一种恢复火电厂钒钛基SCR脱硝催化剂活性的活化再生剂的制作方法

本发明涉及火电厂scr脱硝技术领域，特别是一种用于活化scr脱硝催化剂的再生剂。

背景技术：

火电厂排放的烟气氮氧化物是主要大气污染物之一，也是造成光化学烟雾、酸雨及破坏臭氧层的主要物质。选择性催化还原法(selectivecatalyticreduction，r)烟气脱硝技术是目前控制nox达标排放最成熟、最有效的方法。随着scr脱硝催化剂使用年限的不断增长，催化剂的活性将逐渐下降，以至于不能满足scr脱硝的要求，一旦脱硝催化剂失活就需要更换。

scr脱硝技术中，作为核心的催化剂价格较为昂贵，占scr催化技术40％～60％的成本，采用锐钛矿负载的v2o5-wo3/tio2催化剂寿命为3～5年，超过寿命的催化剂基本失去活性，由于市场上新催化剂的价格较高，直接更换催化剂将耗费大量的资金；而且废弃催化剂作为固体废弃物，如不妥善处置，将会对环境造成污，处理废弃催化剂的资金和土地将会进一步增加脱硝技术的成本，因此大多数用户都会考虑对催化剂进行再生处理。

对于中毒失活的催化剂，可以通过再生的方法使其得到重新利用，而催化剂再生的费用只有更新催化剂费用的40％-50％，因此，开展scr脱硝催化剂的再生研究既能降低脱硝成本，又可以减少废弃催化剂填埋所产生的环境二次污染，具有重要的现实意义。

引起钒钛基scr脱硝催化剂失活的主要原因有催化剂表面的孔堵塞、飞灰沉积、碱金属及碱土金属中毒、热烧结等因素。首先，催化剂表面沉积的飞灰，即使没有与催化剂发生反应，也会成为物理阻碍，使得反应气体无法达到催化剂的孔隙内进行催化反应；其次，盐粒径极小也是造成催化剂孔堵塞的主要原因。

此外，碱金属和碱土金属的化合物在催化剂表面的沉积会造成催化剂的严重失活。前人的研究表明钠化合物导致的催化剂中毒是催化剂失活的主要原因；larsson等利用icp－aes观察了kcl和k2so4在催化剂表层的浸入深度，指出了不同种类钾盐在催化剂表层的聚积位置和浓度是不同的，也会造成不同程度的失活。chen等对催化剂进行了系统的研究，通过研究钒钛系催化剂负载中毒物质的前驱体，发现催化剂的失活与金属的碱性直接相关，根据碱性强弱，对催化剂毒性大小依次为k＞na＞ca＞mg。鉴于此，本文将借鉴上述学者对催化剂中毒失活的研究成果，相应研发出一款总和性的催化剂活化再生剂。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种用于火电厂钒钛基失活scr脱销催化剂的活化再生剂，用于提高钒钛基scr脱硝催化剂的活性，降低脱硝成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种恢复火电厂钒钛基scr脱硝催化剂活性的活化再生剂，包括活化再生剂a和活化再生剂b，活化再生剂a和活化再生剂b分别包括以下重量比例的组分：活化再生剂a包括四丁基氟化铵(tbaf)0.1～0.3％、柠檬酸10.0～15.0％、氨基磺酸3.0～5.0％、烷基酚聚氧乙烯醚1.0～2.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％；活化再生剂b包括正钒酸铵3.0～5.0％、仲钨酸铵15～25.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％；上述化学药剂均为优级纯，去离子水为二级除盐水或以上级别的纯水。

上述一种恢复火电厂钒钛基scr脱硝催化剂活性的活化再生剂，所述活化再生剂a和活化再生剂b分别包括以下重量比例的组分：活化再生剂a包括四丁基氟化铵(tbaf)0.2～0.3％、柠檬酸12.0～13.0％、氨基磺酸4.0～5.0％、烷基酚聚氧乙烯醚1.5～1.8％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％；活化再生剂b包括正钒酸铵3.0～4.0％、仲钨酸铵20～22.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明中，活化再生剂a中的柠檬酸、氨基磺酸能够溶解脱销催化剂中堵塞的碱金属等导致其性能中毒的金属物质；四丁基氟化铵(tbaf)能够溶解其他酸(如硫酸等)不能溶解的sio2物质，进一步提高催化剂清洗效率；烷基酚聚氧乙烯醚为高效活性剂，具有提高反应效率的作用；在再生剂中加入适量的四丁基氟化铵(tbaf)，能够快速瓦解大颗粒的失活物质，更易于表面活性剂发挥作用，提高再生清洗效率。活化再生剂b中的正钒酸铵、仲钨酸铵具有恢复并提高催化剂中钒、钨重要元素活性的作用。

本发明应用于火力发电厂中，用于对钒钛基scr脱销系统的催化剂进行活化再生处理，主要用于清除催化剂表面、深层的孔堵塞、沉积飞灰，以及碱金属及碱土金属中毒、热烧结等失活故障，从而大大提高scr脱硝催化剂的活性，不仅降低了脱硝成本，还减少了废弃催化剂填埋所产生的环境二次污染，具有重要的经济、社会意义。

附图说明

图1为同一催化剂在不同活化方式下再生后的脱硝效率比较图。

具体实施方式

一种恢复火电厂钒钛基scr脱硝催化剂活性的活化再生剂，包括活化再生剂a和活化再生剂b，活化再生剂a和活化再生剂b分别包括以下重量比例的组分。

活化再生剂a包括四丁基氟化铵(tbaf)0.1～0.3％、柠檬酸10.0～15.0％、氨基磺酸3.0～5.0％、烷基酚聚氧乙烯醚1.0～2.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％。活化再生剂b包括正钒酸铵3.0～5.0％、仲钨酸铵15～25.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％。上述化学药剂均为优级纯，去离子水为二级除盐水或以上级别的纯水。

下面将结合附图具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

制备活化再生剂a和活化再生剂b：在两个不同的、专用的scr脱硝催化剂清洗装置中，以去离子水为溶剂，分别配制活化再生剂a和活化再生剂b。其中，活化再生剂a中四丁基氟化铵(tbaf)0.2％、柠檬酸15.0％、氨基磺酸3.0％、，高效活性剂烷基酚聚氧乙烯醚为1.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％；活化再生剂b中正钒酸铵4.0％、仲钨酸铵18.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％。分别将活化再生剂a、活化再生剂b机械搅拌至混合均匀。

采用实施例1制备的活化再生剂对scr脱硝催化剂进行活化处理：首先，使用软质毛刷将失效的scr脱硝催化剂表面沉灰清扫干净，并结合硬质毛刷将表面的污堵杂物清除；其次，将表面污物清除干净的scr脱硝催化剂放入盛有活化再生剂a的清洗装置中进行浸泡、清洗30min；然后，再置于盛有活化再生剂b的清洗装置中浸泡20min后取出；最后，将取出的scr脱硝催化剂用干燥空气干燥3小时，催化剂再生结束。

实施例2

制备活化再生剂a和活化再生剂b：在两个不同的、专用的scr脱硝催化剂清洗装置中，以去离子水为溶剂，分别配制活化再生剂a和活化再生剂b。其中，活化再生剂a中四丁基氟化铵(tbaf)0.3％、柠檬酸12.0％、氨基磺酸5.0％、，高效活性剂烷基酚聚氧乙烯醚为2.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％；活化再生剂b中正钒酸铵5.0％、仲钨酸铵22.0％，其余为去离子水溶剂，其原料总和为100.0％。分别将活化再生剂a、活化再生剂b机械搅拌至混合均匀。

采用实施例2制备的活化再生剂对scr脱硝催化剂进行活化处理：首先，使用软质毛刷将失效的scr脱硝催化剂表面沉灰清扫干净，并结合硬质毛刷将表面的污堵杂物清除；其次，将表面污物清除干净的scr脱硝催化剂放入盛有活化再生剂a的清洗装置中进行浸泡、清洗25min；然后，再置于盛有活化再生剂b的清洗装置中浸泡25min后取出；最后，将取出的scr脱硝催化剂用干燥空气干燥3小时，催化剂再生结束。

实施例3-实施例5

实施例3至实施例5与实施例1的不同之处在于活化再生剂a和活化再生剂b中各组分的重量比例不同，具体如下表所示。

对比例1-对比例3

对比例1采用现有技术的超声波对失活的钒钛基scr脱硝催化剂进行活化处理，对比例2采用现有技术的鼓泡再生技术对失活的钒钛基scr脱硝催化剂进行活化处理，对比例3采用现有技术的淋滤再生技术对失活的钒钛基scr脱硝催化剂进行活化处理，经过上述三种对比例以及实施例1活化后的钒钛基scr脱硝催化剂在相同条件下用于脱硝处理，其脱硝效率如图1所示。

由图1可以可以看出，采用本发明对失活的scr脱硝催化剂进行活化处理可大大提高scr脱硝催化剂的活性，其恢复率将近100％。

另外，从成本上来说，采用本发明对失活的钒钛基scr脱硝催化剂进行活化处理相比较直接置换新鲜催化剂成本可节约50％以上，以一个500mw的燃煤电站为例，经过循环使用活化再生后的scr脱硝催化剂，每年能节省500～1000万元，经济显著。