氮氧化物(NOx)是大氣污染物的主要成分之一,SO2及煙塵脫除技術(shù)已較成熟,并且有了大規(guī)模的應(yīng)用,SO2 和煙塵已經(jīng)得到了有效的控制。對于NOx的關(guān)注較晚,現(xiàn)階段NOx的大量排放,直接導(dǎo)致了環(huán)境污染。在我國70%的氮氧化物排放均來自于煤炭的燃燒,電廠是用煤大戶,如何有效控制NOx的排放成為了我國乃至..關(guān)注的焦點(diǎn)。目前,在治理NOx技術(shù)領(lǐng)域中,選擇性催化還原法以其較高的可靠性、無副產(chǎn)物、系統(tǒng)裝置簡單等優(yōu)點(diǎn),得到了大面積的應(yīng)用。
在SCR脫硝方案中,催化劑投資占整個系統(tǒng)的投資比例較大,催化劑的使用壽命在3年左右,因此,催化劑的更換頻率,直接影響整個脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本。經(jīng)過多年實(shí)踐和驗(yàn)證,目前應(yīng)用廣泛的是以銳鈦礦型二氧化鈦為載體負(fù)載釩氧化物作為活性物質(zhì),輔以氧化鎢或氧化鉬為助催化劑的金屬氧化物催化劑。用于燃煤電廠煙氣脫硝的鈦基催化劑的工作溫度范圍為310~420℃,相當(dāng)于鍋爐省煤器出口的煙氣溫度,因此,將SCR脫硝反應(yīng)器直接安裝在鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間,即所謂的高塵布置方式。盡管這種布置方式下催化劑的活性.大,有利于反應(yīng)的進(jìn)行,但該布置區(qū)間煙氣中高濃度的粉塵會沖刷催化劑并使其中毒。隨著使用時間的延續(xù),催化劑的活性會逐漸下降,這段活性下降的時間通常稱為催化劑的“壽命”。催化劑活性和選擇性下降的過程,也被稱為催化劑“老化”。
導(dǎo)致催化劑失活的原因很多,研究催化劑失活,對催化理論的研究和實(shí)踐均有重要意義。當(dāng)催化劑活性下降,致使其性能劣化到一定程度時,就應(yīng)更換催化劑。在運(yùn)行費(fèi)用中,除了氨的消耗,催化劑的更換成本更是占據(jù)了大部分費(fèi)用。對于可逆性中毒的催化劑和活性降低的催化劑,可以通過再生后重新利用,再生費(fèi)用只有全部更換費(fèi)用的20%~30%,活性可恢復(fù)至原性能的90%~100%。此外,不能再生的廢棄SCR脫硝催化劑中,含有釩等有價金屬,直接丟棄會造成環(huán)境污染。釩是稀有金屬,在自然界中富集釩礦不多,釩的提取和分離比較困難。近幾年,隨著科技的發(fā)展,對釩需求量每年約增長5%,致使釩價不斷上揚(yáng)。因此,從廢棄SCR脫硝催化劑中回收V2O5,既能避免對環(huán)境的污染,又能節(jié)約寶貴的資源。
所以,研究開發(fā)廢催化劑再生的隧道窯既可以變廢為寶,化害為益,還可以解決相應(yīng)的一糸列潛在的環(huán)境污染問題,從而帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。