一种砷中毒脱硝催化剂的改性方法与流程

本发明属于催化剂制备，具体涉及一种砷中毒脱硝催化剂的改性方法。

背景技术：

1、选择性催化还原（scr）脱硝技术具有脱硝效率高、选择性好及技术成熟等优点，是目前世界各国普遍采用的烟气脱硝技术。烟气飞灰中的碱金属、碱土金属、砷、汞等元素会使催化剂中毒，引起催化剂活性降低，导致nox排放不达标。砷（as）是引起scr脱硝催化剂中毒的常见元素之一，烟气中气态as主要形态为as2o3，as2o3蒸汽扩散到催化剂表面及孔道内后，会在催化剂表面不断累积并形成一个砷的饱和层，会阻碍氨气的吸附及活化过程，从而导致催化剂中毒失活。

2、我国高砷煤电厂较多，催化剂活性达不到要求时，如果每年更换催化剂，不仅增加脱硝系统运行成本，还给环境造成巨大的负担。因此废旧催化剂的再生显得尤为重要。中国发明专利cn107096578公开了一种砷中毒scr脱硝催化剂的再生方法，首先将催化剂研磨成粉末，然后浸渍于再生液中，最后清洗、干燥后得到再生催化剂。中国发明专利cn108570685公开了一种砷中毒催化剂的电化学处理方法，将碱液与砷中毒催化剂混合，然后置于电化学反应器中，并通入氧化性气体，实现砷与催化剂组分分离，进而恢复催化剂活性。然而上述方法都需要将整体式催化剂破碎成粉末，再进行后续处理，工艺繁琐且最终仍需进行成型才可使用；此外，后续处理方法以重新浸渍活性组分为主，虽然得到的再生催化剂能恢复一定活性，但在高砷烟气中还会快速发生砷中毒失活。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题，提供了一种砷中毒脱硝催化剂的改性方法。

2、本发明采用如下技术方案：一种砷中毒脱硝催化剂的改性方法，包括如下步骤：

3、（1）预处理：拆解砷中毒催化剂模块，通过压缩空气将干冰粉和石英砂混合粉末喷至催化剂模块表面进行吹扫，将除灰后的催化剂置于氨水和单乙醇胺的混合碱液中，超声处理24-48h，将水洗后的催化剂模块置于浓度为0.5-2mol/l的稀硫酸溶液中，超声处理12-24h，得到预处理后的催化剂；

4、（2）将钛酸四乙酯、氯化亚锡、去离子水置于纳米砂磨机中，研磨30-60min，并用氨水调节ph至6.5-7.5，之后将沉淀过滤、干燥、焙烧，得到钛锡复合载体；再将钛锡复合载体、偏钒酸铵、七钼酸铵和三氯化锑、去离子水和氨水加入砂磨机，研磨30-60min；最后加入羧甲基纤维素、聚氧化乙烯和拟薄水铝石，继续研磨4-8h，得到浆液；

5、（3）将步骤（1）中预处理后的催化剂模块置于步骤（2）中的浆液中，通道灌满浆液后，将催化剂模块吊起，压缩空气吹扫，使浆液均匀地涂覆在催化剂通道表面，获得一层厚度均匀的涂层，最后将催化剂干燥、焙烧，得到改性脱硝催化剂。

6、进一步的，所述磨损剂为高硬度石英砂，粒径为0.4-0.6mm。

7、进一步的，使用压缩空气和磨损剂对催化剂吹扫时催化剂通道内风速为20-30m/s。

8、进一步的，所述步骤（1）中混合碱液温度为55-70℃；氨水浓度为0.4-0.6mol/l，单乙醇胺浓度为1.5-2mol/l。

9、进一步的，所述步骤（3）中，涂层组分为v2o5-moo3-sb2o3/tio2-sno2，其中v2o5质量占比为2-3%，moo3质量占比为6-10%，sb2o3质量占比2-4%。

10、进一步的，所述步骤（3）中催化剂焙烧后涂层厚度为0.08-0.15mm。

11、进一步的，所述钛酸四丁酯和氯化亚锡的摩尔比为9:1。

12、进一步的，所述浆液中含水量为55-70%，浆液ph值为8-10，粘度20~30mpa.s，粒度为5-30nm。

13、本发明的优点具体如下：

14、（1）在预处理时干冰颗粒与催化剂高速碰撞，在催化剂表面形成砷与催化剂的温差而收缩，能够在砷和催化剂之间产生裂缝；同时干冰可以渗透进入催化剂孔道内，干冰在孔道及裂缝内升华/蒸发，体积大幅膨胀，从而将砷物种与催化剂分离，进而有效清除砷等有毒物质；且干冰中掺杂了少量的石英砂，经压缩空气吹扫能够去除0.05-0.1mm的表层，再经碱液、硫酸预处理后，能够增加催化剂表面酸性位数量和粗糙度，充分提高催化剂活性和涂层附着力；

15、（2）采用共沉淀法制备涂层浆液，经研磨后有利于提高浆液在催化剂表面的附着力；

16、（3）涂层以共沉淀法制备的tio2-sno2复合载体，比表面积较常规tio2更大，酸性更强，因而可以提高催化剂的催化活性；sn的掺杂能够降低烟气中的as在载体表面的吸附，减缓了催化剂的砷中毒，活性组分中除了加入钒和钼以外，还加入了sb2o3，起到保护v-oh活性位，增强催化剂的抗砷中毒性能的作用；

17、（4）本发明改性方法简单，催化剂恢复活性较快。

技术特征：

1.一种砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述步骤（2）中磨损剂为高硬度石英砂，粒径为0.4-0.6mm。

3.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述步骤（1）中使用压缩空气对催化剂吹扫时催化剂通道内风速为20-30m/s。

4.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述混合碱液温度为55-70℃；氨水浓度为0.4-0.6mol/l，单乙醇胺浓度为1.5-2mol/l。

5.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述步骤（3）中，涂层组分为v2o5-moo3-sb2o3/tio2-sno2，其中v2o5质量占比为2-3%，moo3质量占比为6-10%，sb2o3质量占比2-4%。

6.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述步骤（3）中催化剂焙烧后涂层厚度为0.08-0.15mm。

7.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述步骤（2）中钛酸四丁酯和氯化亚锡的摩尔比为9:1。

8.如权利要求1所述的砷中毒脱硝催化剂的改性方法，其特征在于：所述浆液中含水量为55-70%，浆液ph值为8-10，粘度20~30mpa.s，粒度为5-30nm。

技术总结
本发明涉及一种砷中毒脱硝催化剂的改性方法，首先将中毒后的催化剂用干冰粉末和石英砂吹扫进行预处理，处理后的催化剂置于活性组分浆液中，待通道灌满浆液后提起，压缩空气吹扫后得到表面涂覆有涂层的催化剂，经干燥、焙烧后得到改性后的催化剂。本发明改性方法简单，步骤易于操作，经改性后的催化剂具有更好的抗砷中毒性能，能够适用于原高砷烟气的环境，提高了催化剂在高砷烟气中的使用寿命。

技术研发人员：贾文涛,刘丁嘉,陈晨,曲艳超
受保护的技术使用者：北京华电光大环境股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16