本發(fā)明屬于火電廠煙氣選擇性催化還原脫硝凈化領(lǐng)域，特別涉及一種SCR脫硝催化劑再生清洗劑以及清洗方法。
背景技術(shù)：
火電廠向大氣中排放氮氧化物量占全國總量的30％～40％，隨著國家最新《火電廠大氣污染物環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011》的頒布，NOx排放逐步受到嚴(yán)格控制，SCR脫硝工藝作為最有效的煙氣脫硝技術(shù)，在火電廠煙氣脫硝中得到越來越廣泛的應(yīng)用。催化劑作為SCR脫硝工藝的核心，其成本約占整體脫硝系統(tǒng)初期建設(shè)成本的30％左右，而催化劑隨著煙氣劇烈沖刷和時(shí)間的延長逐步老化失效,通常催化劑的化學(xué)壽命只有3年左右,因此催化劑的壽命決定著SCR系統(tǒng)的成本。對(duì)失效催化劑進(jìn)行再生恢復(fù)其活性來延長催化劑的使用壽命,可以節(jié)約催化劑更換成本,取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
目前最常用的商業(yè)SCR脫硝催化劑組分為V2O5-WO3-(MoO3)/TiO2，此類失效催化劑廢棄后，需要按《危險(xiǎn)廢棄物安全填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18598)進(jìn)行專門的無害化填埋處理，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國目前每年失效催化劑大約10萬立方米，采用填埋方式勢必加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，而且催化劑中鈦、鎢、釩等貴重金屬無法得到回收利用，將導(dǎo)致資源巨大浪費(fèi)。對(duì)失效催化劑進(jìn)行再生后重復(fù)利用，既可以降低脫硝系統(tǒng)成本，又能節(jié)約土地資源獲得良好的環(huán)境效益。因此，進(jìn)行SCR脫硝催化劑再生對(duì)我國脫硝行業(yè)發(fā)展具有重要應(yīng)用價(jià)值。
中國申請專利201210512916.6和201410456853.6中均使用腐蝕性含氟類環(huán)境有害化合物作為清洗劑配方，在再生操作過程中容易發(fā)生人身中毒傷害；而且中國申請專利201310373303.3中清洗劑采用的烷基酚聚氧乙烯醚，這是一種生物降解性差的環(huán)境激素，會(huì)帶來新的環(huán)境污染問題。
因此，失效SCR脫硝催化劑再生過程中，在對(duì)催化劑孔道內(nèi)堵塞的灰垢進(jìn)行有效清洗的前提下，我們還要兼顧清洗劑的環(huán)保性和低毒性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種SCR脫硝催化劑再生清洗劑及再生方法,可以有效清除脫硝催化劑孔道內(nèi)堵塞的灰垢，同時(shí)本發(fā)明中的再生清洗劑屬于弱酸性復(fù)配清洗劑，可以有效減少清洗過程中脫硝催化劑活性組分V2O5的流失，降低后續(xù)清洗廢水中重金屬離子的處理難度。
本發(fā)明公開了一種SCR脫硝催化劑再生清洗劑，所述清洗劑的活性成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：十二烷基磺酸鈉為5％～15％，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)為1％～5％,二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)為1％～5％，水解聚馬來酸酐為1％～5％，其余為去離子水溶劑。
一種使用上述清洗劑清洗失效SCR脫硝催化劑的方法，包括以下步驟：
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗；
5)將漂洗后的脫硝催化劑進(jìn)行干燥，得到再生的脫硝催化劑。
所述步驟2)中，浸泡時(shí)間為30～60分鐘。
所述步驟3)中，鼓泡時(shí)間為10～30分鐘。
所述步驟3)中，超聲波清洗時(shí)間為10～45分鐘。
所述步驟4)中，漂洗時(shí)間為10～20分鐘。
所述步驟5)中，催化劑干燥時(shí)采用80～150℃熱空氣，烘干1～8小時(shí)。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的清洗劑包含表面活性劑和有機(jī)酸，表面活性劑為十二烷基磺酸鈉，有機(jī)酸包括復(fù)配型的2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA),二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)和水解聚馬來酸酐；清洗過程中采用鼓泡/超聲波輔助清洗方式，清洗劑通過物理性滲透，與脫硝催化劑孔道中污堵灰垢的硫酸鈣、硫酸銨、二氧化硅、三氧化鋁化合物等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)通過表面活性劑滲透作用是固態(tài)物質(zhì)發(fā)生膨脹疏松，降低表面張力作用，使堵塞灰垢在鼓泡/超聲波作用下從催化劑孔道中剝離，進(jìn)而達(dá)到清除脫硝催化劑孔道堵塞目的。采用本發(fā)明的方法再生后脫硝催化劑孔道通暢率達(dá)到95％以上，而且保持催化劑抗壓強(qiáng)度不受破壞，同時(shí)催化劑活性組分V2O5的流失率低，再生后催化劑各項(xiàng)指標(biāo)均滿足脫硝工程設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明中的再生方法可實(shí)現(xiàn)模塊化操作，使用于工業(yè)規(guī)?；撓醮呋瘎┰偕?/p>
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，本實(shí)施例之用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
1、清洗劑的配制
在清洗池中，以去離子水為溶劑，配制十二烷基磺酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％，PBTCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，DTPMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，水解聚馬來酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，進(jìn)行機(jī)械攪拌10分鐘使其混合均勻，然后放置老化30分鐘。
2、清洗失效脫硝催化劑
清洗實(shí)施過程中失效催化劑的截面為150mm×150mm，孔數(shù)為20×20，長度為670mm。
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中，浸泡時(shí)間為30分鐘；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢，鼓泡時(shí)間為10分鐘，超聲波清洗時(shí)間為45分鐘；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗10分鐘，至催化劑出水孔流出清水；
5)將漂洗后的脫硝催化劑在80℃干空氣中干燥8小時(shí)，得到再生的脫硝催化劑。
實(shí)施例2
1、清洗劑的配制
在清洗池中，以去離子水為溶劑，配制十二烷基磺酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％，PBTCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，DTPMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，水解聚馬來酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，進(jìn)行機(jī)械攪拌10分鐘使其混合均勻，然后放置老化30分鐘。
2、清洗失效脫硝催化劑
清洗實(shí)施過程中失效催化劑的截面為150mm×150mm，孔數(shù)為20×20，長度為670mm。
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中，浸泡時(shí)間為60分鐘；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢，鼓泡時(shí)間為30分鐘，超聲波清洗時(shí)間為10分鐘；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗15分鐘，至催化劑出水孔流出清水；
5)將漂洗后的脫硝催化劑在100℃干空氣中干燥6小時(shí)，得到再生的脫硝催化劑。
實(shí)施例3
1、清洗劑的配制
在清洗池中，以去離子水為溶劑，配制十二烷基磺酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％，PBTCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，DTPMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，水解聚馬來酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，進(jìn)行機(jī)械攪拌10分鐘使其混合均勻，然后放置老化30分鐘。
2、清洗失效脫硝催化劑
清洗實(shí)施過程中失效催化劑的截面為150mm×150mm，孔數(shù)為20×20，長度為670mm。
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中，浸泡時(shí)間為45分鐘；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢，鼓泡時(shí)間為30分鐘，超聲波清洗時(shí)間為30分鐘；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗20分鐘，至催化劑出水孔流出清水；
5)將漂洗后的脫硝催化劑在100℃干空氣中干燥5小時(shí)，得到再生的脫硝催化劑。
實(shí)施例4
1、清洗劑的配制
在清洗池中，以去離子水為溶劑，配制十二烷基磺酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，PBTCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，DTPMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，水解聚馬來酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％，進(jìn)行機(jī)械攪拌10分鐘使其混合均勻，然后放置老化30分鐘。
2、清洗失效脫硝催化劑
清洗實(shí)施過程中失效催化劑的截面為150mm×150mm，孔數(shù)為20×20，長度為670mm。
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中，浸泡時(shí)間為30分鐘；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢，鼓泡時(shí)間為15分鐘，超聲波清洗時(shí)間為45分鐘；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗15分鐘，至催化劑出水孔流出清水；
5)將漂洗后的脫硝催化劑在120℃干空氣中干燥5小時(shí)，得到再生的脫硝催化劑。
實(shí)施例5
1、清洗劑的配制
在清洗池中，以去離子水為溶劑，配制十二烷基磺酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，PBTCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，DTPMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，水解聚馬來酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，進(jìn)行機(jī)械攪拌10分鐘使其混合均勻，然后放置老化30分鐘。
2、清洗失效脫硝催化劑
清洗實(shí)施過程中失效催化劑的截面為150mm×150mm，孔數(shù)為20×20，長度為670mm。
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中，浸泡時(shí)間為60分鐘；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢，鼓泡時(shí)間為10分鐘，超聲波清洗時(shí)間為45分鐘；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗15分鐘，至催化劑出水孔流出清水；
5)將漂洗后的脫硝催化劑在150℃干空氣中干燥1小時(shí)，得到再生的脫硝催化劑。
實(shí)施例6
1、清洗劑的配制
在清洗池中，以去離子水為溶劑，配制十二烷基磺酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，PBTCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，DTPMPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％，水解聚馬來酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，進(jìn)行機(jī)械攪拌10分鐘使其混合均勻，然后放置老化30分鐘。
2、清洗失效脫硝催化劑
清洗實(shí)施過程中失效催化劑的截面為150mm×150mm，孔數(shù)為20×20，長度為670mm。
1)將待再生的脫硝催化劑進(jìn)行氣體吹掃除灰，除去表面附著的浮灰；
2)將氣體吹掃除灰的脫硝催化劑浸泡在裝有所述清洗劑的清洗池中，浸泡時(shí)間為30分鐘；
3)浸泡后采用鼓泡/超聲波擾動(dòng)清洗的方式清除脫硝催化劑孔道內(nèi)的堵塞灰垢，鼓泡時(shí)間為20分鐘，超聲波清洗時(shí)間為45分鐘；
4)用加壓清水對(duì)清洗完的脫硝催化劑進(jìn)行漂洗20分鐘，至催化劑出水孔流出清水；
5)將漂洗后的脫硝催化劑在130℃干空氣中干燥3小時(shí)，得到再生的脫硝催化劑。
使用實(shí)施例1～6的再生后脫硝催化劑單元，按對(duì)應(yīng)實(shí)施例計(jì)算再生后催化劑通孔率，同時(shí)根據(jù)《煙氣脫硝催化劑化學(xué)成分分析方法》GB/T31590-2015和《火電廠煙氣脫硝催化劑檢測技術(shù)規(guī)范》DL/T1286-2013中規(guī)定的測試標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行催化劑活性組分V2O5、比表面積、抗壓強(qiáng)度測試。
表1脫硝催化劑再生前后測試結(jié)果
根據(jù)實(shí)施例催化劑再生測試結(jié)果可以看出，采用本發(fā)明的清洗液對(duì)失效催化劑進(jìn)行再生，其孔道通暢在95％以上，同時(shí)催化劑活性組分V2O5流失量非常少，再生后催化劑的微孔結(jié)構(gòu)得到恢復(fù)并且保持催化劑的抗壓強(qiáng)度，完全可以滿足后續(xù)脫硝工程使用要求。