[发明专利]一种废弃SCR脱硝催化剂资源化利用方法

说明书

本发明涉及一种废弃SCR脱硝催化剂资源化利用方法，包括取出废弃SCR脱硝催化剂，对其破碎至指定粒径的块体或颗粒，将破碎后的废弃SCR脱硝催化剂按照锅炉入炉煤总量不大于5.0%的质量比例与煤粉进行混合，将混合后的废弃SCR脱硝催化剂、煤粉送入液态排渣锅炉燃烧室，经1300℃‑2000℃的温度燃烧后形成熔融态的液态流渣，通过急速冷却形成玻璃态固化体。本发明改善了锅炉燃烧状况，投资少，能耗低、运行成本低，单位时间内处置效率高，可改善锅炉燃料的着火、燃尽特性，提高锅炉煤种适应性，降低锅炉炉内氮氧化物的生成，减轻下游烟气SCR脱硝运行压力，推广应用具有较好的节能减排价值。

技术领域

本发明属于火电厂固体废弃物治理新技术的节能环保领域，具体涉及一种废弃SCR脱硝催化剂资源化利用方法。

背景技术

选择性催化还原SCR(selective catalytic reduction)脱硝技术是当前火电厂控制烟气中氮氧化物排放最常用的脱硝工艺。受使用过程中物理、化学等中毒因素的影响，催化剂在长周期的服役后最终将面临报废处置。根据生态环境部《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》(环办函[2014]990号)要求，废烟气脱硝催化剂(钒钛系)被纳入危险废物进行管理，要求尽快提高废烟气脱硝催化剂(以下简称“废弃SCR催化剂)的再生、利用和处置能力。

催化剂是SCR脱硝设备的核心，商用SCR脱硝催化剂主要为钒钛钨(钼)系列，其主要成分二氧化钛(TiO₂)是载体，通常占催化剂质量比的75％以上，五氧化二钒(V₂O₅)和三氧化钨(V₂O₅)/三氧化钼(MoO₃)分别为其活性物质和有效助剂。根据相关研究，催化剂中的TiO₂、V₂O₅等物质不仅可以在NH₃、NO化学反应中起到选择性催化剂还原的作用，而且在一定的温度窗口内可起到促进煤粉颗粒着火与燃尽的催化燃烧作用。在脱硝催化剂的使用过程中，由于燃煤锅炉烟气中飞灰的存在，长期服役的催化剂则由于其表面和微孔内大量有毒有害物质的集聚造成催化剂性能逐渐下降而最终失活。废弃催化剂中除了含有TiO₂、V₂O₅和WO₃/MoO₃外，亦含有一定质量的SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、SO₃、CaO、Fe₂O₃和MgO等氧化物和CuO、HgO、PbO、As₂O₃、NiO等有害物质，其对环境的危害主要表现为浸出毒性，若随意处置，则会对地下水、土壤带来长期的潜在二次污染。

目前，针对不具备再生价值废弃SCR催化剂，则普遍采取交由下游具有处置资质和能力的企业进行安全填埋、提取回用其中有价金属循环利用等方式加以处置利用。

参见公开号为CN106311218A的专利公开了一种钒基SCR催化剂再生催化剂粉体及其制备方法，但是催化剂再生次数和再生后粉体活性恢复有限，再生粉体性能不稳定，且存在再生工艺复杂、再生过程中废水、废渣处置成本高等问题。

参见公开号为CN104926235A的专利公开了一种废弃SCR脱硝催化剂填埋前的处理及固化方法，存在安全填埋占用大量的土地资源，且不符合可持续发展要求。

参见公开号为CN110548748A的专利公开了一种废弃SCR烟气脱硝催化剂与飞灰的协同熔融处置方法，该专利需利用专门的高温熔融装置，存在为保证重金属固化效果需加入添加剂、高温熔融处理时间大于60分钟等处置能耗高、效率低等问题，且仅实现了废弃SCR催化剂与飞灰的协同无害化处置，未实现其资源化利用，造成资源浪费。