《脫硝催化劑再生液及其再生方法》是重慶遠達催化劑製造有限公司於2010年12月21日申請的發明專利，該專利申請號為2010105983311，公布號為CN102059156A，公布日為2011年5月18日，發明人是黃銳、劉偉、劉顯彬、成丹、魏麗斯、劉紅輝、席文昌、李雲濤、袁鵬、黃新竹、王雷、張政科、鄧巧蓮。
《脫硝催化劑再生液及其再生方法》公開了一種用於燃煤電廠蜂窩式脫硝催化劑再生液以及再生方法，再生液包括清洗液和活性補充液，其中，清洗液含有H2SO4和乳化劑S-185；活性補充液含有的VOSO4和偏鎢酸銨；清洗方法採用超音波清洗；該發明的再生後催化劑，其相對活性（K/Ko）為0.95-0.99，SO2/SO3轉化率均小於1%，滿足工程要求；再生工藝操作簡單，適用於工業規模化再生。
2021年6月24日，《脫硝催化劑再生液及其再生方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：脫硝催化劑再生液及其再生方法
- 申請人：重慶遠達催化劑製造有限公司
- 發明人：黃銳、劉偉、劉顯彬、成丹、魏麗斯、劉紅輝、席文昌、李雲濤、袁鵬、黃新竹、王雷、張政科、鄧巧蓮
- 申請號：2010105983311
- 申請日：2010年12月21日
- 公布號：CN102059156A
- 公布日：2011年5月18日
- 地址：重慶市南岸區江峽路11號
- 代理機構：北京同恆源智慧財產權代理有限公司
- 代理人：趙榮之
- Int. Cl.：B01J38/60; B01J38/48; B01D53/86; B01D53/56
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
2010年12月前，環保部對外公布了《火電廠氮氧化物防治技術政策》的徵求意見稿，倡導合理使用燃料與污染控制技術相結合、燃燒控制技術和煙氣脫硝控制技術相結合的綜合防治措施，以減少燃煤電廠氮氧化物的排放。意見稿特別提出“失效催化劑應儘可能採用再生技術，無法再生的失效催化劑可按《危險廢物安全填埋污染控制標準》（GB18598）的要求進行填埋。”“鼓勵高性能催化劑原料、新型催化劑、失效催化劑的再生及安全處置技術的開發和套用。”正常情況下，一台600兆瓦機組，完成“2+1”後，年平均廢棄量約為100方，採用填埋方式易造成環境污染。通過再生方式使催化劑恢復到原始活性的95~100%，催化劑可以再次使用，而成本僅為更換催化劑成本的40-50%。因此，開展催化劑再生即降低SCR脫硝成本又符合中國國家產業政策。
中國專利申請號200910031206.X和200510117054.7中使用偏鎢酸銨以及仲鎢酸銨做為活性補充物質（補充催化劑的V2O5和WO3）。由於偏釩酸銨為劇毒物質，需在250-300攝氏度以上發生化學分解反應生成五氧化二釩；仲鎢酸銨溶解性較差：20攝氏度時，水中溶解度小於２％，不便配置所需濃度溶液。因此，採用上述溶液進行再生催化劑，操作難度較大。同時，專利中僅指出，再生前後催化劑的脫硝率對比情況，沒有說明再生前後催化劑的相對活性（K/Ko）和SO2/SO3轉化率情況。需要指出的是，相對活性（K/Ko）是催化劑再生的重要指標，同時在SCR脫硝過程中，催化劑的SO2/SO3轉化率一般要求小於1%。因此，上述專利沒有更好地說明催化劑再生效果。
發明內容
專利目的
《脫硝催化劑再生液及其再生方法》的目的之一在於提供一種脫硝催化劑再生液，其低毒性，再生效果佳，工藝時間短；目的之二在於提供一種脫硝催化劑再生方法，該方法僅需要配合使用簡單的裝置，可以避免複雜的焙燒步驟，可較快完成催化劑的再生。
技術方案
脫硝催化劑再生液，由清洗液和活性補充液組成，所述清洗液中含有硫酸和乳化劑S-185，所述活性補充液含有硫酸氧釩和偏鎢酸銨。進一步，所述的脫硝催化劑再生液組成如下。清洗液：乳化劑S-185質量分數為0.005~1%，硫酸摩爾濃度為0.2~0.8摩爾/升。活性補充液：硫酸氧釩摩爾濃度為0.2~0.8摩爾/升，偏鎢酸銨摩爾濃度為0.2~0.8摩爾/升。
脫硝催化劑再生方法，具體步驟為：首先，將待再生的催化劑首先在清洗池中用清洗液，採用超音波方式去除催化劑的孔內積灰；然後，在活化池中，將清洗完的催化劑浸漬於活性補充液，進行活性成分補充；最後，將以補充完活性成分的催化劑在乾燥箱中進行乾燥。最終，便得到再生的脫硝催化劑。其中，超聲清洗10~30分鐘；活性補充液浸漬的時間為20~60分鐘；乾燥時採用80~150攝氏度熱空氣條件下，烘乾2~5小時，得再生脫硝催化劑。
有益效果
由於清洗液中除了硫酸溶液和乳化劑S-185，清洗過程，同時採用超音波清洗方式，因此，清洗時間僅需10~30分鐘，僅為相關工藝的1/2；同時採用硫酸氧釩和偏鎢酸銨對催化劑進行活性成分補充，即避免了偏釩酸銨的劇毒導致不安全因素，又避免了催化劑的多次焙燒的複雜工藝。採用本方法再生後的脫硝催化劑：活性可以恢復到原始活性的95~99%；SO2/SO3轉化率小於1%，均滿足工程設計要求；同時，再生工藝操作簡單，適用於工業規模化再生。
技術領域
《脫硝催化劑再生液及其再生方法》涉及脫硝催化劑領域，特別涉及燃煤電廠脫硝催化劑再生液及其再生方法。
權利要求
1.脫硝催化劑再生液，由清洗液和活性補充液組成，其特徵在於：所述清洗液中含有H2SO4和乳化劑S-185，活性補充液含有硫酸氧釩和偏鎢酸銨；清洗液中所含的H2SO4的摩爾濃度為0.2~0.8摩爾/升，乳化劑S-185的質量分數為0.005~1%；活性補充液中所含的硫酸氧釩摩爾濃度為0.2~0.8摩爾/升；偏鎢酸銨摩爾濃度為0.2~0.8摩爾/升。
2.運用權利要求1所述的脫硝催化劑再生液製備再生脫硝催化劑的方法，其特徵在於，具體步驟為：將待再生的脫硝催化劑用所述脫硝催化劑清洗液超聲清洗10~30分鐘；再採用活性補充液浸漬20~60分鐘；最後，採用80~150攝氏度熱空氣條件下，烘乾2~5小時，得再生脫硝催化劑。
實施方式
- 實施例1
一、再生液的配製
1、清洗液的配製：在超音波清洗池中，配置乳化劑S-185質量分數為0.005%，硫酸的摩爾濃度為0.8摩爾/升的混合溶液。進行超音波處理10分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，總計200升。
2、活性補充液的配製：在活化池中，配置摩爾濃度為0.8摩爾/升的硫酸氧釩和0.8摩爾/升的偏鎢酸銨的混合溶液。進行機械攪拌5分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，總計200升。
二、脫硝催化劑再生工藝流程
將廢棄催化劑浸泡在裝有清洗液的清洗池中，進行超聲清洗10分鐘；然後，將催化劑浸漬在活性補充液，浸漬60分鐘；取出催化劑放在乾燥箱中，80攝氏度乾燥5小時。催化劑再生結束。
- 實施例2
一、再生液的配製
1、清洗液的配製：在超音波清洗池中，配置乳化劑S-185質量分數為1%，H2SO4摩爾濃度為0.2摩爾/升的混合溶液。進行超聲處理10分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，得到清洗液，總計200升。
2、活性補充液的配製：在活化池中，配置摩爾濃度為0.2摩爾/升的硫酸氧釩和0.2摩爾/升的偏鎢酸銨的混合溶液。進行機械攪拌5分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，得到活性補充液，總計200升。
二、脫硝催化劑再生工藝流程
將廢棄催化劑浸泡在裝有清洗液的清洗池中，進行超聲清洗30分鐘；然後，將催化劑浸漬於活性補充液，浸漬20分鐘；取出催化劑放在乾燥箱中，150攝氏度乾燥2小時。催化劑再生結束。
- 實施例3
一、再生液的配製
1、清洗液的配製：在超音波清洗池中，配置乳化劑S-185質量分數為0.5%，H2SO4摩爾濃度為0.4摩爾/升的混合溶液。進行超聲處理10分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，總計200升。
2、活性補充液的配製：在活化池中，配置摩爾濃度為0.8摩爾/升的VOSO4和0.8摩爾/升的偏鎢酸銨的混合溶液溶液。進行機械攪拌5分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，總計200升。
二、脫硝催化劑再生工藝
將廢棄催化劑浸泡在裝有清洗液的清洗池中，進行超聲清洗20分鐘；然後，將催化劑浸漬於活性補充液，浸漬30分鐘；取出催化劑放在乾燥箱中，120攝氏度乾燥3小時。催化劑再生結束。
- 實施例4
一、再生液的配製
1、清洗液的配製：在超音波清洗池中，配置乳化劑S-185質量分數為0.25%，H2SO4摩爾濃度為0.6摩爾/升的混合溶液。進行超聲處理10分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，總計200升。
2、活性補充液的配製：在活化池中，配置摩爾濃度為0.6摩爾/升的VOSO4和0.8摩爾/升的偏鎢酸銨的混合溶液。進行機械攪拌5分鐘，使其混合均勻，放置老化1小時，得到活性補充液，總計200升。
二、脫硝催化劑再生工藝
將廢棄催化劑浸泡在裝有清洗液的清洗池中，進行超聲清洗15分鐘；然後，將催化劑浸漬於活性補充液，浸漬40分鐘；取出催化劑放在乾燥箱中，100攝氏度乾燥4小時。催化劑再生結束。
- 實施例5
使用實驗例1~4的再生催化劑和新鮮催化劑進行催化劑活性對比，並測試再生催化劑的SO2/SO3轉化率。催化劑的活性、脫硝率以及SO2/SO3轉化公式如下：
活性K=-AV×ln（1-η）；
脫硝率η=（φi（NOx）-φ0（NOx））/φi（NOx）；
其中：φi（NOx），φ0（NOx）分別為催化劑入口和出口處NOx濃度（百萬分比濃度）。
SO2/SO3轉化率：
；
式中：
-SO2/SO3轉化率，%；
實驗條件：
催化劑孔數：22×22，長度：665毫米；
催化劑層數：2，催化劑截面：150×150毫米。
工程煙氣參數：
反應溫度：380攝氏度，煙氣面速度（AV）：10.55標準立方米/平方米·時，NOx=292百萬分比濃度，NH3=292，SO2=500百萬分比濃度，O2=6%，H2O=6%。
催化劑樣品 | 脫硝率（%） | 相對活性（K/Ko） | SO2/SO3轉化率（%） |
|---|---|---|---|
新鮮催化劑 | 92.5 | - | - |
實施例1 | 91.5 | 0.95 | 0.81 |
實施例2 | 91.7 | 0.96 | 0.84 |
實施例3 | 92.1 | 0.98 | 0.85 |
實施例4 | 92.3 | 0.99 | 0.87 |
根據實施例5的結果可以知道，再生後的催化劑的相對活性（k/Ko）為0.95-0.99，同時SO2/SO3轉化率（%）均小於1%，滿足工程要求。其中，實施例4的催化劑再生效果最佳。
專利榮譽
2021年6月24日，《脫硝催化劑再生液及其再生方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
