废旧脱硝催化剂再生工艺及工程案例
废旧脱硝催化剂再生

废旧脱硝催化剂再生脱硝催化剂(也称为脱硝催化剂)用于工业生产中的脱硝过程,能够有效减少大气中硝酸盐的排放,保护环境。
然而,长期使用后,脱硝催化剂会逐渐失去活性,导致脱硝效率下降,最终需要更换。
大量废旧脱硝催化剂的处理成为环境保护和资源回收利用的一项重要任务。
目前,废旧脱硝催化剂再生技术得到了广泛关注。
再生技术可以将失活的催化剂恢复活性,延长其使用寿命,降低生产成本,并且对环境友好。
下面将介绍几种常见的废旧脱硝催化剂再生方法。
热处理再生法热处理再生法是较为常用的一种方法。
首先,将废旧脱硝催化剂进行预处理,去除其中的杂质和毒害物质。
然后,将催化剂置于高温环境中,进行热处理,以去除催化剂表面的积垢和活性物质的固聚。
热处理会使催化剂结构发生改变,从而恢复其活性。
这种方法具有简单、经济的优点,可以循环使用废旧脱硝催化剂,节约资源。
高温氨解再生法高温氨解再生法是另一种常见的再生方法。
该方法利用氨解反应将废旧脱硝催化剂上的硝酸盐还原成氮气。
具体操作步骤如下:首先,将废旧催化剂放入高温反应器中,加入适量的氨气。
然后,在恰当的温度和压力下进行氨解反应,使硝酸盐转化为氮气和水蒸气。
最后,通过分离和净化,得到纯净的氮气。
这种方法能够高效地回收废旧催化剂中的有价值物质,并减少对环境的污染。
机械剥离再生法机械剥离再生法是一种将废旧脱硝催化剂进行物理处理并恢复活性的方法。
该方法通过机械剥离的方式将催化剂表面的积垢、覆盖物和固聚物等物质去除,使催化剂表面重新暴露出新鲜的活性物质。
这种方法简单易行,不需要添加化学试剂,对环境友好,可以有效延长催化剂的使用寿命。
酸洗再生法酸洗再生法是利用酸性溶液对废旧脱硝催化剂进行处理的方法。
首先,将废旧催化剂浸泡在酸性溶液中,溶解和去除催化剂表面的杂质和积垢。
然后,经过中和、洗涤等工序,得到清洁的催化剂。
酸洗再生法能够迅速恢复催化剂的活性,效果显著,但需要合理选择酸性溶液,以避免对环境产生不良影响。
燃煤火电厂中退役可用脱硝催化剂的再利用

燃煤火电厂中退役可用脱硝催化剂的再利用本文阐述了在某亚临界燃煤机组锅炉烟气脱硝系统破损模块替换工程。
工程结果表明:脱硝SCR反应器两侧催化剂更换为退役未失活模块后,各级催化剂的总差压显著降低,脱硝SCR反应器出口NOx排放浓度可降至35mg/m3,满足超低排放标准,同时提高了脱硝性能;整个SCR系统更换再生催化剂后,各工况下的氨逃逸量为0.01-1.57ppm,SCR系统的平均脱硝效率均≥85%,且机组在276MW负荷下,SCR系统运行安全、经济。
标签:燃煤电厂;SCR催化剂;脱硝效率;再利用0 引言脱硝催化剂价格昂贵,因而为了保障脱硝反应器经济运行,火力发电厂非常重视对脱硝催化剂进行寿命管理。
燃煤火电厂常采用以V2O5等无机氧化物为主要活性物质的蜂窝式催化剂,其化学寿命在24000h左右,机械寿命下限则在9~10年之间。
不良的催化剂运维管理会导致氨逃逸升高等问题,而氨逃逸高会导致空预器堵塞,烟气侧、一/二次风侧差压增大、排烟温度升高、风机电耗增加,锅炉效率显著下降,严重时还将造成风量不足、负荷受限、炉膛负压波动大、燃烧不稳、轴流风机失速抢风甚至被迫停运。
因此为了更经济、安全的利用催化剂,电厂会通过年度催化剂活性检测决策再生等寿命管理。
而在实际生产检修中,由于工期原因,当催化剂发生意料外的吹损时,采购生产补充和再生更换常无法满足工期需求,造成经济损失。
因此,将从退役机组上经过检测确认未失活的旧同类型催化剂作为应急备品,不仅经济节约,也可以减少逾期风险。
1 SCR系统概述某电厂11号机组为310MW燃煤机组,锅炉是上海锅炉厂引进美国燃烧工程公司技术进行设计制造的亚临界一次再热控制循环锅炉,采用单炉膛,四角切向燃烧方式,Π型露天布置。
其烟气脱硝采用SCR工艺,由中国华电科工集团有限公司设计安装,单台机组脱硝催化剂按“2+1”层设计,于2014年1月通过168h试运行。
在锅炉正常负荷范围内,初装两层催化剂,保证脱硝效率不低于75%,a)当入口NOx含量为400mg/m3(标态、干基、6%O2,下同)时,保证出口NOx含量不高于100mg/m3;b)当入口NOx含量350mg/m3时,保证出口NOx含量不高于87.5mg/m3;c)当入口NOx含量300mg/m3,保证出口NOx含量不高于75mg/m3。
脱硝催化剂再生技术及应用

脱硝催化剂再生技术及应用1脱硝催化剂再生的背景NO X是主要大气污染物之一,是灰霾、酸雨污染及光化学烟雾的主要前驱物质。
我国70%的氮氧化物排放均来自于煤炭的燃烧,电厂是用煤大户,如何有效控制燃煤电厂NO X 的排放已成为了环境保护中的重要课题。
在一系列政策、标准的驱动下,“十二五”期间,燃煤火电厂脱硝改造呈全面爆发增长趋势。
截至2013年底,已投运火电厂烟气脱硝机组容量约4.3亿千瓦,占全国现役火电机组容量的50%。
预计到2014年底,已投运火电厂烟气脱硝机组容量约6.8亿千瓦,约占全国现役火电机组容量的75%。
按中国每MW发电机组SCR脱硝催化剂初装量(两层)为0.80~1.1立方米(即0.80~1.1m3/MW),SCR占95%以上估算,预计到2014年底,脱硝催化剂保有量约60万立方米。
脱硝催化剂的化学寿命基本上是按24000小时设计的,意味着运行三到四年后,其催化剂活性会降低。
按照脱硝催化剂的运行更换规律,预计从2016年开始,废催化剂的产生量为每年10~24万立方米(约5~12Mt/a),呈每年递增趋势。
环保部2014年8月正式发布《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》和《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》,将废烟气脱硝催化剂纳入危险废物进行管理。
更换下来的废催化剂若随意堆存或不当处置,将造成环境污染和资源浪费。
废催化剂的再生处理正是解决这些问题的最佳途径,具有显著的社会效益和经济效益。
作为燃煤电厂SCR脱硝系统的重要组成部分,脱硝催化剂成本约占脱硝工程总投资的35%左右。
废催化剂进行再生处理可为电厂节约可观的催化剂购置费用,否则电厂除了需要投入大量的资金采购新催化剂外还需花费一定费用处理废催化剂。
废催化剂进行再生,实现了中国有限资源的循环再利用,节约原材料,降低能耗,有利于环境保护。
如果不进行再生,将造成资源的严重浪费,并对环境带来二次污染。
可以预见,脱硝催化剂再生虽然在国内是全新的业务,但中国的SCR脱硝装置大量使用再生催化剂是大势所趋。
废烟气脱硝催化剂再生相关技术及设备开发

图4 再生前后SEM图 通过特殊的浸渍工艺和数据 库对比,使得V含量负载可控 其余引起中毒的元素均恢复 到最初水平
Ti (%) W (%) V (%) Ca (%) S (%) Na (%) K (%) Mg (%) Al (%) Si (%)
2.3 大试阶段
2.3.4 热处理
图5 再生样品TG曲线
成果支撑
专利:《物理掩蔽失活SCR脱硝催化剂再 生方法及其使用的再生液》
络合剂 乳化剂 渗透剂 温和条件
去污明显√ 原料易得√ 成本较低√ 水易处理√
2.1 小试阶段
2.1.2 化学中毒清洗
100 80 60 40 20 0
fresh KNO3 NaNO3 K2SO4 Na2SO4 KCl NaCl
浸渍
热处理
一套可针对不同失活类型催化剂再生方法,供客户选择
目 录
一 技术开发背景
二 技术开发成果
三 技术工艺优势
2.1 小试阶段
2.1.1 物理中毒清洗
表1 再生前后催化剂微观结构变化
再生液 烟尘 沉积 测试项目 比表面积(m2/g) 孔 覆盖活性位 露出活性位 容(mL/g) 再生液 再生前 42 0.24 优点 再生后 53 0.28
专利:《失活SCR脱硝催化剂再生方法使用的再生液》
2.1 小试阶段
2.1.2 化学中毒
络合剂
CaX⇌Ca2++X2利用多元酸和有机磷络合剂,使其在近中性环境下发生络合反应而定向 清除,避免活性位流失。 成果支撑
专利:《物理掩蔽失活SCR脱硝催化剂再生方法及其使用的再生液》
2.2 中试阶段
2.2.1 物理清洗 优势
常规催化剂 常规催化剂 低温活性改进
烟气脱硝催化剂再生技术及其应用

烟气脱硝催化剂再生技术及其应用一、前言烟气脱硝是环保领域中的重要技术之一,它可以有效地降低燃煤发电厂等工业生产过程中NOx的排放量。
然而,在脱硝过程中,催化剂会逐渐失活,需要进行再生。
本文将介绍烟气脱硝催化剂再生技术及其应用。
二、烟气脱硝催化剂再生技术1. 催化剂失活原因在烟气脱硝过程中,催化剂会受到许多因素的影响,导致其逐渐失活。
主要原因包括:(1)SO2的存在:SO2会与催化剂表面上的活性组分发生反应,形成不活性物质。
(2)水汽的存在:水汽会抑制NOx与NH3的反应,从而降低催化剂效率。
(3)粉尘颗粒:粉尘颗粒会堵塞催化剂孔道,降低其表面积和活性。
(4)高温:高温会使得催化剂表面上的活性组分被破坏,从而导致其失活。
2. 再生技术为了解决催化剂失活的问题,需要对其进行再生。
目前常用的再生技术主要有以下几种:(1)热氧化法:将失活的催化剂置于高温、氧气环境中进行热氧化处理,使得表面上的不活性物质被氧化分解,从而恢复催化剂活性。
(2)蒸汽再生法:将失活的催化剂置于高温、高湿度环境中进行蒸汽处理,从而使得NOx和SO2等物质被蒸发出去,恢复催化剂活性。
(3)超声波再生法:利用超声波的作用,在水溶液中加入适量的还原剂和表面活性剂,使得催化剂表面上的不活性物质被还原分解,并且通过表面活性剂的作用使得其重新分散在水溶液中。
三、应用案例1. 江苏海门电厂江苏海门电厂是一家大型燃煤发电厂,其NOx排放量一直是环保部门关注的重点。
为了降低NOx排放量,该电厂采用了SCR技术进行脱硝。
然而,由于催化剂失活,SCR系统的效率逐渐下降。
为了解决这一问题,该电厂采用了热氧化法对催化剂进行再生。
经过再生处理后,SCR系统的效率得到了明显提高。
2. 河北唐山钢铁厂河北唐山钢铁厂是一家大型钢铁企业,其烟气中含有大量的SO2和NOx等有害物质。
为了降低烟气排放量,该企业采用了SNCR技术进行脱硝。
然而,在使用过程中,催化剂会逐渐失活,从而影响脱硝效果。
微观孔道恢复-废弃脱硝催化剂再生新方法

微观孔道恢复-废弃脱硝催化剂再生新方法
选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前工业烟气氮氧化物治理的主要手段,而脱硝催化剂是整个SCR脱硝系统中最核心的部分,其表面结构/化学成分与脱硝性能直接相关。
SCR脱硝催化剂在烟气冲刷过程中,会在催化剂表面发生孔道堵塞和塌陷现象,继而造成活性位点被覆盖,最终导致催化剂活性下降从而无法满足烟气脱硝的要求。
达到使用寿命的SCR脱硝催化剂会成为危险固体废弃物,如果使用填埋处理,不仅可能会对环境产生严重的危害,更是对催化剂中有价金属的一种资源浪费。
煤电厂产生的废弃脱硝催化剂于2014年被列入危险废物名单,也就是说传统的填埋法等已经不符合法律规定,所以当前对废弃SCR脱硝催化剂进行无害化处理或进行再生利用是发展绿色经济的重中之重。
图为使用前(左)和使用后的SCR脱硝催化剂
对于表面没有破损的催化剂可以通过再生的方式恢复其活性实现再利用。
通过促进颗粒与液体之间的充分润湿分散,阻止超细颗粒由于具有高比表面积而产生的正润湿热行为。
针对性开发ppm级微量液体添加剂,以降低润湿热,促进超细颗粒的分散。
通过对催化剂载体孔道及表面化学环境高效重构,使得湿法处理得到的颗粒团聚、孔道堵塞的二氧化钛能够满足催化剂载体循环使用要求。
对再生前后的催化剂进行脱硝活性测试,可以看到再生催化剂的脱硝能力已经达到新鲜催化剂的水平。
新催化剂与再生前后催化剂的脱硝性能对比图
Temperature (℃)
N O c o n v e r s i o n r a t e (%)。
SCR脱硝催化剂再生工艺浅析

SCR脱硝催化剂再生工艺浅析SCR脱硝催化剂再生工艺浅析摘要:脱硝系统已成为燃煤电厂的重要组成部分,脱硝催化剂占脱硝工程投资比例较高,加大对失效催化剂的再生力度,成为降低燃煤电厂脱硝运行费用的重要突破口。
同时脱硝催化剂再生具有显著的社会效益和环保效益。
本文将结合本公司再生生产简单介绍脱硝催化剂的工厂再生工艺以及如何选择合适的化学清洗液。
关键词:SCR;催化剂;再生;清洗液引言催化剂是SCR系统的核心部件,一般催化剂使用3年左右就会出现失活现象。
造成失活的原因主要有催化剂的烧结、砷中毒、钙中毒、碱金属中毒、SO3 中毒以及催化剂空隙积灰堵塞等。
对失活催化剂更换或是再生将直接影响SCR系统的运行成本[1-3]。
因此,研究SCR催化剂的失活与再生,具有很重要的现实意义。
我国催化剂研究已有好多年,目前比较成熟的有V2O5-WO3/TiO2、V2O5-MoO3/TiO2 及V2O5-WO3-MoO3/TiO2,它们都是以TiO2为载体,V2O5、WO3、、MoO3、为活性物质负载在其上。
具有较好的活性、高选择性以及强抗中毒性,在商业上已经投入生产。
据统计,2012年新投运火电厂烟气脱硝机组容量约为9000kW,其中,采用SCR工艺的脱硝机组容量占当年投运脱硝机组总容量的98%。
一、失活SCR催化剂的再生技术在实际应用领域,脱硝催化剂失效后主要采用现场再生及工厂再生两种方式。
由于现场再生易对现场环境和水质造成污染,且现场再生的催化剂的质量和性能较差,所以工厂再生是发展方向。
经过再生后的SCR催化剂,活性和使用寿命等能够达到运行要求,可以实现再利用,达到节省火电厂环保投入和运行成本的目的[4-6]。
SCR催化剂工厂再生工艺首先使用超声水洗清除废旧催化剂表面的溶解性碱金属物质和堵塞在SCR催化剂孔道中的灰尘颗粒沉积物,超声水洗过程中使用渗透促进剂、表面活性剂等有机高分子清洗剂提高清洗能力,特别是对硫酸盐等污垢的去除,为了进一步提高SCR催化剂的活性,应用超声浸渍法在催化剂表面负载钒、钨、钼等活性组分,以满足提高脱硝催化活性的要求。
火电厂烟气脱硝催化剂再生技术及应用

火电厂烟气脱硝催化剂再生技术及应用目录催化剂再生介绍3催化剂失活因素2催化剂再生实例4背景11背景NOx排放控制日趋严格脱硝市场大规模启动脱硝催化剂供不应求《火电厂大气污染物排放标准》NOx:100~200mg/Nm3数目巨大的失活催化剂市场预估:2013~2015年,催化剂总需求量约30~40万方。
失效脱硝催化剂的处理方式有:再生、回收利用及填埋。
处理方式基本特点再生通过催化剂再生工艺恢复活性,可恢复至原始活性的95 ~105%,成本约为新催化剂的50%回收利用因其成本较高,还没有大规模应用填埋污染环境及浪费资源“失效催化剂应优先进行再生处理,无法再生的应进行无害化处理”。
——《火电厂氮氧化物防治技术政策》脱硝催化剂再生成为失效催化剂首选处理方式。
2催化剂失活因素物理破损烧结“γ型”失活 “β型”失活不可再生可再生2.1.1 催化剂孔道烟灰堵塞2.1“γ”型催化剂失活因素某脱硝反应器内催化剂模块某脱硝反应器内催化剂模块((堵塞堵塞))、蜂窝式及板式催化剂运行图片波纹式波纹式、NH 4HSO 4新鲜催化剂使用后催化剂微孔2.1.2硫酸铵盐(包括细颗粒物)2.2.1CaSO4中毒催化剂表面活性位催化剂表面活性位SO3催化剂表面活性位催化剂表面活性位非活性位2.2 “β”型催化剂失活因素2.2.2化学中毒砷中毒碱金属中毒M eOM eO O HM eO M eO O A s OA s O OOM eO A s 2O 3 O 2O M eO A s O O新鲜催化剂中毒后MeOMeO O HNa+(K+)MeOMeO O Na(K)新鲜催化剂中毒后3.脱硝催化剂再生介绍4.1催化剂再生工艺4.2催化剂再生方式对比4.3催化剂检测依据4.4再生催化剂活性恢复3.1 催化剂再生流程催化剂失活分析指导再生机械除灰化学清洗负载工艺:V+W或(Mo)漂洗热处理催化剂模块成品3.2再生方式对比项目现场再生工厂再生脱硝活性K*50~70%95~105%SO2/SO3转化率升高基本保持再生后废水处理无有受损催化剂更换与补充不能及时质控及实验室技术支持无有热处理系统无有*脱硝催化剂运行初始安装层+备用层化学寿命结束后,此时催化剂相对活性约40%3.3 脱硝催化剂检测依据火电厂烟气脱硝催化电力行业标准—《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》(报批稿)剂检测技术规范明确了小试测试装置仅适用于脱硝催化剂生产厂家或科研单位的产品研发及生产过程以催化剂运行管理为目的的性能测试质量;以催化剂运行管理为目的的性能测试或任何第三方检测须采用中试测试装置”。
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2014年 08月 05日,环保部发布《关于加强废烟气脱硝催 化剂监管工作的通知》,提出将废旧烟气脱硝催化剂(钒钛系) 纳入到危险废物进行管理,并将其归类为《名录》中的“HW50” 系列,同时也指出需将废旧烟气脱硝催化剂(钒钛系)的管理和 再生、利用情况纳入污染物减排管理和危险废物规范化管理范 畴 [6],从环保和经济 角 度 来 说,催 化 剂 再 生 终 将 成 为 最 佳 的 废 旧烟气脱硝催化剂处理方式。
生工程案例等。
1 SCR再生工艺 1.1 催化剂失活机理
催化剂失活可分为物理失活和化学失活两块,物理失活指 的是催化剂在高温、高层的环境中,因催化剂表面飞灰沉积、孔 结构阻塞以及热烧结等原因引起的失活;化学失活指的是 SCR 脱硝运行过程中,煤质或飞灰中的碱金属、碱土金属以及 P、As 等元素阻塞孔道或与催化剂活性位点结合引起的活性破坏。 1.1.1 表面附着物和磨损
目前,各国对 煤 炭 的 利 用 依 然 以 发 电 为 主,因 其 对 煤 炭 有 着较高的利用与环境效率。而火电厂发电输出的电力,作为世 界上最重要 的 二 次 清 洁 能 源,已 成 为 国 民 经 济 的 重 要 支 柱 产 业,为社会经济及 工 业 与 城 市 化 发 展 做 出 了 巨 大 贡 献,但 过 量 的煤炭资源消耗也带来了严重的环境污染问题,其中氮氧化物 (NOX)是主要的大气污染物之一[1-2]。
Abstract:DenitrificationcatalystoccupiesanimportantproportioninSCRdenitrificationtechnologyofthermalpowerplant.Not onlydoesthecostofinstallationaccountfornearly40% ofthetotalinvestment,butalsotheperformanceofcatalystdirectly affectstheefficiencyofdenitrification.Inthispaper,thephysicalandchemicalmechanismofcatalystpoisoninganddeactivation, regenerationmethodsandprocessesaresystematicallyreviewed.CombiningwithSCRdenitrificationcatalystregenerationproject ofDatangNanjingEnvironmentalProtectionTechnologyCo.,Ltd.,theapplicationofregenerationprocessinpracticalengineering isintroducedindetail.Aftertesting,thepropertiesofregeneratedcatalyst(suchaselementcontent,specificsurfacearea,active Kvalue,SO2/SO3 conversionrate)aretested.Thesuccessfulapplicationofthisprojecthasimportantguidingsignificanceforthe extensionoftheservicelifeofdenitrificationcatalystandtheformulationofregenerationprocess. Keywords:wastecatalyst;regeneration;engineeringcase
为实现 NOX 的超低排放,选择性催化还原技术 (Selective CatalyticReduction,SCR)因 其 高 效 率、低 费 用 的 优 点 得 到 了 广 泛应用,现已成为电厂烟气脱硝中最为成熟的一种技术[3]。其 中,脱硝催化剂的活性是 SCR脱硝工艺中最为关键的一环,其 品质的优劣直接影响着脱硝的效率[4]。通常 SCR脱硝催化剂 的设计化学寿命约为 3年,且更换加装新鲜催化剂费用占脱硝 工程总投资约 40%的比例[5],另外 SCR运行时催化剂经常会 出现堵塞、磨蚀及 中 毒 等 现 象。 因 此,若 选 择 将 废 旧 催 化 剂 直 接填埋,将会造成资源的极大浪费与环境污染。
第 11期
任启柏:废旧脱硝催化剂再生工艺及工程案例
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废旧脱硝催化剂再生工艺及工程案例
任启柏
(大唐南京环保科技有限责任公司,江苏 南京 211111)
摘要:脱硝催化剂在火电厂 SCR脱硝技术中占据重要比重,不仅加装的费用占总投资的近 40%,且催化剂性能的好坏直接影响脱硝的 效率。本文系统综述了催化剂中毒失活的物理及化学机制、再生方法及工艺,并结合大唐南京环保科技有限责任公司 SCR脱硝催化剂 再生项目,详细介绍了再生工艺流程在实际工程的应用,经测试,再生后的催化剂各项性能(如元素含量、比表面积、活性 K值、SO2/SO3 转化率等)均得到明显恢复,且达到了火电厂使用要求,该项目的成功应用对于脱硝催化剂使用寿命的延长及再生工艺的制定具有重要 的指导意义。 关键词:废旧催化剂;再生;工程案例 中图分类号:X784 文献标识码:B 文章编号:1008-021X(2019)11-0195-03
RegenerationProcessandEngineeringCaseofWasteDenitrificationCatalyst
RenQibai
(DatangNanjingEnvironmentalProtectionScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Nanjing 211111,China)