[发明专利]选择性催化还原脱硝催化剂及其再生方法和应用

说明书

本发明涉及大气污染防治技术领域，具体涉及一种选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法和应用。该再生方法包括下述步骤：（1）将中毒的选择性催化还原脱硝催化剂浸渍于稀硝酸溶液中；（2）将步骤（1）所得催化剂浸渍于铈盐和镧盐的混合溶液中，再进行第一次焙烧；（3）将步骤（2）所得催化剂浸渍于二氯氧化锆溶液中，再进行第二次焙烧，得到所述选择性催化还原脱硝催化剂。本发明在最小成本线性约束的情况下，催化剂活性提高至新鲜催化剂活性的90%以上，再生成本可控，操作简便，具有工业化大规模生产应用的前景。

技术领域

本发明涉及大气污染防治技术领域，主要涉及选择性催化还原法脱硝领域，具体涉及一种选择性催化还原脱硝催化剂及其再生方法和应用。

背景技术

选择性催化还原技术是一种被广泛应用的技术，主要用于消除废气中的氮氧化物，简称SCR，是Selective(选择性)、Catalytic(催化)、Reduction(还原)的英文缩写。在SCR烟气脱硝系统中，选择性催化还原催化剂的中毒和再生是被研究人员广泛关注的问题。失活催化剂与原始催化剂相比，活性表面积显著降低，而孔半径却明显增大。

根据失活催化剂的物理、化学分析数据确定失活催化剂的补加元素及配方，在一定的焙烧温度下，采用强氧化剂硝酸(会导致催化剂机械性能降低)对失活催化剂处理，以恢复某些元素的活性价态，这是再生应用的必要途径。通常高温钒钛基催化剂分为物理和化学中毒。物理中毒分为：1、活性部位的烧结；2、活性部位的减损；3、催化剂的微孔堵塞或催化剂内部流道堵塞。化学中毒分为：1、碱金属中毒；2、碱土金属中毒；3、砷中毒；4、SO₂中毒。

解决办法：(1)碱金属K中毒的催化剂，采用先水洗再生，再硫酸酸洗再生方法，但是会造成活性金属钒的流失，也会造成商业催化剂纹理特征的轻微恶化，相比于传统的V₂O₅-TiO₂催化剂V₂O₅-WO₃/ZrO₂具有较高的抗碱金属中毒的能力。(2)碱土金属Ca中毒的催化剂，同样采用先水洗再生，再硫酸酸洗再生方法。(3)砷中毒的催化剂，在燃烧各阶段，采用一系列物理化学方法减少烟气中的砷含量可有效降低砷对催化剂的中毒作用。如燃烧前，采用物理化学方法减少原煤中的砷含量；在燃烧过程中，通过向炉内喷钙抑制气态砷的形成等为现阶段去除砷对催化剂影响的主要方法。也可以通过改善载体孔径来控制毒物量的沉积，如丹麦托普索公司生产的DNX催化剂经过优化后，具有微、中、大3种孔结构且具备高孔隙性，可有效克服毒物的沉积和聚积，减轻催化剂中毒情况。(4)SO₂中毒的催化剂(即指生成金属硫酸盐使得催化剂失活)可以采用热还原再生，在惰性气体中混合一定比例的还原气体，在高温环境中利用还原性气体与催化剂表面与金属结合的硫酸盐发生反应，实现催化剂再生。

催化剂再生使得催化剂恢复了一定的活性，经过再生之后，其寿命有所降低，同时也需要提供新催化剂层来满足脱硝效率的要求。

欧洲及美国的一些厂家提供专门的催化剂再生处理方案，如美国NEGT公司在Indiantown燃煤电厂成功运用催化剂再生技术后，催化剂的中毒物质大量减少，提供新催化剂层后，活性物质增加，再生后的催化剂活性高于原始催化剂同时再生的催化剂SO₂/SO₃转化率还低于原始催化剂的保证值，可节省较多费用。