一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收w和v的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢煙氣脫硝催化劑的回收技術(shù)，尤其是一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收W和V的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]SCR脫硝技術(shù)是電廠達(dá)到超凈排放的必要手段，催化劑作為SCR脫硝技術(shù)的核心部分，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于磨損或堵塞等原因失去活性。部分能再生的催化劑再生后可以繼續(xù)使用，而不能再生的催化劑則面臨合理利用和處置的境地(即使能再生的催化劑再生2?3次后，也無(wú)法再生，需要進(jìn)行合理利用和處理)。目前國(guó)外處理廢棄脫硝催化劑的方式都是填埋，但我國(guó)火電廠較多，每年產(chǎn)生的廢棄脫硝催化劑數(shù)量非?？捎^。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年廢棄脫硝催化劑的產(chǎn)量為5萬(wàn)噸，而從廢棄的脫硝催化劑中可以回收的V2O5有500噸以上，評(píng)03有2500噸，而且V2O5和WO 3的價(jià)格非常昂貴(同時(shí)V2O5還屬于有毒物質(zhì))。因此無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度還是環(huán)保角度考慮進(jìn)行廢棄脫硝催化劑的回收利用都是很有必要的。
[0003]V2O5和WO 3均屬于金屬氧化物，性質(zhì)相近，且廢煙氣脫硝催化劑中含有T1 2及玻璃纖維的混合物，因此將V2O5和WO3分開(kāi)非常不容易。國(guó)外處理廢棄脫硝催化劑的方式都是填埋，國(guó)內(nèi)對(duì)于脫硝催化劑的回收利用技術(shù)也尚處于研究和摸索階段，目前為止還未見(jiàn)工業(yè)化報(bào)道。通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于廢棄脫硝催化劑的回收利用技術(shù)主要包括2種方式:1.高溫焙燒法(如專(zhuān)利申請(qǐng)CN 103088217 A ；CN 101921916 A ；CN 103508491 A) ；2.先用堿性溶液處理，再加入酸液處理(如專(zhuān)利申請(qǐng)CN 102936049 A ；CN 102936039 A)。但是采用上述的高溫焙燒法回收脫硝催化劑耗能較多，根本不適合工業(yè)化生產(chǎn)；此外，先用堿液處理，再用酸液處理的方法回收脫硝催化劑，一方面試劑浪費(fèi)嚴(yán)重(比如所需堿液過(guò)量，多余的堿液再利用酸液中和處理)，不利于資源的有效利用，另一方面，在催化劑的回收過(guò)程中生成Na2S13膠體，那么在利用過(guò)濾的方式進(jìn)行固液分離時(shí)，膠體很容易和沉淀一起留在濾紙上，使得分離不完全，進(jìn)而導(dǎo)致胃03和V2O5提取純度較低，同時(shí)提取效率也較低。因此，當(dāng)前急需一種新的技術(shù)將廢煙氣脫硝催化劑中的胃03和V 205分別提取出來(lái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收W和V的方法及裝置，它可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，尤其是高溫焙燒法耗能較多、不適合工業(yè)化生產(chǎn)，以及先用堿液處理再用酸液處理的方法試劑浪費(fèi)嚴(yán)重、胃03和V 205提取純度和提取效率均較低的問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收W和V的方法，包括以下步驟:
[0006]SI，將催化劑粉碎并加入濃硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧鈦溶液；
[0007]S2，過(guò)濾硫酸氧鈦溶液，濾渣收集備用，濾液加熱濃縮后水解，得水解產(chǎn)物；
[0008]S3，將所述的水解產(chǎn)物過(guò)濾，濾液進(jìn)行沉降處理；
[0009]S4，沉降處理后過(guò)濾，取上層清液，清液中加入過(guò)量NH4Cl反應(yīng)后，過(guò)濾，得偏釩酸氨沉淀；將該偏釩酸氨沉淀煅燒，得純凈的V2O5;
[0010]S5，在步驟S2中所述的濾渣中加入過(guò)量10%?28%氨水反應(yīng)后，過(guò)濾；濾液加熱至80?100°C，(部分)氨和水蒸發(fā)后，生成仲鎢酸銨晶體；將所述的仲鎢酸銨晶體干燥、煅燒，即得純凈的WO3;其中，濾液加熱后發(fā)生的反應(yīng)方程式為:
[0011 ] 12 (NH4) 2W04= 5 (NH 4) 20.12W03.5Η20+14ΝΗ3 ? +2Η 20。
[0012]步驟S2中，產(chǎn)生的濾渣(含W03、S1jP Al 203)收集起來(lái)，加入過(guò)量氨水，S1jP氨水不反應(yīng)，A1203、胃03和氨水的反應(yīng)方程式為:
[0013]A1203+NH40H = Al (OH) 3 I +H 20
[0014]W03+2NH40H = (NH4) 2W04+H20
[0015]其中，WO3和氨水的反應(yīng)緩慢，需在室溫下浸泡5天或者加熱至50?80°C才能反應(yīng)完全，將完全反應(yīng)的上述溶液過(guò)濾，濾渣是S1jP Al (OH) 3，濾液是(NH4) 2W04溶液，從而提高了 WO3的回收效率，尤其是加熱至80°C時(shí)，評(píng)03的回收效率最高；所得的S1jP Al (OH) 3可作為產(chǎn)品出售，用于制作耐火材料；另外，濾液加熱至80?100°C，(部分)氨和水蒸發(fā)后，生成仲鎢酸銨晶體；將所述的仲鎢酸銨晶體干燥、煅燒，即得純凈的WO3，從而可以進(jìn)一步提高WO3的純度和回收效率。
[0016]優(yōu)選的，步驟SI具體包括以下步驟:
[0017]SI I，將催化劑粉碎成160?200目的催化劑粉末，從而使得反應(yīng)更充分；
[0018]S12，將催化劑粉末放入鉛制酸解罐，按照催化劑與濃硫酸的重量比為1:1.5?1.8的比例加入85%?92%的濃硫酸并加熱至150?180°C，開(kāi)始反應(yīng)后停止加熱，反應(yīng)30min后，冷卻至75°C;其中，若硫酸的濃度過(guò)高，則反應(yīng)放熱不容易控制，硫酸濃度過(guò)低，反應(yīng)時(shí)間又過(guò)長(zhǎng)，并且不能保持溫度；而本發(fā)明采用上述的硫酸濃度及溫度，從而可以使得反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行；
[0019]S13，按照催化劑與水的重量比為1:0.5?0.6的比例加入/K，生成硫酸氧鈦溶液(所得的溶液除鈦液外，還含有可溶性鹽類(lèi)(如硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂、硫酸氧釩等)，廢催化劑中含有的不溶性氧化鎢以及水合氧化硅等組成的膠體)，其中，根據(jù)此比例加入水，從而可以使得生成的硫酸氧鈦溶液更純。
[0020]步驟SI采用上述步驟，從而可以提高所提取的WOjPV2O5的回收率和純度，尤其是將催化劑粉碎成180?200目，按照催化劑與濃硫酸的重量比為1:1.6的比例加入85%?88%的濃硫酸并加熱至160?180°C，按照催化劑與水的重量比為1:0.6的比例加入水時(shí)，所得胃03和V 205的回收率更高，同時(shí)V 205的純度更高。
[0021 ] 前述的從廢煙氣脫硝催化劑中回收W和V的方法中，步驟S2所述的過(guò)濾硫酸氧鈦溶液，濾液加熱濃縮后水解，得水解產(chǎn)物具體包括以下步驟:
[0022]S21，將硫酸氧鈦溶液注入板框壓濾機(jī)中過(guò)濾，濾液加熱至70?100°C并濃縮至150?200g/L，從而可以有效的將沉淀和濾液分離；
[0023]S22，按照濃縮液與水的重量比為1:0.8?I的比例加入水進(jìn)行水解，得水解產(chǎn)物，從而可以水解至合適比例，有利于豐富分離產(chǎn)物，提高五氧化二釩的回收效率和純度。
[0024]優(yōu)選的，上述的步驟S21中，濾液加熱至90°C并濃縮至200g/L，該濾液的濃度和溫度可以更好的進(jìn)行水解，從而進(jìn)一步提高五氧化二釩的回收效率和純度。
[0025]步驟S3中所述的將所述的水解產(chǎn)物過(guò)濾具體包括:將所述的水解產(chǎn)物冷卻至30?40°C，采用真空葉濾機(jī)過(guò)濾，從而可以分離得更完全，提高五氧化二釩的回收效率和純度。
[0026]優(yōu)選的，將所述的水解產(chǎn)物冷卻至40°C，采用真空葉濾機(jī)過(guò)濾，從而可以獲得高質(zhì)量的水解產(chǎn)物(水解產(chǎn)物的粒度更好)，進(jìn)一步提高五氧化二釩的回收效率和純度。
[0027]上述方法中產(chǎn)生的沖洗水沉降后，上層清液可繼續(xù)作為沖洗水用，下層細(xì)泥和第一步產(chǎn)生的粉塵一起收集起來(lái)，交由具有固體危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證的廠家處理，從而實(shí)現(xiàn)了廢水的無(wú)害化處理。
[0028]優(yōu)選的，步驟S2中，過(guò)濾硫酸氧鈦溶液之前，加入濃度為1%的聚丙烯酰胺，將其中的膠體聚集成大顆粒，從而有利于在過(guò)濾中去除全部雜質(zhì)，提高產(chǎn)物評(píng)03和V 205的純度。
[0029]前述的從廢煙氣脫硝催化劑中回收Ti和V的方法中，步驟S4還包括:清液中加入過(guò)量NH4Cl反應(yīng)后，測(cè)定并調(diào)節(jié)溶液的pH值和溫度，使得溶液的pH值為7.5?8.5，溫度為50?80°C ;步驟S4中，加入的NH4Cl的量根據(jù)氯化銨系數(shù)確定，使得氯化銨系數(shù)為I?4。
[0030]優(yōu)選的，步驟S4還包括:清液中加入過(guò)量NH4Cl反應(yīng)后，測(cè)定并調(diào)節(jié)溶液的pH值和溫度，使得溶液的PH值為8.0，溫度為80 °C ;步驟S4中，加入的NH4Cl的量根據(jù)氯化銨系數(shù)確定，使得氯化銨系數(shù)為4。
[0031]上述方法中，當(dāng)溶液的pH值低于7.5時(shí)，不利于偏釩酸銨沉淀形成，當(dāng)pH大于8.5時(shí)，偏釩酸銨又溶解到溶液中，當(dāng)pH為8.0時(shí)效果最好，V2O5的回收效率最高；另，通過(guò)大量試驗(yàn)研究表明:當(dāng)氯化銨系數(shù)由