劉海濱

沈陽(yáng)鑫博工業(yè)技術(shù)股份有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110006

脫硝催化劑會(huì)隨著使用時(shí)間的增加逐漸失去活性，因此煙氣脫硝中不可避免會(huì)產(chǎn)生大量的失效催化劑，目前國(guó)家環(huán)保部已將廢舊釩鈦系催化劑列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016 年版）中，其管理及再生處理對(duì)企業(yè)資源再利用及對(duì)國(guó)家環(huán)境治理都至關(guān)重要。目前工業(yè)上對(duì)失效催化劑處理主要分為催化劑再生處理及催化劑無(wú)害化處理兩部分。催化劑再生處理是失效催化劑處理的主要研究方向，因其節(jié)約原材料、降低成本及防止環(huán)境二次污染的特點(diǎn)成為業(yè)內(nèi)普遍采用的處理方法。催化劑的無(wú)害化處理主要針對(duì)釩、鎢、鈦的分離和提純，廢舊催化劑焚燒處理技術(shù)可對(duì)廢舊催化劑進(jìn)行有價(jià)金屬的回收，但焚燒爐煙氣中重金屬的存在是催化劑焚燒技術(shù)的難點(diǎn)也是目前催化劑無(wú)害化處理的關(guān)鍵。

1 催化劑再生處理

隨著脫硝裝置的使用，催化劑失活后及時(shí)更新催化劑雖能解決催化劑活性下降的問(wèn)題，但此方法不僅浪費(fèi)資源，增加投資，更不是產(chǎn)期延長(zhǎng)催化劑使用壽命的絕佳方式，催化劑再生工藝則可以使催化劑反復(fù)循環(huán)使用，同時(shí)解決能源，減少投資，經(jīng)濟(jì)而高效。

脫硝催化劑再生主要包括現(xiàn)場(chǎng)再生及工廠再生。催化劑現(xiàn)場(chǎng)再生是指利用再生設(shè)備直接在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)失效催化劑進(jìn)行機(jī)械或化學(xué)清洗，達(dá)到恢復(fù)催化劑反應(yīng)活性的目的[1]。但失活的催化劑中含有貢、砷、釩等有毒的金屬元素，再生過(guò)程會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法直接處理的廢水及廢渣，對(duì)環(huán)境造成二次污染[2]，故推薦采用催化劑工廠再生處理的辦法。

催化劑工廠再生是指將失活催化劑拆除并運(yùn)功送至專業(yè)的催化劑再生工廠進(jìn)行完整的再生步驟恢復(fù)催化劑反應(yīng)活性。同時(shí)專業(yè)的催化劑再生工廠建有符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)危險(xiǎn)廢物儲(chǔ)存場(chǎng)地，同時(shí)建有污水處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)再生過(guò)程的廢水達(dá)標(biāo)排放[3]。

催化劑的工廠再生工藝主要包括下列幾個(gè)工序：

催化劑機(jī)械清洗工藝。催化劑經(jīng)長(zhǎng)期使用，催化活性區(qū)域表面積減少，催化劑的機(jī)械清洗主要是采用壓縮空氣對(duì)催化劑表面及孔道內(nèi)的灰塵及顆粒物進(jìn)行吹掃，然后用去離子水進(jìn)一步?jīng)_刷和溶解附著在催化劑表面的可溶性物質(zhì)及顆粒物，同時(shí)附著在催化劑表面及孔道內(nèi)的有毒物質(zhì)也可通過(guò)機(jī)械清洗有效的去除。

催化劑化學(xué)清洗工藝。清除催化劑表面的沉積物需要使用專用的化學(xué)配方，采用浸泡的方式，通過(guò)鼓泡清洗、超聲清洗的方式清除催化劑表面的沉積物，同時(shí)補(bǔ)充催化劑表面的活性成分，提高催化劑反應(yīng)活性。一般平板式催化劑浸泡時(shí)間少于蜂窩式催化劑。在化學(xué)清洗后，要進(jìn)行漂洗來(lái)調(diào)節(jié)催化劑PH 值。

催化劑烘干過(guò)程：清洗及浸泡活性成分后的催化劑需要進(jìn)行烘干操作。主要是因?yàn)橐韵聝蓚€(gè)方面：一方面，為防止催化劑產(chǎn)生裂縫而受損，催化劑孔隙中殘留的水分必須緩慢烘干，不可快速蒸發(fā)；另一方面，為保證催化劑的活性，催化劑表層需保持干燥，以防煙氣中的灰塵或飛灰很容易粘附到潮濕的催化劑表層。烘干溫度對(duì)催化劑活性指標(biāo)非常關(guān)鍵，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，烘干溫度在60-120℃的條件下對(duì)其進(jìn)行干燥效果最好。

2 催化劑焚燒處理

催化劑可拆分成催化劑模塊及催化劑鋼體結(jié)構(gòu)。使用焚燒爐對(duì)催化劑模塊進(jìn)行焚燒處理，鋼體結(jié)構(gòu)被送去熔融再循環(huán)使用[4]。

使用一種特制的抓取裝置可將催化劑模塊和鋼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離，此抓取裝置將催化劑模塊震動(dòng)到焚燒爐存放固體廢物的坑中[5]。為防止催化劑模塊的煙塵進(jìn)入到焚燒爐中，焚燒爐內(nèi)設(shè)置了煙氣潔凈裝置。

經(jīng)過(guò)封閉分離系統(tǒng)處理后的脫硝催化劑經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試保證完全拆除鋼體結(jié)構(gòu)后之后，催化劑模塊及塵物送入焚燒爐中在1200-1500℃條件下進(jìn)行焚燒，直至爐渣中的重金屬氧化轉(zhuǎn)化為可熔的金屬氧化物，從而使?fàn)t渣得到最終處理。

圖1 催化劑焚燒處理流程Fig.1Process of catalyst incineration

焚燒爐后的煙氣進(jìn)入到煙氣清潔裝置中回收煙氣中的粉塵及酸性物質(zhì)后排放至大氣。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)催化劑再生及焚燒處理，能實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋁懸浮焙燒爐脫硝裝置中產(chǎn)生的失活催化劑的再利用及無(wú)害化處理，并且滿足國(guó)家環(huán)保的要求，同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。