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛,其中脱硝多安排于除尘脱硫后,此时温度多处于100?250℃之间。为提高SCR脱硝性能,低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展,介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状,对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述,从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述,综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响,阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理,对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望。     

废弃SCR脱硝催化剂资源化利用研究进展

介绍了SCR脱硝催化剂中稀有金属回收浸出和分离2个阶段的技术进展,对其中的各种方法做出了总结和展望。废弃SCR脱硝催化剂中有价金属回收流程长、金属回收率和产物纯度低等问题,高压碱浸-离心过滤-离子交换工艺路线有望解决,并具有较高的工业化前景。     

燃煤烟气脱硝技术的研究进展

对燃煤烟气脱硝现有技术进行了综述。重点对选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）、SNCR-SCR联合脱硝法等工艺及工业化现状进行了分析,并对国内外脱硝新技术进行了介绍,最后针对环保要求提出了我国脱硝技术应以开发中国特色的脱硝技术和加强新技术的研发为方向。     

SCR脱硝金属氧化物催化剂研究进展

氮氧化物是大气主要污染物之一,选择性催化还原(SCR)是国内外工业锅炉(窑炉)烟气脱硝的主要技术途径。脱硝催化剂是SCR技术的核心,近几十年来为人们所关注和广泛研究。金属氧化物催化剂材料来源广泛,制备简单,脱硝效率稳定,在工业锅炉(窑炉)烟气脱硝中具有广阔的应用前景,因而成为人们研究关注的重点。本文基于SCR烟气脱硝理论现状,归纳了金属氧化物催化剂优化设计的关键与重要基础,同时,梳理了目前备受研究关注的钒基、锰基、铈基、铁基等四种典型金属氧化物催化剂的研究进展,系统介绍了不同氧化物催化剂的脱硝机理、本质特征、元素改良、结构和形貌设计,以及存在的问题等,并展望了今后金属氧化物催化剂研究的发展趋势,为今后工业锅炉(窑炉)烟气高效脱硝催化剂的研发提供参考借鉴。     

大型燃煤电站用SCR烟气脱硝催化剂发展概况

介绍了大型燃煤电站SCR脱硝催化剂的国内外发展情况、国家环保政策需求、市场销售预测和发展前景及面临的问题,概述了国内SCR脱硝技术立项研究的必要性。     

低温SCR烟气脱硝催化剂的研究进展

介绍了SCR反应的原理,重点综述了贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、分子筛催化剂、碳基催化剂等低温脱硝催化剂的研究进展。同时,对催化剂应用中存在的主要问题进行了总结,并对SCR催化剂的研究方向进行了展望。     

凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展

选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前主流的氮氧化物脱除技术,其核心是催化剂。凹凸棒石成本低廉,性能优越,适合用作SCR催化剂的载体,而且以凹凸棒石为载体的催化剂显示出良好的低温选择性和稳定性,具有很好的应用前景。本文总结了凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展,阐述了活性组分、制备方法、前体物种、活性组分负载量、煅烧温度、元素掺杂等因素对催化剂脱硝活性的影响,同时简要介绍了导致此类催化剂失活的原因以及失活催化剂的再生方法,并指出在凹凸棒石负载型低温脱硝催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理,最后指出此类催化剂的未来研究方向主要是进一步提高现有催化剂的低温催化活性和抗中毒能力,实现工业化应用。     

湿法工艺回收板式SCR废弃催化剂中的钛、钒、钼

目前应用最为广泛的烟气脱硝技术是SCR脱硝技术。SCR催化剂是脱硝系统中的核心部分, 其具有一定的寿命。废弃催化剂在未来几年内将急剧增多, 其处置方法少有报道。本文主要研究了SCR废弃催化剂中钛、钒、钼的湿法回收技术。使用Na₂CO₃与SCR催化剂于750℃共混煅烧, 用热水洗涤得到Na₂TiO₃, 酸洗煅烧得到TiO₂。向滤液中加HCl调节pH值到8～9得到MgSiO₃沉淀, 再加入NH₄Cl得到NH₄VO₃沉淀。将沉钒滤液调节pH值为4～5, 加入CaCl₂得到CaMoO₄沉淀。借助XRD、XRF等分析手段对回收产品进行了表征, 优化了回收工艺, 最终得到了纯度高达93%的TiO₂产品。     

燃煤电厂废旧SCR脱硝催化剂中TiO2载体的回收与再利用

以燃煤电厂废弃SCR脱硝催化剂为研究对象,考察了浸出时间、温度、液固比和NaOH浓度对碱浸过程Al、Si、V、W、Ti等元素浸出率以及浸出渣比表面积、孔容的影响。结果表明,碱浸的最优工艺条件为反应时间180 min、温度160℃、液固比15 ml·g^-1、NaOH浓度2.5 mol·L^-1。在最优工艺条件下得到的浸出渣主要成分为锐钛矿型TiO₂,经稀硫酸洗涤后作为载体,通过负载与新鲜催化剂相同含量的WO₃和V₂O₅,制备了V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂。对催化剂进行脱硝活性评价,结果表明,再生载体制备的催化剂脱硝活性恢复至新鲜催化剂水平,300℃时NO转化率达到97.8%,且具有良好的抗硫抗水性。     

燃煤电厂真实烟气条件下SCR催化剂脱硝性能

制备了具有工业应用价值的V₂O₅/TiO₂负载WO₃与MoO₃的蜂窝状SCR催化剂,并在某燃煤电厂烟气环境下,对其催化性能进行了测试,结果表明:增大催化剂体积能够提高脱硝效率,但活性增量逐步下降,当脱硝效率达到80%以上时,继续增大催化剂体积其活性提高不显著。催化剂的脱硝活性随着积灰时间的延长而降低,脱硝系统运行4 h后,催化剂脱硝活性减少9.4%。在燃煤电厂尾气飞灰浓度约为0.031 kg·m^-3环境下,为满足尾气中NO_x浓度排放要求(<200 mg·m^-3),每连续运行6 h需进行一次吹灰。催化剂的脱硝性能随着运行时间的延长,先急剧下降,后缓慢降低。在连续运行48~168 h范围内,脱硝活性下降值小于1%,SO₂氧化率下降值小于0.1%。在12个月内,平均每连续运行700 h,脱硝活性降低1%。     

从废催化剂中回收钼

从废催化剂中回收钼是利国利民的重要研究课题，针对当前回收工作中存在的技术问题进行了认真的探索，成功地解决了回收中分离、沉淀等技术难题，设计出了较为有效的回收工艺，对焙烧条件、钼酸制备等问题进行了全面阐述。     

粉煤灰基SAPO-34分子筛脱硝催化剂的合成及其脱硝性能

以内蒙准格尔电厂粉煤灰为原料,采用酸碱联合法,制备了粉煤灰基SAPO-34微孔分子筛。以SAPO-34分子筛为载体,以碳酸铵为铵盐、硝酸铜为铜源,采用离子交换法制备了不同Cu担载量的Cu-SAPO-34分子筛催化剂。在500℃、8% H₂O/N₂气氛下老化处理后,对催化剂的选择性催化还原脱硝性能和物理化学特性进行了测试分析。结果表明,SCR活性与Cu物种种类密切相关,位于离子交换位的孤立态的Cu²⁺是Cu-SAPO-34催化剂在NH₃-SCR反应中的主要活性中心,随着Cu担载量的增加,催化剂的低温SCR活性提高,而高温活性在Cu质量分数达到1.50%上达到最高而后降低。1.50 Cu-SAPO-34催化剂在空速高达200000h^-1、350~500℃范围内可达到80%以上的NO_x转化率,显示出较宽的脱硝温度窗口。文中指出该催化剂因更好的高温活性和抗烧结能力,相比钒钛系催化剂更适用于高温工况。这项工作开辟了燃煤电厂粉煤灰无害化处理用于制备SCR催化剂的新途径。     

离子交换法回收废钒催化剂中钒的研究

研究了采用离子交换法回收废钒催化剂中钒的新工艺，并着重对浸钒、沉钒等环节进行了改进。探讨了回收废钒催化剂过程中，离子交换树脂、钒溶液浓度、流速、温度、淋洗剂和沉钒溶液的pH、温度、加氨系数等因素对钒回收率的影响，得出了适宜的工艺条件。在此工艺条件下，可以制备出质量优于GB3283-1987冶金99级标准的五氧化二钒产品，钒回收率达91，7％，具有较好的经济效益和社会效益，市场前景广阔。     

废SCR催化剂钠化焙烧回收钨和钒的机理探究

文章从热力学角度,分别以温度和碳酸钠加入量为变量,用热力学软件HSC Chemistry计算了蜂窝状废SCR催化剂钠化焙烧的过程,得到了相应的相图,并分析了其对钨和钒浸出率的影响。研究了不同动力学条件下钨和钒的浸出率,得到最佳焙烧条件为：碳酸钠加入量为30%、焙烧温度为800 ℃、粒度为75～100 μm、焙烧时间为2～2.5 h。采用XRD和SEM进行物相和形貌分析。从理论和实验上探究了失效SCR催化剂钠化焙烧过程的机理。     

废弃选择性催化还原催化剂混掺对新催化剂脱硝性能的影响

采用"混炼-挤出-干燥-煅烧"工艺制备了不同废弃选择性催化还原（SCR）催化剂混掺比例的新催化剂样品,在自制实验台架上进行了脱硝性能和脱硝寿命评估实验。实验表明,当废催化剂混掺比例小于5%时,样品脱硝性能相比无混掺样品有轻微下降,催化剂脱硝效率随运行时间的衰减速率正常;当混掺比例大于5%时,催化剂样品脱硝性能大幅衰减,催化剂寿命缩短。结合N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）等表征手段分析,废催化剂的掺入会将碱金属、As等有害物质带入到高混掺量的样品中,导致催化剂脱硝性能下降;混掺比例高达15%时,15-cat样品表面复杂程度大幅下降,不利于SCR反应进行。实验论证了较高废弃催化剂混掺比例会严重影响制备所得新催化剂的脱硝性能。     

基于钠基吸附剂的烟气脱碳系统余热利用研究

针对基于钠基固体吸附剂的燃烧后脱碳技术应用于燃煤电厂后综合能耗偏高的问题,本文提出与供热机组结合的碳捕集/供热双机组系统,利用低温热网回水回收系统低品位余热。依据双机组的抽汽混合与否构建了两种系统流程,分析了两种不同方案下的系统性能。研究结果表明,在有效回收脱碳系统碳酸化反应余热后,独立抽汽方案中碳捕集综合能耗从4.05GJ/t CO₂降低至1.26GJ/t CO₂,而混合抽汽方案中碳捕集综合能耗降低至1.13GJ/t CO₂,同时双机组系统的热网供热量较单供热机组分别增加了67.5%和72.8%,经济效益显著。分析了混合抽汽方案的系统中碳捕集综合能耗随相关运行参数变化的规律,发现碳酸化反应温度和热网回水温度因为能够直接影响系统余热利用程度因而更易对碳捕集综合能耗产生影响。     

65#丙烯腈废催化剂综合回收的研究

论述了综合回收65＃丙烯腈废催化剂中钼、铋、钴、镍新工艺。该工艺采用先酸浸后碱浸，达到抑制载体三氧化二铝和二氧化硅溶出、有效分离各有价元素的目的，并已应用于生产，取得了较好的经济效益和社会效益。