前面介绍了失活SCR脱硝催化剂常见的再生技术,今天对一些有发展潜力的新技术,特别是复合再生方法给予介绍,主要是复合再生、原位再生及重新成型。
脱硝催化剂
1.复合再生
我国燃煤电厂机组和燃用煤种的多样性造成了催化剂失活原因的复杂性。单一的再生方法通常不能完全恢复失活催化剂的活性,因此复合再生技术是较为可行的方案:首先对催化剂进行水洗,去除附着在面上的灰尘及其他杂质;然后采用酸洗法,将催化剂放入酸液中清洗(对碱金属中毒的情况效果甚佳),用清水洗涤催化剂至洗涤液pH值接近7.0,以去除表面残留的酸液;最后采用活化清洗,补充催化剂的活性物质。还有一种较有效的再生工艺是分步化学清洗法,通过酸洗、超声清洗、酸洗,最后干燥煅烧等进行催化剂再生。
这种湿法再生工艺虽然增加了工艺的复杂度和再生成本,但可以对失活催化剂中沉积的砷化合物等有毒物质进行有效清除,大幅提高再生催化剂脱硝效率以及再生使用次数和寿命。
2.原位再生及重新成型
再生脱硝催化剂原位再生是成本最低的一种再生方式。用300～350℃的水蒸气对已使用了2000h的商用NH3-SCR催化剂进行原位再生处理,再脱硝运行336h后,发现NOx的转化率可达到91.4%。说明这种使用高温水蒸气进行原位再生的方法特别适用于因水溶性物质的沉积而失活的催化剂。将废旧催化剂进行清洗、干燥、重新定型成块,也可以达到一定的再生效果。首先吹扫去除废旧脱硝催化剂表面沉积物,将其进行破碎处理后形成块状催化剂,用去离子水清洗,干燥处理,获得的催化剂单元体活性能够恢复到新催化剂催化效果的85%。
这种工艺操作简便、成本低,适于大规模的工业应用,但破碎后的催化剂单元难以再次再生使用,存在一定的弊端。
清洗超声再生清洗剂对恢复催化剂活性具有显著作用,清洗时间、清洗剂的浓度和温度都有影响。清洗剂可以是络合剂乙二胺四乙酸(EDTA)、表面活性剂十二烷基苯磺酸(LAS)等,可配合超声波震荡方法对废旧催化剂进行清洗再生。清洗剂浓度为0.01mol/L,经震荡清洗30min后,制成再生催化剂,脱硝活性在400℃时可达到85%～90%,并且该再生工艺的CaSO4去除率达到92.0%以上,但钒和钨的残余率分别为99.4%和98.3%。
中毒催化剂再生目前,有大量催化剂因As和Pb中毒,需通过还原及增加活性的办法加以再生利用。在甲醇气氛中、250～275℃下,对As中毒的催化剂进行加热再生时,还需添加活性钒以恢复甲醇处理后的催化剂的脱硝活性,NOx转化率达到原来的80.76%。还可通过氨洗、H2还原和空气煅烧等手段,不仅可以有效地去除As,而且还可以将催化剂的活性成分恢复到相当的水平。
另外,将碱处理和酸洗组合,可消除催化剂表面的As并恢复废V2O5-WO3/TiO2催化剂的催化活性,再生样品的催化活性也可增加至新催化剂的水平。通过去离子水、酸溶液、络合剂和碱溶液对Pb中毒催化剂进行再生,可使得催化剂的NOx转化率达到95.70%。
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