浅谈SCR废催化剂的回收再利用
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SCR脱硝催化剂再生技术的发展及作用分析摘要:随着我国城市化建设进程的持续推进,各地区汽车数量的增长速度及火电厂等行业的发展速度也越来越快,这也导致氮氧化物(NO x)的污染问题日益严重。
而SCR脱销催化剂是现阶段控制NO x排放最成熟、最有效的方式之一,能够使NO x 脱除率达到90%以上。
但随着SCR脱销催化剂使用时间增长,其脱除率也逐渐降低,主要原因是催化剂的活性下降了,为改善这一情况,SCR脱硝催化剂再生技术应运而生。
基于此,本文将围绕SCR脱硝催化剂再生技术的发展及作用展开详细分析与探究,以供相关研究人员参考。
关键词:SCR脱硝催化剂;再生技术;发展;作用1.SCR脱硝催化剂再生技术的基本概述1.1SCR脱硝催化剂再生技术SCR脱硝催化剂是一种通过催化反应去除烟气中二氧化氮(NOx)的技术,其中SCR(Selective Catalytic Reduction)即选择性催化还原,它是一种利用催化剂将氨或尿素洒入烟气中,与NOx发生氧化还原反应,从而将其转化为氮气和水蒸气的技术。
而SCR脱硝催化剂再生技术是指使用特定的物料和设备对脱硝催化剂进行再生,以恢复催化活性,从而达到减少脱硝催化剂替换次数,降低运行成本的目的。
它具有催化剂利用率高、操作方便、减少运行成本等优势特征,其缺点则是再生时间相对较长、安全问题需要特殊关注等。
1.2SCR脱硝催化剂再生技术的发展现状目前,SCR脱硝催化剂再生技术在国内外的应用越来越广泛,且不断向着更高效、更可持续的方向发展。
国外的一些发达国家对SCR催化剂再生技术的应用比较成熟,尤其是在酸碱液处理再生、热处理还原爱生等方面具有十分突出的研究成果,且将该技术广泛应用于石化、冶金、火力发电等领域。
我国目前已经形成了一套完整的SCR脱硝技术方案,SCR催化剂成为市场上的热门产品之一,同时国内许多科研机构、企业也在加强对该技术的研究和应用。
比如国内某些有实力的企业已研制出一种新型的SCR催化剂再生技术,该技术采用现场化学浸泡再生法,使催化剂再生效果显著,且寿命稳定。
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。
不可再生钒系SCR脱硝催化剂资源化利用研究进展摘要:随着SCR脱硝催化剂更换期的到来,每年将产生大量不可再生的钒系SCR 脱硝催化剂。
目前,我国已将不可再生钒系SCR脱硝催化剂列为危险废弃物,传统填埋法已经不能满足要求,必须要具有相关专业技术资质的公司进行处理。
同时,不可再生钒系SCR脱硝催化剂含有有价金属钒钨和大量的二氧化钛,资源化回收利用可以实现有限资源的重复利用。
本文综述了不可再生钒系SCR脱硝催化剂资源化回收的最新进展情况。
1 前言废弃SCR脱硝催化剂已经成为配备脱硝装置的燃煤电厂面临的一个严重的环保问题。
目前,SCR脱硝催化剂用量占国内外燃煤电厂脱硝所用催化剂的90%以上。
一方面,催化剂中活性元素钒、钨等重金属本身具有一定的毒性;另一方面,脱硝系统运行期间,烟气中大量的铬、铍、砷和汞等有毒物质在催化剂上富集[1]。
研究表明,废弃SCR脱硝催化剂的主要危险特性为浸出毒性,其中铍、铜、砷的浸出浓度普遍高于新脱硝催化剂的浸出浓度,部分企业废弃SCR催化剂中铍、砷、汞的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的有关要求,如不进行妥善处置,极易造成水体和土壤等污染[2]。
正因如此,我国已将废弃SCR催化剂纳入危险废物进行管理,并制定了相应的《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》。
资源化回收利用是处置不可再生SCR脱硝催化剂的最佳途径。
脱硝催化剂寿命一般为3-5年,到期需要更换[3]。
更换下来的废旧催化剂符合再生条件的,优先进行再生处理后继续使用;不符合再生条件的,则需要按照危险废物进行无害化处理[4]。
受收集和处理成本等因素限制,拟从事废弃SCR催化剂再生的企业较少,致使我国目前再生利用能力严重不足,况且催化剂再生2-3次后,催化剂机械寿命和活性已不能很好地满足脱硝系统设计需求,届时仍需要进行无害化处理。
因此,对废旧SCR催化剂的处置最终要回归到资源化回收上来。
SCR脱硝催化剂再生技术的发展及应用SCR脱硝催化剂是一种重要的大气污染治理技朧,主要用于减少燃煤电厂和柴油发动机等工业设施排放的氮氧化物(NOx)污染物。
在SCR脱硝过程中,氨气(NH3)作为还原剂与NOx在催化剂的作用下发生反应,生成氮气(N2)和水(H2O),从而实现降低NOx排放的目的。
然而,随着SCR脱硝技术的广泛应用,催化剂表面会逐渐积累吸附物和活性物质,使得催化剂活性逐渐降低,因此需要对催化剂进行再生。
SCR脱硝催化剂再生技术的发展主要包括物理方法、化学方法和生物方法三大类。
物理方法主要是通过高温氧化还原(HTOR)处理,将积碳、硫和钾等物质氧化还原为无害物质,恢复催化剂的活性。
化学方法主要是采用酸洗法或溶剂法,通过将催化剂浸泡在酸溶液或溶剂中,去除积碳和硫等物质,然后再进行还原处理。
生物方法则是利用微生物对催化剂进行降解处理,将积碳和硫等物质降解为无害物质,从而恢复催化剂的活性。
随着SCR脱硝催化剂再生技术的不断发展,其应用范围也在逐渐扩大。
目前,SCR脱硝催化剂再生技术已经广泛应用于燃煤电厂、燃气锅炉、石油化工等工业领域,有效降低了NOx排放量,保护了环境。
在未来,随着环保要求的不断提高,SCR脱硝催化剂再生技术将会进一步完善和推广,成为治理大气污染的重要手段之一值得注意的是,虽然SCR脱硝催化剂再生技术在大气污染治理中具有重要意义,但在实际应用中仍存在一些挑战和问题。
首先,催化剂再生成本较高,需要经济上的支持。
其次,高温氧化还原处理可能导致催化剂结构破坏和活性降低。
同时,催化剂再生处理过程中的废水废气处理也需要考虑,以避免对环境造成二次污染。
为了更好地应对这些挑战和问题,未来可以进一步深入研究SCR脱硝催化剂再生技术,提高再生效率,降低成本,减少再生过程对催化剂性能的影响。
同时,加强催化剂再生技术与环保法规政策的结合,促进技术应用和推广。
通过不断创新和改进,SCR脱硝催化剂再生技术将更好地为大气污染治理做出贡献,保护人类健康和环境安全。
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。
Effort is an attitude to life, and has nothing to do with age.整合汇编简单易用(页眉可删)燃煤电厂烟气脱硝废弃SCR催化剂的再生和回收研究进展摘要:从物理和化学2方面分析了SCR催化剂的失活原因,在综述了目前国内外废弃SCR催化剂再生和回收处理研究进展的基础上,提出利用废弃SCR催化剂生产新SCR催化剂的新工艺。
氮氧化物(NOx,主要为NO与NO2)是主要的大气污染物之一。
NOx的大量排放会导致酸雨的形成、臭氧层的破坏以及雾霾的产生,对地球的生态环境和人类的身体健康造成重大危害。
因此,NOx的减排工作逐渐引起了世界各国的广泛重视。
我国《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)要求所有燃煤机组NOx 排放须低于100mg/m3,在众多烟气脱硝技术中选择性催化还原(ivecatalyticreduction,SCR)脱硝技术在燃煤电厂的应用最为广泛。
SCR催化剂是烟气脱硝系统的核心,成本占到总设备投资的近30%,催化还原剂(NH3或尿素)选择性地与烟气中的NOx反应生成无污染的N2和H2O,具有脱硝效率高、选择性好等优势。
SCR催化剂的成分一般为V2O5-WO3-MoO3/TiO2,其中TiO2为载体,使用过的SCR催化剂还含有煤灰中的K、Ca、P、As、Al、Si等杂质。
目前SCR催化剂设计运行寿命一般为3年,通常采用“2+1”层的安装方式,按照每年更换1层的规律,以2012年开始投入使用计算,从2014年起我国将产生大量废弃SCR催化剂,预计到2025年累积量将达到82万t,如此非常巨大的存量,其含有的大量有毒有害物质势必造成严重的环境污染,必须对其进行妥善处理,并尽可能地加以利用,避免资源浪费。
为此环保部于2014年颁布了《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》,其中明确指出:废SCR催化剂应优先进行再生,不可再生且无法利用的废SCR催化剂应交由具有相应能力的危险废物经营单位处理处置。
火电厂SCR烟气脱硝催化剂再生技术火电厂SCR烟气脱硝催化剂再生技术火电厂是我国主要的能源供应来源之一,然而,火电厂的排放物对环境造成了很大的压力。
其中,烟气中的氮氧化物(NOx)是一种主要的污染物。
为了减少NOx的排放,SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)烟气脱硝技术被广泛应用于火电厂。
然而,SCR催化剂的循环使用成本较高。
因此,火电厂SCR烟气脱硝催化剂再生技术应运而生。
催化剂再生技术是一种通过恢复催化剂活性来降低成本的方法。
目前,主要的催化剂再生技术包括热再生、物理吸附再生和化学再生等。
热再生是最为常见的催化剂再生技术之一。
它通过加热已经失活的催化剂,将吸附在催化剂上的污染物进行热脱附,从而恢复催化剂的活性。
热再生技术的优点是操作简单、成本较低。
但是,由于加热过程中可能会发生剧烈的温度变化,这可能导致催化剂的热膨胀和压力变化,从而影响催化剂的性能和寿命。
物理吸附再生是利用各种物理吸附剂来吸附催化剂表面的污染物,然后使用高温蒸汽或其他气体进行吹扫,将吸附的污染物从催化剂表面去除。
物理吸附再生技术具有再生效果好、成本低的优点。
然而,物理吸附剂的再生周期较长,再生效率也相对较低。
化学再生是一种通过添加化学试剂来去除催化剂表面污染物的方法。
常用的化学再生剂包括盐酸、硫酸等。
化学再生技术可以高效去除催化剂表面的污染物,恢复催化剂的活性。
但是,由于化学试剂的使用和废液处理成本较高,化学再生技术在实际应用中仍存在一定的局限性。
除了以上三种主要的催化剂再生技术,还有其他一些新型的再生技术在不断发展。
例如,氧化还原法、等离子体法、超声波法等。
这些新技术具有再生效果好、操作简单、成本低等优点,但是仍需要进一步的研究和实践验证。
总之,以SCR催化剂为核心的火电厂烟气脱硝是实现火电厂清洁排放的重要手段。
而催化剂再生技术则是降低运行成本、提高催化剂使用寿命的关键。
各种再生技术各具优劣,需要根据具体情况选择适合的技术。
曾 瑞(攀枝花市晟天钛业有限公司,四川 攀枝花 617000)摘 要:SCR催化剂是脱硝工程中必不可少的元素,但其含有V 2O 5、WO 3和MoO 3等有毒物质。
本文详细阐述了SCR废催化剂产生的过程;介绍了国外对废催化剂回收再利用的情况;分析了我国SCR废催化剂回收利用情况及存在的问题;提出了SCR废催化剂进行减量化、资源化、无害化处理的相关建议。
关键词:NO x ;脱硝;SCR催化剂;废催化剂;回收利用中图分类号:X705 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2013)02-0000-04浅谈SCR废催化剂的回收再利用1 燃煤锅炉的烟气脱硝我国是一个以火力发电为主的能源消耗大国,在燃煤的同时排放了大量的NO x 。
据统计,我国1998年与能源消耗相关部门的NO x 排放量为11.18×106吨,其中电力部门为4.23×106吨,占37.9%;工业部门4.59×106吨,占41.0%;交通运输1.45×106吨,占13.0%。
为了缓解城市NO x 污染,很多城市要求强制安装汽车尾气净化器,减少交通运输的NO x 排放,此举已使部分城市的NO x 排放得到一定的遏制;工业部门和电力部门的NO x 排放多为固定源,相对于工业部门,电力部门的NO x 排放具有量大集中便于控制的特点。
对电厂的NO x 排放进行控制,将对NO x 的减排和大气质量改善效果明显。
国家 “十二五”期间火电厂烟气氮氧化物的减排指标规定:NO x 排放标准为200~250mg/m 3。
《火电厂氮氧化物防治技术政策》指出:低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。
当采用低氮燃烧技术后,氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时,应建设烟气脱硝设施。
2 SCR催化剂简介减少NO x 排放,有燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝两条途径,燃煤电厂烟气脱硝分为选择性催化还原法(SCR)和非催化还原法(SNCR);SNCR工艺无需催化剂,SCR工艺需要催化剂。
燃煤电厂SCR脱硝催化剂失活再生浅析关键词:脱硝 SCR 脱硝催化剂文章介绍了火电机组SCR 脱硝催化剂在运行过程中失活的原因,以及再生的技术方法,包括水洗再生、化学清洗再生以及活性液浸渍再生。
再生时应根据催化剂失活的原因采取具体的再生方案进行再生。
国内外已经有多家再生公司开展了催化剂再生业务,技术成熟可靠。
国内电厂应合理再生失活催化剂,可以节约成本,避免浪费。
1概述氮氧化物是火电厂的主要排放污染物之一,在我国,70%的氮氧化物的排放均来自煤炭的燃烧,而火电厂是燃煤大户,因此如何有效控制火电机组的氮氧化物排放是火电行业乃至全国关注的焦点。
自首台SCR脱硝反应器于1999年在福建后石电厂投入运行以来,我国已经在全国范围内进行了火电机组脱硝改造。
面对更为严苛的排放要求,火电厂必须投入前期改造预留的第三层催化剂填装层,这也就意味着催化剂的使用量将大大增加。
由于催化剂绝大部分均采用高尘布置方式,运行环境为高温高灰甚至高硫的特性,所以容易出现催化剂堵塞、中毒、老化甚至失活等现象,脱硝效率、氨逃逸、SO2/SO3三个指标均不能保证的时候,就表明SCR催化剂已经超出其化学使用寿命。
因此每隔3年左右需要更换活性下降严重的催化剂,脱硝系统的运行成本也会随之增加。
在火电厂脱硝运行成本中,除了氨的消耗,催化剂的更换成本更是占据了大部分费用。
对于可逆性中毒的催化剂和活性降低的催化剂,可以通过再生后重新利用,再生费用只有全部更换费用的20%-30%,活性可恢复至原性能的90%-100%。
此外,2014年8月,环保部发布《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》,正式将SCR催化剂列为危废。
大量闲置的失活催化剂不仅会生态环境造成威胁,也会浪费大量宝贵的钒(V)资源。
因此,对失活的催化剂进行再生处理,不仅可以降低电厂脱硝的运行费用,也可以减少废弃催化剂的排放量,降低资源浪费,减轻环境污染。
2催化剂失活催化剂失活是一个复杂的物理和化学过程,通常的失活状态可分为三种类型:(1)催化剂的热失活和烧结失活。
废烟气脱硝催化剂处理行业的现状和建议一、行业现状近年来,废烟气脱硝催化剂数量逐年增长,预计2017年后,全国每年产生量将达到10万吨左右,由于该催化剂中含有对环境和人体有毒有害物质,环保部在2014年将其列为危险废物,并在2016年将其纳入危险废物名录。
《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》要求经营企业必须具备年再生5000立方米和综合利用5000立方米的能力。
经营企业只有同时具备再生和利用,才能确保其接收的废烟气脱硝催化剂得到有效处置。
由于各地环保部门对审查指南的理解不一致,大量只有再生项目的企业获得了废烟气脱硝催化剂的经营许可证。
从目前行业来看,绝大部分经营企业(20家左右)只有再生业务,其接收的不能再生的废催化剂并未得到有效处置,根据国家相关规范规定:危险废物储存不得超过一年,这些企业存在严重的违规行为。
一些从业者甚至可能将废催化剂未经处理转手给不具备经营资质的企业。
这些企业在市场上恶性竞争,使得规范处理的企业处于不利的市场地位,因此,从目前行业现状来看,很难确保废烟气脱硝催化剂作为危废得到有效处置。
二、加强监管的有效性目前,废烟气脱硝催化剂行业的监管存在一定漏洞。
以山西为例,从2015年至今,山西省电厂共产生3000多吨废烟气脱硝催化剂,由于山西在之前未有处置能力,因此,产生的废烟气脱硝催化剂均运到省外,主要包括江苏、河南和安徽等地,从山西环保部门获悉,他们对转运到省外的废烟气脱硝催化剂的处置情况并不清楚。
接收的这几家企业目前都只有再生业务,废烟气脱硝催化剂作为危废虽然从电厂“合法”转移到了具有资质的企业手里,但其实只是转移了一个地方,并没有全部得到有效处置,这对环境存在着较大的潜在隐患。
因该对跨省转移的危险废物应该加强监管,确保废烟气脱硝催化剂得到有效处置。
三、最优处置方案废烟气脱硝催化剂处理技术包括再生和综合利用两个方面,再生是对性能修复,重新投入运行;综合利用是通过一定的方法使其得到无害化和资源化处理。