本發(fā)明涉及選擇性催化還原催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種堿金屬中毒脫硝催化劑的再生方法。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原(SCR)技術(shù)以其脫硝效率高、占地面積小、運行可靠等優(yōu)點，是應(yīng)用最為廣泛的NOx排放控制技術(shù)。作為SCR脫硝技術(shù)的核心，脫硝催化劑的一般在運行24000h后就會失活，屆時為滿足NOx排放指標(biāo)，需要更換新鮮催化劑。而催化劑造價較高，成本約占脫硝工程總投資的40%。因此，采用有效手段對失活催化劑進行再生處理，使其脫硝效率恢復(fù)至新鮮樣品水平，對燃煤電廠的節(jié)能降耗意義重大。
堿金屬(K、Na) 是造成脫硝催化劑失活的重要原因之一。主要原理是堿金屬元素會導(dǎo)致脫硝催化劑的酸性功能的顯著下降，影響NH3在脫硝催化劑表面的吸附。已有的研究表明，0.5 mol/L的硫酸水溶液清洗具有較好的堿金屬元素去除效果，但是，會導(dǎo)致脫硝催化劑活性組分V2O5的流失。因而有必要開發(fā)新型的堿金屬中毒脫硝催化劑的再生方法。近年來，已有多種去除脫硝催化劑上堿金屬的方法在本領(lǐng)域公開，如CN 104226380A、CN 105080622A、CN 105057008A、US2007032373、US7723251等。但仍然存在操作復(fù)雜、清洗時間長、活性組分流失率高等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種堿金屬中毒脫硝催化劑的再生方法，通過采用本發(fā)明的再生方法，可以在較短的時間內(nèi)，有效去除失活脫硝催化劑上的堿金屬，同時也能去除大部分沉積在催化劑上的鈣化合物。并且，最重要的是，可以有效防止脫硝催化劑再生過程中活性組分的流失。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為：
所述堿金屬中毒脫硝催化劑的再生方法，包含以下步驟：
1) 配制濃度為1~40 wt%的銨鹽水溶液，將除灰后的脫硝催化劑浸漬于銨鹽水溶液中；
2) 將步驟1)中的混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在25~100℃下，微波處理1~60min，然后過濾、烘干，在400~700℃空氣氣氛下焙燒1~8h后，得再生后的脫硝催化劑。
步驟1)中所述的銨鹽為氟化銨、氯化銨、溴化銨、碘化銨、硫酸銨、硫酸氫銨、硝酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種。
步驟1)中所述的銨鹽水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為1:1~50:1。
步驟1)中所述的除灰可以采用本領(lǐng)域公知的吹灰技術(shù)來除去催化劑表面和孔道內(nèi)的積灰，包括但不限于壓縮空氣吹掃、高壓水沖洗、負(fù)壓吸塵等常規(guī)手段。
步驟2)中所述的微波反應(yīng)器的輸出功率為100~1000 W。
所述一種堿金屬中毒脫硝催化劑的再生方法，優(yōu)選的方案為：
1) 配制濃度為5~20 wt%的銨鹽水溶液，將除灰后的脫硝催化劑浸漬于銨鹽水溶液中；
2) 將步驟1)中的混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在60~90℃下，攪拌，回流，微波處理5~20min，然后過濾、烘干，在500~600℃空氣氣氛下焙燒1.5~4h后，得再生后的脫硝催化劑。
步驟1)中所述的銨鹽水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)優(yōu)選為4:1~25:1。
步驟2)中所述的微波反應(yīng)器的輸出功率優(yōu)選為300~900 W。
有益效果
(1) 本發(fā)明的再生方法采用微波處理，強化銨鹽中銨根離子與堿金屬離子的離子交換，操作簡單，再生時間短，可以有效去除失活脫硝催化劑上的堿金屬元素。
(2) 本發(fā)明的再生方法，對于失活脫硝催化劑上沉積的CaO、CaSO4、CaCO3等鈣化合物也有較好的去除效果。
(3) 本發(fā)明的再生方法，采用銨鹽水溶液作為清洗液，無需表面活性劑、促滲劑、螯合劑等有機物的添加，化學(xué)組成簡單，減少了再生后廢水的回收處理難度。
(4) 采用本發(fā)明的的再生方法，再生后脫硝催化劑的活性組分的流失率低，可以減少后續(xù)的活性組分補充浸漬量，或直接省略活性組分補充浸漬步驟，降低再生成本。
具體實施方式
以下實施例是通過選擇性催化脫硝反應(yīng)對本發(fā)明給予的進一步說明，而非對本發(fā)明的限制。
實施例1
失活脫硝催化劑選用國內(nèi)某燃煤電廠運行24000h后的V2O5-WO3/TiO2蜂窩式脫硝催化劑，用壓縮空氣吹掃除去催化劑表面和孔道內(nèi)的積灰。
配制濃度為10 wt%的氯化銨水溶液，將除灰后的脫硝催化劑浸漬于其中。然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在90℃下，微波處理15 min，然后過濾、烘干，在550℃空氣氣氛下焙燒2h后，得再生后的脫硝催化劑。其中，氯化銨水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為20:1，微波反應(yīng)器的輸出功率為500W。
再生結(jié)果：再生后脫硝催化劑上的K元素減少99.5%，Na元素減少99.1%，Ca元素減少78%，V2O5流失率2.5%。
實施例2
失活脫硝催化劑選用國內(nèi)某燃煤電廠運行18000h后的V2O5-WO3/TiO2波紋板式脫硝催化劑，先用壓縮空氣吹掃，再經(jīng)負(fù)壓吸塵除去催化劑表面和孔道內(nèi)的積灰。
配制濃度為5 wt%的氟化銨水溶液，將除灰后的脫硝催化劑浸漬于其中。然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在80℃下，微波處理20 min，然后過濾、烘干，在500℃空氣氣氛下焙燒4h后，得再生后的脫硝催化劑。其中，氟化銨水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為25:1，微波反應(yīng)器的輸出功率為900W。
再生結(jié)果：再生后脫硝催化劑上的K元素減少98.6%，Na元素減少99.7%，Ca元素減少72.8%，V2O5流失率4.3%。
實施例3
失活脫硝催化劑選用國內(nèi)某燃煤電廠運行22000h后的V2O5-MoO3/TiO2板式脫硝催化劑，用高壓水沖洗除去催化劑表面和孔道內(nèi)的積灰。再將除灰后的板式催化劑進行膏料與鋼網(wǎng)分離操作。
配制濃度為20 wt%的硫酸銨水溶液，將除灰后的脫硝催化劑膏料浸漬于其中。然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在60℃下，微波處理5 min，然后過濾、烘干，在600℃空氣氣氛下焙燒1.5h后，得再生后的脫硝催化劑。其中，硫酸銨水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為4:1，微波反應(yīng)器的輸出功率為300W。
再生結(jié)果：再生后脫硝催化劑上的K元素減少99.1%，Na元素減少99.0%，Ca元素減少65.9%，V2O5流失率4.9%。
實施例4
失活脫硝催化劑選用國內(nèi)某燃煤電廠運行21000h后的V2O5-MoO3/TiO2板式脫硝催化劑，先用壓縮空氣吹掃除去催化劑表面和孔道內(nèi)的積灰。再將除灰后的板式催化劑進行膏料與鋼網(wǎng)分離操作。
配制濃度為15 wt%的硫酸銨水溶液，將除灰后的脫硝催化劑膏料浸漬于其中。然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在70℃下，微波處理10 min，然后過濾、烘干，在500℃空氣氣氛下焙燒3h后，得再生后的脫硝催化劑。其中，硫酸銨水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為10:1，微波反應(yīng)器的輸出功率為400W。
再生結(jié)果：再生后脫硝催化劑上的K元素減少97.2%，Na元素減少98.0%，Ca元素減少71.1%，V2O5流失率3.7%。
實施例5
失活脫硝催化劑選用國內(nèi)某燃煤電廠運行21000h后的V2O5-WO3/TiO2蜂窩式脫硝催化劑，用壓縮空氣吹掃配合鐵釬疏通，除去催化劑表面和孔道內(nèi)的積灰。
配制濃度為12.5 wt%的碳酸氫銨水溶液，將除灰后的脫硝催化劑浸漬于其中。然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在85℃下，微波處理15 min，然后過濾、烘干，在560℃空氣氣氛下焙燒2.5h后，得再生后的脫硝催化劑。其中，碳酸氫銨水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為15:1，微波反應(yīng)器的輸出功率為700W。
再生結(jié)果：再生后脫硝催化劑上的K元素減少98.7%，Na元素減少99.4%，Ca元素減少85.0%，V2O5流失率6.1%。
對比例1
所使用的脫硝催化劑，及其除灰步驟同實施例1。
配制0.5 mol/L的硫酸水溶液，將除灰后的催化劑浸漬于其中。再60℃下，超聲處理1h，然后過濾、烘干，得再生后的脫硝催化劑。其中，硫酸水溶液與脫硝催化劑的液固比(mL/g)為20:1，超聲功率50kHz。
再生結(jié)果：再生后脫硝催化劑上的K元素減少92.2%，Na元素減少89.4%，Ca元素減少33.3%，V2O5流失率52.7%。