通过镧盐或铈盐对scr催化剂进行改性或再生的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于火电厂烟气脱硝领域，涉及一种通过镧盐、铈盐对SCR催化剂进行改性及再生的方法及装置。
【背景技术】
[0002]燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一。氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾、温室效应以及臭氧层破坏等各种环境问题的主要原因，对人体的健康也有影响。化石燃料燃烧产生的NOx主要是NO和N02，毒性较小的NO在空气中很快被氧化为N02，但是N02比较稳定，且毒性较大。NOx和挥发性有机物在太阳光的辐射下经过一系列光化学反应产生光化学烟雾。光化学烟雾对眼睛及呼吸系统的刺激作用十分强烈，可引起疾病甚至死亡。NOx在空气中氧化生成硝酸，与硫酸一起加重了我国区域性酸雨的状况。
[0003]选择性催化还原脱硝(SCR)技术广泛应用于我国燃煤电厂氮氧化物减排，是目前应用最广泛且最有效的烟气脱硝技术。催化剂作为SCR技术的核心，在实际运行中，存在以下三个问题:(I)由于运行环境恶劣，容易发生中毒、积灰、活性物丢失等现象而失活，导致催化剂活性降低甚至失活。催化剂使用寿命很低，一般为16000?24000h。(2) SCR催化剂活性窗口较窄，起活温度高，当烟温较低时其脱硝效率亦低。(3)更换失活的SCR催化剂成本高，不经济。因此，迫切需要开发低温SCR催化剂并研宄催化剂的再生技术。
[0004]研宄表明，利用稀土元素对SCR催化剂进行改性的研宄可提高催化剂脱硝活性并且提高其抗中毒性能，有利于SCR催化剂运行的经济性。稀土元素在各种催化剂中的应用很广泛，因为其良好的储氧能力、晶格氧可移动，阳离子可变价与许多催化作用有本质的联系。对于SCR脱硝催化剂，稀土兀素的惨杂可提尚催化剂储氧能力，提尚催化剂活性以及抗中毒性能，同时可提高催化剂热稳定性。作为一种储量丰富且无毒低价的原料，Ce02在催化方面受到广泛的关注，目前常用在汽车尾气的三效催化处理中，同时其在低温下也有很高的NOx脱除活性。因此将Ce作为催化剂助剂的研宄十分广泛。Peng(Peng Y，LiJ, Shi ff, et al.Design Strategies for Development of SCR Catalyst:1mprovement ofAlkali Poisoning Resistance and Novel Regenerat1n Method[J].Environmental science&technology, 2012，46 (22): 12623-12629)的研宄表明，氧化铈可以不仅提高SCR活性N2的选择性，也对碱中毒有抵抗性。Chen等(Chen, L., Li, J.H., Ge, M.F., Promot1nalEffect of Ce-doped V205-ff03/Ti02with Low Vanadium Loadings for SelectiveCatalytic Reduct1n of NOx by NH3[J].Journal of Physical Chemistry C, Dec17,2009，113(50), pp 21177-21184)通过在 V205_W03/Ti02 催化剂中添加 Ce 作为助剂，达到提高催化剂活性并降低催化剂中V和W的负载量目的。
[0005]国内与此相关的专利如下:
[0006](I)专利CN102240543公布了一种用于脱硝的CeO2-ZrO2S SCR催化剂制备方法，采用堇青石蜂窝陶瓷作为载体，在载体上负载铈镐固溶体活性涂层，在活性涂层上负载Nb2O5氧化物层，催化剂脱硝效率超过80%，工作温度窗口可达250?450°C。
[0007](2)专利CN102294237公开了一种锰系负载型低温SCR催化剂，以T102为载体，使用浸渍法加入锰和钨的氧化物，烘干后在400?500°C条件下煅烧。
[0008](3)专利CN102294237A公布了一种锰系负载低温SCR催化剂，以钛的氧化物为载体，以锰的氧化物为活性成分，以钨的氧化物为助催化剂，经浸渍和煅烧制成催化剂。
[0009]以上专利均由制备载体开始配制催化剂，其工艺复杂；需经过两次煅烧，制备时间较长；人工操作，步骤繁琐易出错，耗时耗力。综上所述，急需一种工艺简单，易于工业化的SCR催化剂改性或再生工艺技术，以满足工业上日益增长的脱销需求。
【发明内容】
[0010]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种通过镧盐、铈盐对SCR催化剂进行改性及再生的方法及装置，以拓宽SCR催化剂活性温度窗口，提高抗中毒能力。使用该装置简化操作步骤，提高效率，节约使用成本。
[0011]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0012]通过镧盐或铈盐对SCR催化剂进行改性或再生的方法，以工业用SCR催化剂为载体，以铈盐或镧盐为改性剂或再生剂对SCR催化剂进行改性或再生，具体包括如下步骤:
[0013]步骤1:将预设质量的硝酸铈或硝酸镧溶于水中，搅拌均匀，制成浸渍液；
[0014]步骤2:将新鲜或已失活的SCR催化剂模块浸渍于浸渍液A中进行浸渍，浸泡4?6h ;其中，浸渍液中铈元素或镧元素与催化剂中钛元素的的摩尔比为(0.03?0.1):1 ;
[0015]步骤3:将步骤2浸渍后的催化剂模块取出滤干后，置于煅烧炉的物料口，然后送入煅烧炉，在煅烧炉中于100?120°C空气气氛中干燥12h ；
[0016]步骤4:步骤3干燥后的催化剂在250?550 °C的空气气氛中煅烧4?6h，获得镧盐或铈盐改性或再生的SCR催化剂。
[0017]所述SCR催化剂为V205/W03-Ti02型催化剂。
[0018]所述步骤2中在浸渍前先采用超声波或鼓泡方式震荡10?15分钟，再浸渍放置。
[0019]实现上述方法的装置，包括盛装有浸渍液6的超声浸渍池10，将新鲜或已失活的SCR催化剂模块运输至超声浸渍池10中的机械抓手I和传送带2，通过电机带动其转动进而带动传送带2运动的导向轮3及齿轮4，还包括带有物料口 8的将浸渍后的催化剂模块进行干燥的煅烧炉7。
[0020]各项研宄表明，以Ce为助剂可以有效提高SCR催化剂的脱硝活性，减轻煅烧过程中催化剂的烧结，减少催化剂的比表面积和孔容损失，增强催化剂的热稳定性，延长催化剂的使用寿命。同时，Ce02的储氧能力使得催化剂表面的氧浓度提高，NO氧化为N02，发生快速SCR反应，反应速率提高。
[0021]和现有技术相比较，本发明具备如下优点:
[0022]I)本发明的镧盐、铈盐改性催化剂相对于单一的SCR催化剂添加了适量的硝酸镧或硝酸铈，拓宽了 SCR催化剂的工作温度窗口，并提高了催化剂的抗中毒能力:当温度达到260°C时，5%铈和镧负载的催化剂脱硝效率已达100%，而不负载Ce的新鲜催化剂在260°C时脱硝效率仅为57.8%，340°C下，复合中毒后新鲜催化剂的脱硝效率由100%降至19%，而相同条件下，5%铈或镧添加催化剂的脱硝效率由100%降至65%。
[0023]2)本发明也可用于失活催化剂再生。商用脱硝SCR催化剂价格昂贵，其制备及更换成本高，若采用镧盐和铈盐通过浸渍法对失活的催化剂进行再生，可基本恢复其活性。
[0024]3)使用本发明装置对催化剂模块进行吊装运输和浸渍，节约时间及人力成本，方便快捷。
【附图说明】
[0025]图1是本发明SCR催化剂改性或再生装置结构示意图。
[0026]图2是本发明添加Ce对SCR催化剂抗K中毒性能的影响。
[0027]图3是本发明Ce负载量对SCR催化剂脱硝效率η的影响。
[0028]图4是本发明添加Ce对SCR催化剂抗复合中毒性能的影响。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0030]如图1所示，待改性或再生的SCR催化剂放置于传送带2进行运输，通过机械抓手I吊装将其放入超声浸渍池10，浸泡于事先配好的浸渍液6中。在浸渍之前使用超声震荡或鼓泡的方式