SCR催化剂再生与回收

脱硝催化剂重金属中毒及其再生技术的研究本文所指的脱硝催化剂泛指应用在电厂SCR脱硝系统中的催化剂，SCR技术中的核心部分就是催化剂，它不仅仅决定了SCR系统的脱硝效率，而且还可以大大提高经济性。

近些年来，很多发达国家都不惜花费投入大量的人力、物力、财力，研究和开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂。

然而催化剂长时间的使用便会造成催化剂堵塞烧结以及催化剂中毒等，在这些影响中，重金属中毒也是不可忽视的重要因素。

本文着重于脱硝催化剂重金属铅、砷中毒及其再生技术的研究。

标签：脱硝催化剂;重金属中毒;再生技术引言：目前的科学技术中，选择性催化还原法，即SCR是脱除烟气中氮氧化物最成熟最有效的方法，其中，催化剂作为整个SCR脱硝系统的核心，其性能的好坏直接关系到了整体脱硝效率的高低，同时也让整体的经济成本大大降低。

但是催化剂在长时间的使用过程中就会出现催化剂堵塞烧结以及催化剂中毒的情况发生。

一、SCR催化剂失活研究与分析根据现有的情况分析来看，SCR烟气脱硝催化反应装置大多主要安装在省煤器和空气预热器中间的位置。

整个位置的烟气温度大约在300-400℃之间，温度相当之高，此外，烟气中含有大量的飞灰和大量高浓度的二氧化碳气体。

伴随脱硝工艺运营时间的增加，就会逐步使得催化剂的催化性能降低，从而致使催化剂的中毒失活。

当前，促使催化剂中毒失活的原因主要有以下几种：催化剂烧结受损、微孔阻塞、表面被覆盖、活性组分流失等等。

在催化剂失活过程中，中毒位置主要是：碱金属、碱土金属、磷、HCL、二氧化硫气体等等。

脱硝催化剂的失活原理过程相对比较复杂，在不同的运行条件下，失活的因素也就会有不同。

通过对催化剂失活的因素分析就可以为预防催化剂失活、研究开发相关的再生技术打下坚实的基础。

1. 碱金属与碱土金属中毒在脱硝催化剂中最为常见的一种中毒就是碱金属中毒，碱金属中毒最为显著的是钾、钠元素的中毒。

由于钾、钠元素可以与催化剂中的酸性位相结合，使得催化剂原有的酸性减少，这样一来，就会导致氨的吸附能力大大下降，从而造成催化剂的化学中毒。

应&用&化&工Appeoed ChemocaeIndustey第 49 卷第 7 期2020 年 7 月Vol. 49 No. 7Jue.2020废旧SCR 脱硝催化剂再生研究进展刘兴誉，贾媛媛,唐中华，张鹏，巫树锋,刘光利，王军，杨岳（中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心，甘肃兰州730060）摘要:介绍了废旧SCR 脱硝催化剂的失活原因及再生方法，失活原因主要有堵塞失活、高温烧结失活、中毒失活,常用的再生方法包括水洗除尘、热再生或热还原再生、酸碱处理、活性液补充。

详细介绍了废旧SCR 催化剂的再生研究进展,并比较了不同再生方法的再生效果$根据催化剂失活情况，按照使用行业、失活程度，合理选择再生方 法，以低成本、高效率达到催化剂再生目的。

关键词:SCR ；中毒;失活;再生中图分类号:TQ 032 文献标识码：A 文章编号：1671 -3206（2020）07 -1839 -06Research progress on regeneration of waste SCRdenitration catalyseLIU Xing--u ,J!A Yuan-yuan , TANG Zhong-Cua , ZHANG Peng ,WU Shu-feng , LIU Guang-li , WANG Jun , Y4NG Yue(Lanzhou Pe —ochemical Research /enter ,Pe —ochemical Research Institute ,Pe —o China ,Lanzhou 730060,China )Abstract : Introduced the deactivation reason and reyeneration method of waste SCR denitration catalyst- The deactivation oasons minty include blockage deactivation , high —mperatuo sin —Ong deactivation , poisoning deactivation. The commonly used ogenerafon methods include water washing dust removal , thecnal reyeneration or thecnal oduction reyeneration , acid-base treatment , active liquid supplement. Theeeseaech peogeesooeegeneeatoon oowasteSCR cataeystwasonteoduced on detaoe , and theeegeneeatoon—ect of dCerent reyeneration methods was compared- In view of the deactivation of catalyst , accord/ig to the use industy and deactivation deyrea , the reyeneration method should ba selected owonlly to achievethepueposeoocataeysteegeneeatoon woth eowcostand hogh eoocoency.Key words :SCR; poisoning ； deactivation ； reyeneration 随着国家环保政策的日趋完善,NO -的排放限 制日益严格。

SCR催化剂简介1 催化剂的化学组成催化反应器中装填的催化剂是SCR工艺的核心。

金属氧化物催化剂种类很多，如V2O5、Fe203、CuO、Cr203、C0304、Ni0、Ce02、La203、Pr60ll、Nd203、Gd203、Yb2O3等，催化活性以V205最高。

V205同时也是硫酸生产中将SO2氧化成S03的催化剂．且催化活性很高，故SCR工艺中将V205的负载量减少到1．5％(重量百分比)以下。

并加入WO3或MoO3作为助催化剂．在保持催化还原NO x活性的基础上尽可能减少对SO2的催化氧化。

助催化剂的加入能提高水热稳定性．抵抗烟气中As等有毒物质。

商业应用的催化剂是分散在TiO2上，以V205为主要活性组分，WO3或MoO3为助催化剂的钒钛体系，即V205一WO3/ TiO2或MoO3/ TiO2。

2 催化反应原理催化反应原理是NH3快速吸附在V2O5，表面的B酸活性点．与N0按照Eley—Rideal机理反应．形成中间产物，分解成N2和H2O，在02的存在下，催化剂的活性点很快得到恢复，继续下一个循环．催化反应步骤可分解为：(1)NH3扩散到催化剂表面(2)NH3在V2O5，上发生化学吸附；(3)NO扩散到催化剂表面；(4)NO与吸附态的NH3反应，生成中间产物；(5)中间产物分解成最终产物N2和H2O；(6) N2和H2O离开催化剂表面向外扩散．3 催化剂的的分类及特性3.1 催化剂的物理分类按照加工成型与物理外观划分，脱销催化剂主要分为蜂窝式、板式及波纹式3种，其中蜂窝式、板式是主流产品，波纹式催化剂的市场占有率较低。

3.2 催化剂的性能比较3种形式催化剂的性能对比相见表1.表1 3种形式催化剂的性能对比分析由于SCR反应器布置在除尘器之前．大量飞灰的存在给催化剂的应用增加了难度．为防止堵塞、减少压力损失、增加机械强度．通常将催化剂同定在不锈钢板表面或制成蜂窝陶瓷状．形成了不锈钢波纹板式和蜂窝陶瓷的结构形式，如图1、2所示。

废旧脱硝催化剂再生工艺及工程案例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。

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。

为实现NOX的超低排放，选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，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。

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。

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，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。

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，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。

废催化剂处理催化剂是一种在化学反应中起催化作用的物质，常用于工业生产中。

随着时间的推移，催化剂会逐渐失去活性，变得不再有效。

此时，催化剂就成为了废催化剂。

废催化剂的处理变得非常重要，因为废催化剂中可能含有对环境和人体有害的物质。

废催化剂的处理方法有很多种，下面将介绍一些常用的废催化剂处理技术。

1. 催化剂再生(Regeneration)催化剂再生是指将废催化剂中的活性组分恢复到原来的活性水平。

这种处理方法可以节约资源，并且不会产生大量的废物。

催化剂再生的方法包括热处理、化学处理、物理处理等。

热处理是催化剂再生的常见方法之一、它通过加热废催化剂，去除吸附在催化剂表面的杂质和积聚物，以恢复催化剂的活性。

热处理需要对催化剂进行高温处理，通常在400-1000°C范围内进行，具体的温度取决于催化剂的类型和性质。

化学处理是指使用化学方法将废催化剂中的杂质转化为可溶性物质，以便去除。

常用的化学处理方法包括酸碱法、氧化还原法、溶解法等。

这些方法可以有效地去除废催化剂中的杂质，但同时也会产生一定量的废液，需要进行进一步处理。

物理处理是指使用物理方法将废催化剂中的杂质分离出来。

常用的物理处理方法包括过滤、沉淀、离心等。

物理处理方法通常比较简单，但对废催化剂中的杂质分离效果有一定的限制。

2. 废催化剂焚烧(Incineration)废催化剂焚烧是指将废催化剂进行高温燃烧，将有机物质和其他污染物转化为二氧化碳和水蒸气，以实现废弃物的无害化处理。

焚烧也可以用于废催化剂中金属的回收。

不过，废催化剂焚烧需要消耗大量的能源，并且会产生大量的二氧化碳和其他气体污染物，对环境造成一定的影响。

3. 催化剂废物处置(Disposal)催化剂废物处置是指将废催化剂安全地储存或处理，以防止其对环境和人体健康造成危害。

催化剂废物处置通常包括一系列的处理步骤，如分离、固化、封装和储存等。

这些步骤可以避免废催化剂中有害物质的释放，保护环境和人体健康。

催化剂再生方法催化剂是化学工业生产中所必需的重要材料之一，它能够促进反应速率，降低反应温度以及减少副产物的产生。

然而，随着催化剂使用时间的增加，其活性逐渐降低，催化剂的再生就显得尤为重要。

那么，催化剂再生方法有哪些呢？1. 洗涤法洗涤法是最常见的催化剂再生方法之一。

具体操作流程为：先将已使用的催化剂放入洗涤设备中，然后通过洗涤剂对催化剂表面进行清洗，以去除附着在催化剂表面的陈旧物质，提高催化剂的再生效果。

最后将清洗后的催化剂进行干燥，即可得到再生后的催化剂。

洗涤法具有简单、便捷、效果好的特点，被广泛应用于化学工业中。

2. 微波辅助再生法微波辅助再生法是一种新型的催化剂再生方法。

具体操作流程为：将已使用的催化剂放入微波设备中，加入再生剂并进行微波处理，微波能量会使再生剂在催化剂表面产生反应，达到清洗催化剂表面的效果。

该方法不仅可以大幅缩短催化剂再生的时间，而且具有再生效果好、再生后催化剂活性提高等优点，但设备需要较高的投资成本。

3. 高温氧化再生法高温氧化再生法是一种针对焦积催化剂的再生方法。

具体操作流程为：将已使用的催化剂放入加热设备中，通过高温氧化反应使催化剂表面的焦积物热分解，达到祛除污物的效果。

该方法沿用了传统的热解技术，需要较高的投资成本，但擅长处理难以清洗的焦积催化剂。

4. 浸泡再生法浸泡再生法是一种低成本、简便易行的再生方法，适用于催化剂表面附着的轻微污物。

具体操作流程为：将已使用的催化剂放入浸泡液中，液中所含化学物质可进行表面清洗。

之后将催化剂刷洗干净，清洗后的催化剂再进行干燥即可得到再生后的催化剂。

综上所述，催化剂再生方法多种多样，选择合适的再生方法能够提高催化剂的使用寿命和效率，对化学工业的生产效益具有重要的影响。

SCR脱硝催化剂介绍1．催化剂的化学组成商业SCR催化剂活性组分为V2O5，载体为锐钛矿型的TiO2，WO3或MoO3作助催剂。

SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。

表2-2列出了典型催化剂的成分及比例。

表2-2 典型催化剂的成分及比例活性组分是多元催化剂的主体，是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。

助催化剂本身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂性能。

研究发现WO3与MoO3均可提高催化剂的热稳定性，并能改善V2O5与TiO2之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和机械强度。

除此以外，MoO3还可以增强催化剂的抗As2O3中毒能力。

载体主要起到支撑、分散、稳定催化活性物质的作用，同时TiO2本身也有微弱的催化能力。

选用锐钛矿型的TiO2作为SCR催化剂的载体，与其他氧化物(如Al2O3、ZrO2)载体相比，TiO2抑制SO2氧化的能力强，能很好的分散表面的钒物种和TiO2的半导体本质。

2．对SCR催化剂的要求理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件：(1) 活性高为满足国家严格的排放标准，需要达到80%～90%的脱硝率，即要求催化剂有很高的SCR活性；(2) 选择性强还原剂NH3主要是被NO x氧化成N2和H2O，而不是被O2氧化。

催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本；(3) 机械性能好燃煤电厂大多采用高灰布置方式，SCR催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求；(4) 抗毒性强烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性；(5) 其他SCR催化剂对SO2的氧化率低，良好的化学、机械和热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。

此外，还要求SCR催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。

3．催化剂类型电厂烟气脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，结构如图2-23所示。

废催化剂的回收方法废催化剂是指在各种化工和炼油过程中使用过的催化剂，在使用过程中，催化剂会随着反应的进行逐渐失活，因此需要进行回收和处理。

催化剂回收不仅可以减少资源的浪费，而且还可以降低环境污染。

下面我们来介绍几种常见的废催化剂回收方法。

一、物理回收方法物理回收是指通过物理手段将废催化剂中的有用成分分离出来。

常见的物理回收方法包括振动筛分、离心分离和过滤等。

其中，振动筛分是一种常用的分离方法，可以通过不同颗粒大小的筛网将废催化剂分离出不同粒径的颗粒。

离心分离是利用离心机的离心作用将废催化剂中的有用成分与其他物质分离开来。

过滤是将废催化剂溶液通过滤纸或滤膜进行过滤，将有用成分留在滤纸或滤膜上，而将杂质过滤掉。

二、化学回收方法化学回收是指通过化学反应将废催化剂中的有用成分转化为其他化合物，然后进行分离和提取。

常见的化学回收方法包括浸出法、溶解法和还原法等。

浸出法是将废催化剂浸入酸性或碱性溶液中，使其中的有用成分与溶液发生反应，然后通过调节溶液的pH值或温度等条件来沉淀或析出有用成分。

溶解法是将废催化剂溶解在合适的溶剂中，然后通过蒸发溶剂或改变温度等条件使有用成分析出。

还原法是将废催化剂与还原剂一起进行反应，使废催化剂中的有用成分还原为金属或金属化合物，然后通过过滤或离心等方式将有用成分分离出来。

三、热处理回收方法热处理是指通过加热废催化剂来改变其物理和化学性质，然后进行回收。

常见的热处理方法有焙烧和熔融法。

焙烧是将废催化剂置于高温下进行加热，使废催化剂中的有用成分发生转化或分解，然后通过冷却和分离等步骤将有用成分回收。

熔融法是将废催化剂加热至熔点，使废催化剂中的有用成分熔融，然后通过冷却和分离等步骤将有用成分回收。

四、生物回收方法生物回收是指利用微生物或酶等生物体来分解、降解或转化废催化剂中的有机物质，然后进行回收。

常见的生物回收方法包括生物堆肥、生物滤床和生物吸附等。

生物堆肥是将废催化剂与有机废弃物一起堆放，利用微生物的代谢作用将废催化剂中的有机物质转化为有机肥料。

SCR系统的工作原理引言概述：SCR系统（Selective Catalytic Reduction）是一种用于减少柴油发动机尾气中氮氧化物（NOx）排放的先进技术。

它通过将尿素溶液注入尾气中，与催化剂反应，将NOx转化为无害的氮气和水蒸气。

本文将详细介绍SCR系统的工作原理。

一、尿素溶液的喷射1.1 尿素溶液的储存和供给SCR系统中的尿素溶液通常以尿素水溶液（AdBlue）的形式储存。

这种溶液由32.5%的尿素和67.5%的去离子水组成。

尿素溶液储存在专用的尿素箱中，并通过管道系统供给到喷射器。

1.2 溶液的喷射位置尿素溶液喷射器通常位于尾气管道的末端，挨近催化剂。

这样可以确保尿素溶液充分与尾气混合，以实现最佳的反应效果。

1.3 喷射量的控制喷射器的工作由车辆的电控单元控制。

根据发动机负荷、转速和尾气温度等参数，电控单元会计算出适当的尿素喷射量，并通过控制喷射器的开关时间和喷射器的喷射压力来实现精确的喷射控制。

二、尿素溶液与催化剂的反应2.1 催化剂的作用SCR系统中的催化剂通常由钛、钒和钨等金属组成，具有良好的催化活性。

催化剂的作用是加速尿素溶液与尾气中的NOx反应，将其转化为氮气和水蒸气。

2.2 尿素溶液的分解当尿素溶液喷射到催化剂上时，尿素会分解成氨气（NH3）和异氰酸酯（CNO）。

氨气是SCR反应的关键物质，它与NOx发生氨解反应，生成氮气和水蒸气。

2.3 反应的温度范围SCR反应的最佳温度范围通常在200°C至400°C之间。

在低于200°C时，催化剂的活性较低，反应效果不理想；而在高于400°C时，催化剂的寿命可能会受到影响。

三、催化剂的再生3.1 催化剂的积碳长期运行后，催化剂表面可能会积聚一些碳和其他杂质，导致催化剂的活性下降。

这时需要进行催化剂的再生，以恢复其活性。

3.2 催化剂的再生方法催化剂的再生通常通过提高尾气温度来实现。

可以通过增加燃油喷射量、调整发动机工作参数或者使用辅助加热装置等方式来提高尾气温度，以清除催化剂表面的积碳。