一种船舶SCR脱硝催化剂重构再生的方法

专利2026-06-19  2


本发明涉及催化剂二次利用领域,尤其涉及一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法。


背景技术:

1、船舶在运行过程中需要消耗含碳类燃料来提供动力,含碳类燃料在燃烧过程中不可避免地产生氮氧化物,氮氧化物(nox)是大气环境的主要污染物之一,不仅会形成酸雨,还能导致化学烟雾,危害人类健康。随着生态文明建设的深入,越来越多的船舶开始采用脱硝技术对船舶废气进行清洁,脱硝技术需要用到scr脱硝催化剂,scr脱销催化剂是一种用于降低尾气中氮氧化物(nox)排放的技术。它的作用是通过催化剂促使尾气中的氮氧化物与添加的还原剂(通常是尿素溶液或氨气)在高温下发生化学反应,将nox转化为氮气(n2)和水蒸气(h2o),以减少对环境的污染,scr脱硝催化剂中最成熟、最广泛应用的是钒钛系催化剂。由于v2o5具有生物毒性,钒钛系废scr催化剂属于危险固废,另一方面,钨、钒、钛属于价值较高的稀有金属元素,其再生利用或资源化利用近来成为研究热点,现有的部分废催化剂再生利用中,少数企业经过简单脱尘后,将废催化剂磨粉并按一定比例与新的钨钒钛复合粉混合制取脱硝催化剂,该方法有害元素极易累积导致脱硝性能逐渐劣化,不值得提倡,在资源化利用方面,由于脱硝催化剂在高温下制备和服役,结构较为稳定,常规冶炼条件难以实现废催化剂的高效分解。多数工艺将火法冶炼与湿法冶炼相结合,并利用酸性和碱性溶液分别提取有价元素。由于钨、钼、钒等元素化学性质相似,还要采用萃取或离子交换的方法解决其深度分离问题。这些技术虽然可以制取钨、钼、钒和钛的单一产品,但存在流程长、成本高、容易产生二次污染等问题。

2、为此,需要一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法解决这个问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,旨在解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,所述方法包括以下步骤:s100,对收集的船舶scr脱销催化剂固废进行预处理,s200,固废的化学清洗,s300,固废的中间热处理,s400,固废的活性植入,s500,最终热处理,s600,整理、迎风面补强。

4、优选的,所述步骤s100中,固废的预处理是将收集的废催化剂进行磨粉和除尘,利用mjw-w分级式冲击磨进行磨粉,物料受高速旋转的粉碎盘强烈冲击和离心力的作用被粉碎,被粉碎的物料随气流运动到分级区,通过调节的分级轮分离粗细物料,细粉产品被收集,粗料返回再次粉碎,将收集的吸粉用水清洗进行除尘,并将除尘后的粉末进行干燥。

5、优选的,所述步骤s200中固废的化学清洗采用酸性铵盐沉钒方法,首先将所述s100步骤中收集到的粉末溶解于亚硫酸钠和硫酸混合溶液提供的酸性环境得到可溶性的钒酸盐,将钒酸盐还原加热至40~60度,加入锌粉,搅拌状态下向钒酸盐溶液中通入二氧化碳调节ph并进行还原反应,还原反应后进行固液分离得到钒锌混合沉淀物和滤液,滤液进行直接循环用于浸出含钒熟料,锌粉的加入量为将5价v还原成4价v的理论量的0.9~0.96倍。

6、优选的,所述步骤s200中,将得到的钒锌混合沉淀物打浆,加入硫酸调节浆料ph,充分搅拌溶解后进行固液分离,得到四价钒沉淀物和硫酸锌溶液,提取沉淀物并对四价钒沉淀物进行s300步骤中的中间热处理,将沉淀物进行氧化煅烧处理得到五氧化二钒固态物质。

7、优选的,所述步骤s400中,固废的活性植入是将s300步骤中得到的五氧化二钒通过微生物进行降解处理,将五氧化二钒中的积碳和硫等物质降解为无害物质,从而恢复催化剂的活性,微生物可选择硫杆菌属,在温度28~30℃下对硫化氢进行降解,通过这个过程硫杆菌属本身会得到繁殖,因此能够持续的应用下去。

8、优选的,所述步骤500中,最终热处理是通过热风再生法将催化剂浸泡在热风中,通过高温氧化的方式清除催化剂表面的污染物,并将催化剂的表面活性组分还原回来,该方法的优点在于操作简单、成本低廉。

9、优选的,所述步骤600中,整理、迎风面补强包括配置补强溶液,补强溶液是通过硫酸铝粉末与去离子水按1:4混合,并加热至80度,恒温搅拌2小时,自然冷却至常温,然后将固态五氧化二钒竖向插入溶液,最后放入热风炉内进行100度的30分钟干燥。

10、有益效果:本发明的除尘步骤洗去催化剂在使用过程中从废气中吸附的普通灰尘杂质,提高催化剂的催化效率;本发明将粉末溶解于亚硫酸钠和硫酸混合溶液提供的酸性环境得到可溶性的钒酸盐,达到钒元素进行化学提纯使其脱离原来的固废目的,并通过还原反应得到四价钒方便后续处理;本发明对钒锌混合沉淀物进行打浆,提取沉淀物并对四价钒沉淀物进行氧化煅烧处理得到五氧化二钒固态物质,方便钒的分离以及排除多余的废液并通过氧化四价钒重新得到纯净的五氧化二钒,随后对五氧化二钒通过微生物硫杆菌属进行降解处理,将五氧化二钒中的积碳和硫等物质降解为无害物质,从而恢复催化剂的活性;本发明通过热风再生法将催化剂浸泡在热风中,通过高温氧化的方式清除催化剂表面的污染物,并将催化剂的表面活性组分还原回来,催化剂的活性得以恢复,最后将固态五氧化二钒浸透硫酸铝溶液后进行烘干,利用硫酸铝烘干后的抗压性和耐磨性,使再生的scr脱销催化剂表面硬化,迎风面受压强度增加、抗性加强,从而延长延长scr脱硝催化剂在反应器中的使用寿命。



技术特征:

1.一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:s100,对收集的船舶scr脱销催化剂固废进行预处理,s200,固废的化学清洗,s300,固废的中间热处理,s400,固废的活性植入,s500,最终热处理,s600,整理、迎风面补强。

2.根据权利要求1所述的一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述步骤s100中,固废的预处理是将收集的废催化剂进行磨粉和除尘,利用mjw-w分级式冲击磨进行磨粉,物料受高速旋转的粉碎盘强烈冲击和离心力的作用被粉碎,被粉碎的物料随气流运动到分级区,通过调节的分级轮分离粗细物料,细粉产品被收集,粗料返回再次粉碎,将收集的吸粉用水清洗进行除尘,并将除尘后的粉末进行干燥。

3.根据权利要求1所述的一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述步骤s200中固废的化学清洗采用酸性铵盐沉钒方法,首先将所述s100步骤中收集到的粉末溶解于亚硫酸钠和硫酸混合溶液提供的酸性环境得到可溶性的钒酸盐,将钒酸盐还原加热至40~60度,加入锌粉,搅拌状态下向钒酸盐溶液中通入二氧化碳调节ph并进行还原反应,还原反应后进行固液分离得到钒锌混合沉淀物和滤液,滤液进行直接循环用于浸出含钒熟料,锌粉的加入量为将5价v还原成4价v的理论量的0.9~0.96倍。

4.根据权利要求3所述的一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述步骤s200中,将得到的钒锌混合沉淀物打浆,加入硫酸调节浆料ph,充分搅拌溶解后进行固液分离,得到四价钒沉淀物和硫酸锌溶液,提取沉淀物并对四价钒沉淀物进行s300步骤中的中间热处理,将沉淀物进行氧化煅烧处理得到五氧化二钒固态物质。

5.根据权利要求1所述的一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述步骤s400中,固废的活性植入是将s300步骤中得到的五氧化二钒通过微生物进行降解处理,将五氧化二钒中的积碳和硫等物质降解为无害物质,从而恢复催化剂的活性,微生物可选择硫杆菌属,在温度28~30℃下对硫化氢进行降解,通过这个过程硫杆菌属本身会得到繁殖,因此能够持续的应用下去。

6.根据权利要求1所述的一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述步骤500中,最终热处理是通过热风再生法将催化剂浸泡在热风中,通过高温氧化的方式清除催化剂表面的污染物,并将催化剂的表面活性组分还原回来,该方法的优点在于操作简单、成本低廉。

7.根据权利要求6所述的一种船舶scr脱硝催化剂重构再生的方法,其特征在于,所述步骤600中,整理、迎风面补强包括配置补强溶液,补强溶液是通过硫酸铝粉末与去离子水按1:4混合,并加热至80度,恒温搅拌2小时,自然冷却至常温,然后将固态五氧化二钒竖向插入溶液,最后放入热风炉内进行100度的30分钟干燥。


技术总结
本发明涉及催化剂二次利用领域,尤其涉及一种船舶SCR脱硝催化剂重构再生的方法,所述方法包括以下步骤:s100,对收集的船舶SCR脱销催化剂固废进行预处理,s200,固废的化学清洗,s300,固废的中间热处理,s400,固废的活性植入,s500,最终热处理,s600,整理、迎风面补强;本发明的除尘步骤洗去催化剂在使用过程中从废气中吸附的普通灰尘杂质,提高催化剂的催化效率;本发明通过通过高温氧化的方式清除催化剂表面的污染物,并将催化剂的表面活性组分还原回来,催化剂的活性得以恢复,最后将固态五氧化二钒浸透硫酸铝溶液后进行烘干,使再生的SCR脱销催化剂表面硬化,迎风面受压强度增加、抗性加强,从而延长延长SCR脱硝催化剂在反应器中的使用寿命。

技术研发人员:盛宇轩,郭广平,黄喜利,陈庆东,荣卓辉,凌子云,袁剑平,严谨
受保护的技术使用者:广东海洋大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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