一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法
【專利摘要】本發明公開了一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，這種方法有效地脫除了催化劑中的砷化物，同時又能降低鎢、釩損失，使得As2O3含量＜0.15%，砷脫除率可達95%，且其中的WO3、V2O5損失率均＜30%，這種方法過程簡單、可靠易行，在超聲波中采用堿浸脫砷的方法，催化劑中砷化物脫除率較高，且加入抑制劑，可有效控制鎢、釩的損失，過程中產生的廢水，可經Ca(OH)2處理后，回用于體系，工藝過程為封閉體系，實現了循環利用，不污染環境，又降低了成本。
【專利說明】一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及催化劑脫砷【技術領域】，尤其是一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法。
【背景技術】
[0002]氮氧化物(NOx)是世界各國公認的主要大氣污染物之一。火電廠是我國氮氧化物最主要的排放源。為了控制NOx的排放，許多火電廠、燃燒化石燃料的發電機組采用技術較為成熟的選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術，其核心部分為由鎢、釩、鈦等組成的催化劑，一般燃煤電廠催化劑的壽命為3~5年，然而，由于燃煤鍋爐中含微量的砷，在高溫煙氣中氣態As2O3，容易進入催化劑的孔隙，與催化劑中的釩反應生成穩定的砷酸釩化合物，釩失去活性，同時，氣態砷易堵塞催化劑微孔，阻止反應物到達活性位，也影響催化劑的活性。從而降低了催化劑的使用壽命。
[0003]如何脫除含鎢、釩、砷催化劑中砷化物，同時有效控制鎢、釩損失，延長催化劑使用壽命，是亟待解決的問題。目前報道的脫砷方法包括火法和濕法兩種。火法脫砷效果較差，且會造成嚴重的二次污染，且對設備要求很高，目前國內外還沒有滿足大規模生產的高溫爐。濕法脫砷文獻報道較多，多采用堿浸脫砷，即直接加入氫氧化鈉濃堿溶液浸出脫砷，但對于催化劑中難溶砷酸鹽，脫砷效果不是很理想，且鎢、釩會隨著砷的脫除一同損失。因此，有必要探索出一種既能脫除含鎢、釩、砷催化劑中砷化物，同時又能控制鎢、釩損失的方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于針對上述現有技術中存在的不足，尤其是針對催化劑含砷而導致其活性降低的問題，提出了一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，該法不僅能夠滿足高效、安全、環保的脫砷要求，還能有效控制催化劑主要組分鎢、釩的損失，從而延長催化劑的使用壽命，降低經濟成本。本發明的這種方法有效地脫除了催化劑中的砷化物，同時又能降低鎢、釩損失，使得As2O3含量< 0.15%，砷脫除率可達95%，且其中的W03、V205損失率均< 30%。
[0005]本發明通過如下技術方案實現:一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，步驟如下:
⑴將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為3?12g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行一次堿浸脫砷反應，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率300?900w ;反應過程中，加入3?5g/l的抑制劑EDTA及碳酸氫銨，反應結束后進行液固分離，固相的催化劑待進一步處理；液相經Ca(OH)2脫砷處理后，所得溶液返回一次堿浸工序中，回用于整個體系，而所得固相為CaW04、Ca (VO3)2Xa3(AsO4)2直接堆置；⑵將步驟⑴獲得的催化劑進行二次堿浸，過程中補入I?3g/l的氫氧化鈉溶液和I?3g/l的抑制劑EDTA及碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3A,超聲波功率300?900w ;反應結束后，得到的液相返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出；得到的催化劑進行下一步洗滌處理；
⑶將步驟⑵中經過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?70°C，反應時間0.5?1.5h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率100?600w ；反應結束后，所得溶液返回到二次堿浸工序中，所得催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量< 0.15%，砷脫除率可達95%，且其中的WO 3、V2O5損失率均< 30%。
[0006]作為本發明的優選技術方案:
所述超聲波反應器中，堿浸反應溫度為50?70°C，反應時間I?2h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率500?700w。
[0007]所述超聲波水洗，溫度為25?35°C，反應時間0.5?lh，通氣量1.2?1.5m3/h,超聲波功率300?500w。
[0008]本發明的有益效果為:這種方法過程簡單、可靠易行，在超聲波中采用堿浸脫砷的方法，催化劑中砷化物脫除率較高，且加入抑制劑，可有效控制鎢、釩的損失，過程中產生的廢水，可經Ca(OH)2處理后，回用于體系，工藝過程為封閉體系，實現了循環利用，不污染環境，又降低了成本。
[0009]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0010]實施例1、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為3g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度30?40°C，反應時間2h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500w。反應過程中，加入的抑制劑EDTA及碳酸氫銨均為3g/l。反應結束后進行液固分離，液相經Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0011]經過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入lg/Ι的氫氧化鈉溶液和抑制劑lg/Ι的EDTA及lg/Ι碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度30?40°C，反應時間2h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0012]再將經過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?35°C，反應時間0.5h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率300w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.12%，砷脫除率達95.2%，WO 3損失率為28%，V2O5損失率為22.5%。
[0013]實施例2、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為5g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度50?60°C，反應時間1.5h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500w。反應過程中，加入抑制劑EDTA3g/l、碳酸氫銨4g/l。反應結束后進行液固分離，液相經Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0014]經過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入2g/l的氫氧化鈉溶液和抑制劑Ig/1的EDTA及Ig/1碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度50?60°C，反應時間1.5h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0015]再將經過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?35°C，反應時間0.5h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率300w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.10%，砷脫除率達95.6%，WO 3損失率為27.4%，V2O5損失率為23.6%。
[0016]實施例3、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為7g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700w。反應過程中，加入抑制劑EDTA4g/l、碳酸氫銨4g/l。反應結束后進行液固分離，液相經Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0017]經過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入2g/l的氫氧化鈉溶液和抑制劑2g/l的EDTA及2g/l碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0018]再將經過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?35°C，反應時間0.5h，通氣量1.2m3/h,超聲波功率500w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.11%，砷脫除率達95.3%，WO 3損失率為26.5%，V2O5損失率為22.8%。
[0019]實施例4、含砷催化劑中As2O3含量為3?4%。首先將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為10g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行堿浸脫砷反應，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700w。反應過程中，加入抑制劑EDTA3g/l、碳酸氫銨5g/l。反應結束后進行液固分離，液相經Ca(0!1)2脫砷處理后，所得溶液可回用于整個體系，而所得渣為CaWO4、Ca (VO3) 2、Ca3 (AsO4) 2可直接堆置。
[0020]經過一次堿浸后的催化劑進行二次堿浸，過程中補入3g/l的氫氧化鈉溶液和抑制劑lg/Ι的EDTA及3g/l碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度60?70°C，反應時間1.0h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率700?。反應結束后，液相可返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出。得到的催化劑再進行下一步洗滌。
[0021]再將經過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度50?60°C，反應時間1.0h,通氣量1.8m3/h，超聲波功率600w。反應結束后，溶液返回體系，催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量為0.10%，砷脫除率達95.6%，WO 3損失率為27.3%，V2O5損失率為25.2%。
【權利要求】
1.一種含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于，步驟如下: ⑴、將含鎢、釩、砷催化劑，與濃度為3?12g/l的氫氧化鈉溶液，置于超聲波反應器中進行一次堿浸脫砷反應，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率300?900w ;反應過程中，加入3?5g/l的抑制劑EDTA及3?5g/l的碳酸氫銨，反應結束后進行液固分離，固相的催化劑待進一步處理，液相經Ca(OH)J^砷處理后，所得溶液回用于一次堿浸工序，所得固相為CaW04、Ca (VO3)2, Ca3 (AsO4) 2直接堆置； ⑵、將步驟⑴獲得的催化劑進行二次堿浸，過程中補入I?3g/l的氫氧化鈉溶液和I?3g/l的抑制劑EDTA及I?3g/l的碳酸氫銨，同樣在超聲波反應器中進行，控制反應溫度30?80°C，反應時間0.5?3h，通氣量0.8?2.0m3A,超聲波功率300?900w ;反應結束后，得到的液相返回到一次堿浸工序中，用于新催化劑的浸出；得到的催化劑進行下一步洗滌處理； ⑶、將步驟⑵中經過二次堿浸脫砷處理后的催化劑置于超聲波反應器中進行水洗，控制反應溫度25?70 °C，反應時間0.5?1.5h，通氣量0.8?2.0m3/h，超聲波功率100?600w;反應結束后，所得溶液返回到二次堿浸工序中，所得催化劑干燥處理，獲得的脫砷后催化劑中As2O3含量< 0.15%，砷脫除率達95%以上，WO 3、V2O5損失率均< 30%。
2.根據權利要求1所述的含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于:所述超聲波反應器中，堿浸反應溫度為50?70°C，反應時間I?2h，通氣量1.2m3/h，超聲波功率500?700wo
3.根據權利要求1所述的含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于:所述超聲波水洗，溫度為25?35°C，反應時間0.5?lh，通氣量1.2?1.5m3/h,超聲波功率300?500w。
4.根據權利要求1所述的含鎢、釩、砷催化劑脫砷的方法，其特征在于:所加入的抑制劑EDTA及碳酸氫銨分別為3g/l、4g/l。
【文檔編號】B01J23/30GK104492421SQ201410731940
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月6日 優先權日:2014年12月6日
【發明者】謝剛, 徐慶鑫, 和曉才, 李懷仁, 魏可, 徐亞飛, 李永剛, 崔濤, 袁野, 徐俊毅, 姚云, 柯浪 申請人:昆明冶金研究院