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。

　　SCR催化剂工厂再生工艺流程

　　1.1 催化剂失活原因诊断

　　为了使失活催化剂得到有效再生，需首先对失活催化剂样品的组分含量、比表面积、孔隙率、强度、活性等各物理化学性能指标进行分析检测，通过对失活原因研究分析确定造成催化剂失活的具体原因，为接下来催化剂的再生提供支持。

　　1.2 吹扫及去离子水清洗

　　在负压状态下采用压缩空气进行吹扫，去除催化剂表面附着的及孔道内的大部分灰尘颗粒。然后用去离子水冲洗、清洗和溶解沉积在催化剂表面的可溶性物质和部分颗粒。

　　水洗再生一般作为催化剂再生前的预处理阶段。水洗再生对催化剂的孔尺寸和孔结构、机械强度影响不大。通过对某电厂废旧催化剂水洗再生时发现，水洗可以溶剂反应过程中沉积在催化剂表面的飞灰、钾盐以及含硫物质，同时，对活性物质钒和钨的溶剂较弱。但水洗后的催化剂脱硝活性提高的也不多，分析认为催化剂表面含有的硫份较多，水洗除去了表面大量的硫，抵消了一部分因飞灰、钾的去除催化剂活性的提高。

　　1.3 化学清洗液清洗及干燥

　　失效催化剂表面及孔道沉积着金属、盐等有毒物质，而催化剂反应活性与其外表面积和孔道特性有很大程度上的关系，简单的吹扫及水冲洗无法完全去除催化剂孔道中的堵塞物。去离子水清洗完成之后，将失效催化剂放入混合清洗剂中，在超声、鼓泡的配合方式下催化剂进行清洗若干小时，可以去除催化剂孔道中物理方法无法去除的堵塞物，从而达到提高失效催化剂的孔隙率。将清洗后的失效催化剂用去离子水冲洗至pH接近7，采用热风干燥。

　　1.4活性负载

　　催化剂在运行过程中，会因为高温挥发、水冲洗和机械磨损等原因导致活性组分的流失，另外在再生过程中也会造成活性组分的流失，因此清洗完成后需采用活性补充液(如偏钒酸铵、仲钨酸铵、仲钼酸铵等)浸泡的方法对催化剂进行活性物质再负载。再生过程使催化剂的活性恢复到90%以上。