催化剂再生是降本的大头。一立方米的SCR催化剂新货要28000-35000元,再生一次只要7000-12000元,能省60-70%的费用。但再生不是万能的,失效类型不同,恢复效果差很多。
第一类是碱金属中毒。钾、钠和钙和催化剂的酸性位结合,占据了反应活性点。这类失活用酸洗(稀硫酸或稀硝酸)可以部分恢复,恢复率60-75%。
第二类是砷中毒。As₂O₃挥发沉积在催化剂表面,堵塞微孔结构。这类基本没法再生,只能预防(在烟气进口加As吸附剂)。
第三类是碱土金属(CaO、MgO)堵塞。和碱金属类似,酸洗能恢复一部分,恢复率50-65%。
第四类是热烧结。催化剂长期在450℃以上运行,氧化钛载体晶型转变,微孔塌陷。这类失活不可逆,再生无效,只能换新。
水洗再生适合第一类和第三类失活,效果最明显。具体步骤:
第一步:吹脱。用0.5MPa的压缩空气把催化剂孔道里松散的粉尘吹出来,吹10分钟。
第二步:浸泡。把催化剂模块放进水槽,加0.5%的稀硫酸(H₂SO₄),温度60-70℃,浸泡2小时。酸液能把碱金属和碱土金属的氧化物溶解掉。
第三步:高压冲洗。用2MPa的高压水枪逐条通道冲洗,把反应产物冲出来,冲洗时间每平方米催化剂表面积不少于3分钟。
第四步:烘干。自然晾干12小时,或者用120℃热风循环烘干4小时。催化剂含水率要降到3%以下才能装回去。
我们实际处理过一个电厂的催化剂模块,运行了24000小时:
| 参数 | 新催化剂 | 失活后 | 再生后 | 恢复率 |
|---|---|---|---|---|
| 比表面积(m²/g) | 52 | 28 | 41 | 79% |
| 脱硝效率(%) | 92 | 61 | 81 | 88% |
| 压差(kPa) | 0.8 | 1.9 | 1.1 | 73% |
压差恢复率最低,因为热烧结造成的微孔结构塌陷是物理性的,水洗洗不掉。
再生的催化剂模块装回去之后,前72小时是观察期:
另外,再生催化剂的使用寿命比新催化剂短,一般是新催化剂的60-70%。运行8000-10000小时之后就要安排第二次再生或者更换。