燃煤电厂废旧脱硝催化剂回收利用研究.doc
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1、燃煤电厂废旧脱硝催化剂回收利用研究摘要:随着SCR技术在燃煤电厂中的大规模应用,作为SCR技术核心的脱硝催化剂,由于受到锅炉烟气物理和化学方面的作用,性能逐渐下降,从而失活成为废旧脱硝催化剂。废旧脱硝催化剂一部分可以进行再生,但剩余大部分不可再生,废旧脱硝催化剂已被列为危险固体废弃物,如简单填埋处置,不仅浪费资源,而且可能对周边生态环境带来危害,因此开展废旧脱硝催化剂的回收利用的研究就显得尤为重要,文章就简述了近些年来废旧脱硝催化剂回收利用情况。关键词:废旧;脱硝;催化剂;回收;利用 燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一,也是形成光化学烟雾、酸雨污染及破坏臭氧层的主要气体。由于
2、我国能源结构的特殊性,燃煤发电在未来占据的比重仍将居高不下,作为NOx主要来源的燃煤电厂,必须对其排放烟气进行控制1。 如何有效控制NOx排放,降低大气中NOx的浓度已成为近年来所要解决的首要问题。2011年7月,国家出台史上最严格的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011) ,标准中对燃煤电厂NOx的排放指标、完成时间均进行了明确要求。选择性催化还原法(ivecatalyticreduction,SCR)由于具有系统简单、较高的可靠性、脱硝效率高等优点,已成为当前世界上广泛应用的烟气脱硝技术。 SCR技术的核心是SCR脱硝催化剂,其性能直接影响到整个SCR脱硝系统的性能。当前应用最
3、为广泛的脱硝催化剂是以TiO2为载体,负载V2O5作为活性物质,以WO3或MoO3作为助催化剂的金属氧化物催化剂,按照结构形式主要分为蜂窝式脱硝催化剂、平板式脱硝催化剂以及波纹板式脱硝催化剂,目前国内应用最为广泛的是蜂窝式脱硝催化剂和平板式脱硝催化剂。 由于锅炉省煤器出口烟气的温度在300400之间,刚好达到脱硝催化剂的最佳性能工作温度,因此SCR反应器安装在锅炉省煤器和空气预热器之间,该种方式称为高尘布置方式2。高尘布置方式下脱硝催化剂能发挥到最佳活性,但不可避免的受到烟气中粉尘的冲刷并使其中毒,而且烟气温度过高造成催化剂烧结从而失活,这些都将影响到催化剂的寿命,当催化剂活性降低到达不到要求
4、的脱硝性能,必须对其进行更换3。 针对失活的催化剂,一部分可以通过再生从而实现再次利用,其余部分由于无法再生成为废旧脱硝催化剂。随着SCR工艺在燃煤电厂中的广泛应用,失效SCR催化剂的数量将越来越多,倘若对这些废旧催化剂不加处置而随意堆置填埋的话,一方面会占用大量的土地资源,增加电厂和催化剂制造企业的成本; 另一方面催化剂在使用过程中所吸附的一些有毒、有害物质进入到自然环境,特别是水体、土壤,给环境带来严重危害;同时废旧SCR催化剂其中所含各种有价金属资源没能得到利用,也造成有效资源的巨大浪费。 2016年6月14日,环保部、发改委、公安部正式发布国家危险废物名录,明确将废旧脱硝催化剂列为HW
5、50废催化剂。因此开展废旧脱硝催化剂的回收利用显得尤为重要,不仅能避免对环境造成污染,同时能够实现资源的有效利用4。1废旧SCR催化剂回收利用对于废旧脱硝催化剂的回收处理目前仍集中在实验室研究阶段,国内外可供参考的文献资料较为有限,当前并没有产业化应用的成熟技术。当前研究主要集中于采用干法、湿法或干湿混合法等技术对废烟气脱硝催化剂中有较高价值的元素回收利用。下面就依据不同的处理方法对废旧脱硝催化剂的回收利用研究情况进行简要介绍。1.1干法回收技术干法回收通常是采用固体碱(NaOH或Na2CO3)与清洗后的废旧脱硝催化剂混合,于650左右灼烧熔融,使其中的V2O5和WO3、MoO3转变为水溶性的
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