板式脫硝催化劑的再生研究

白 偉，胥洪亮，張 濤(江蘇龍源催化劑有限公司，江蘇 無錫 214151)

0 引言

選擇性催化還原(SCR)是目前世界上應(yīng)用較為成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)[1-3]，催化劑是SCR的核心。催化劑分為蜂窩式、板式和波紋板式三種，其中蜂窩式約占60%以上，板式占20%以上，其他為波紋式。由于脫硝催化劑使用三年或更短的時間就會因中毒、堵塞而失去失活，使催化劑的更換成本較大。對于可逆性中毒和活性降低的催化劑，可以通過再生后重新使用；對于不能再生的廢棄脫硝催化劑可提純回收釩、鎢和鈦白粉等貴金屬，為企業(yè)增加新的利益增長點(diǎn)并保護(hù)了環(huán)境。

目前，催化劑再生的研究基本上都集中在蜂窩式脫硝催化劑的再生方面[4-5]，板式催化劑再生研究較少。本文分析了某電廠廢棄板式催化劑再生的途徑，考察再生后催化劑性能，并運(yùn)用XRD、BET等手段對該脫硝催化劑進(jìn)行表征。

1 試驗(yàn)部分

1.1 板式催化劑再生工藝流程

板式催化劑再生工藝流程：性能檢測→確定再生工藝→浸泡清洗→微孔清洗→活性植入→結(jié)構(gòu)修復(fù)→干燥和煅燒。

1.2 催化劑的表征

采用日本Ultima IV型X-射線粉末衍射儀(XRD)進(jìn)行X-射線衍射分析，美國貝克曼SA3100TM型比表面積分析儀測定催化劑的BET比表面積和孔結(jié)構(gòu)，日本ZSX Primus II X射線熒光光譜儀進(jìn)行元素的分析。

1.3 催化劑測試

催化劑活性測試在自制固定床氣固相催化反應(yīng)裝置上進(jìn)行[6]。模擬煙氣采用NH3/N2，O2/N2，NOx/N2標(biāo)準(zhǔn)氣體及N2氣體混合配制。模擬氣體組成：200μL/L NOx，6% O2,水蒸汽10%，氨氮摩爾比為1∶1，N2為載氣，總流量2.9L/min，反應(yīng)空速23000h-1，檢測進(jìn)出口NOx的濃度。為確?；钚员碚鲾?shù)據(jù)不受吸附的影響，在測試溫度點(diǎn)穩(wěn)定1h后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。催化劑活性計算公式如下：

(1)

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑中毒元素的檢測

為了確定板式脫硝催化劑活性元素和中毒元素的影響，本試驗(yàn)采用X射線熒光光譜儀進(jìn)行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化劑活性下降是由釩含量降低及堿金屬中毒引起的[7-11]，催化劑再生后分析催化劑成分見表1。從表1可知，再生后板式催化劑的釩含量活性植入效果顯著，再生后催化劑活性組分的負(fù)載量提高了165%；K、Na等堿金屬清除率較高，分別為63.85%和73.94%，基本接近新催化劑的水平；Fe的清除率稍低，為17.66%，可能與板式催化劑不銹鋼基材有關(guān)。

表1 催化劑再生前后主要成分對比分析

成分V2O5/%MoO3/%K/μL·L-1Na/μL·L-1Fe/μL·L-1再生前1．342．05149316742202再生后3．791．963896051813

2.2 催化劑活性、比表面積和孔結(jié)構(gòu)

從板式脫硝催化劑再生前后的活性、比表面積和孔結(jié)構(gòu)對比分析可知(表2)，再生后催化劑活性提高顯著，脫硝效率從50 %提高到62 %，增加了19%。微孔中的堵塞和中毒清除效果明顯，BET和孔容得到提高，微孔結(jié)構(gòu)得到恢復(fù)。

表2 催化劑再生前后活性、BET和孔結(jié)構(gòu)對比分析

項 目再生前再生后活性(380℃)/%5062BET比表面積/m2·g-150．4752．66微孔孔容/g·mL-10．240．26

2.3 X-射線衍射分析

從X-射線衍射譜圖可以發(fā)現(xiàn)，衍射圖譜中的峰型為典型的銳鈦型鈦白粉的衍射特征峰；沒有出現(xiàn)晶相的V2O5、MoO3的衍射特征峰。表明失活催化劑樣品，經(jīng)過浸泡清洗、微孔清洗、活性植入和干燥煅燒等再生處理工藝后，V2O5、MoO3等活性組分仍然以高分散的形態(tài)分布在載體表面上。

3 結(jié)語

采用某電廠使用的廢棄板式脫硝催化劑，通過浸泡清洗、微孔清洗和活性植入等方法，研究了有效的板式脫硝催化劑再生工藝。再生處理后失活催化劑活性組分的負(fù)載量提高了165%，K、Na等堿金屬清除率分別為63.85%和73.94%，基本接近新催化劑的水平。脫硝活性提高19以上，微孔中的堵塞和中毒清除效果明顯，BET和孔容得到提高，微孔結(jié)構(gòu)得到恢復(fù)。X-射線衍射分析表明，再生后V2O5、MoO3等活性成分仍然以高分散的形態(tài)分布在載體表面上。

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