[发明专利]一种含钨、钒、砷催化剂脱砷的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及催化剂脱砷技术领域，尤其是一种含钨、钒、砷催化剂脱砷的方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是世界各国公认的主要大气污染物之一。火电厂是我国氮氧化物最主要的排放源。为了控制NOx的排放，许多火电厂、燃烧化石燃料的发电机组采用技术较为成熟的选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术，其核心部分为由钨、钒、钛等组成的催化剂，一般燃煤电厂催化剂的寿命为3~5年，然而，由于燃煤锅炉中含微量的砷，在高温烟气中气态As₂O₃，容易进入催化剂的孔隙，与催化剂中的钒反应生成稳定的砷酸钒化合物，钒失去活性，同时，气态砷易堵塞催化剂微孔，阻止反应物到达活性位，也影响催化剂的活性。从而降低了催化剂的使用寿命。

如何脱除含钨、钒、砷催化剂中砷化物，同时有效控制钨、钒损失，延长催化剂使用寿命，是亟待解决的问题。目前报道的脱砷方法包括火法和湿法两种。火法脱砷效果较差，且会造成严重的二次污染，且对设备要求很高，目前国内外还没有满足大规模生产的高温炉。湿法脱砷文献报道较多，多采用碱浸脱砷，即直接加入氢氧化钠浓碱溶液浸出脱砷，但对于催化剂中难溶砷酸盐，脱砷效果不是很理想，且钨、钒会随着砷的脱除一同损失。因此，有必要探索出一种既能脱除含钨、钒、砷催化剂中砷化物，同时又能控制钨、钒损失的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，尤其是针对催化剂含砷而导致其活性降低的问题，提出了一种含钨、钒、砷催化剂脱砷的方法，该法不仅能够满足高效、安全、环保的脱砷要求，还能有效控制催化剂主要组分钨、钒的损失，从而延长催化剂的使用寿命，降低经济成本。本发明的这种方法有效地脱除了催化剂中的砷化物，同时又能降低钨、钒损失，使得As₂O₃含量＜0.15%，砷脱除率可达95%，且其中的WO₃、V₂O₅损失率均＜30%。

本发明通过如下技术方案实现：一种含钨、钒、砷催化剂脱砷的方法，步骤如下：

⑴将含钨、钒、砷催化剂，与浓度为3～12g/l的氢氧化钠溶液，置于超声波反应器中进行一次碱浸脱砷反应，控制反应温度30～80℃，反应时间0.5～3h，通气量0.8～2.0m³/h，超声波功率300～900w；反应过程中，加入3～5g/l的抑制剂EDTA及碳酸氢铵，反应结束后进行液固分离，固相的催化剂待进一步处理；液相经Ca(OH)₂脱砷处理后，所得溶液返回一次碱浸工序中，回用于整个体系，而所得固相为CaWO₄、Ca（VO₃）₂、Ca₃(AsO₄)₂直接堆置；

⑵将步骤⑴获得的催化剂进行二次碱浸，过程中补入1～3g/l的氢氧化钠溶液和1～3g/l的抑制剂EDTA及碳酸氢铵，同样在超声波反应器中进行，控制反应温度30～80℃，反应时间0.5～3h，通气量0.8～2.0m³/h，超声波功率300～900w；反应结束后，得到的液相返回到一次碱浸工序中，用于新催化剂的浸出；得到的催化剂进行下一步洗涤处理；

⑶将步骤⑵中经过二次碱浸脱砷处理后的催化剂置于超声波反应器中进行水洗，控制反应温度25～70℃，反应时间0.5～1.5h，通气量0.8～2.0m³/h，超声波功率100～600w；反应结束后，所得溶液返回到二次碱浸工序中，所得催化剂干燥处理，获得的脱砷后催化剂中As₂O₃含量＜0.15%，砷脱除率可达95%，且其中的WO₃、V₂O₅损失率均＜30%。

作为本发明的优选技术方案：

所述超声波反应器中，碱浸反应温度为50～70℃，反应时间1～2h，通气量1.2m³/h，超声波功率500～700w。

所述超声波水洗，温度为25～35℃，反应时间0.5～1h，通气量1.2～1.5m³/h，超声波功率300～500w。