SCR烟气脱硝催化剂再生过程中的环境问题及处理措施

北极星环保网讯:工业污染源排放的氮氧化物是燃煤过程产生的,控制措施包括燃烧过程控制和燃烧后NOX治理。SCR烟气脱硝催化剂是减少NOX排放行之有效的方法。我国燃煤火电厂、钢铁行业等企业数量较多,都逐步加装了SCR烟气脱硝装置,未来几年内,我国将产生大量的废旧烟气脱硝催化剂。

目前,国家已将其纳入危险废物进行管理,企业按照有关法律法规依法处理处置废烟气脱硝催化剂,并采取有效措施,防止造成环境污染和资源浪费。本文就当前SCR烟气脱硝催化剂再生过程中产生的环境问题展开分析,就其再生技术的改进措施进行研究,就如何处理环境问题提出具体措施。

关键词：SCR烟气脱硝催化剂;再生;三废;环境问题;技术改进

选择性催化还原(SCR)是目前国内外用于火电厂氮氧化物排放控制的主要技术,作为燃煤电厂脱硝系统的重要组成部分,脱硝催化剂费用占据了脱硝工程总投资近50%的比例,催化剂作为SCR系统核心在使用一段时间后需进行更换,从而加剧了电厂运行成本。随着脱硝装置的广泛应用,成本的增加在“十三五”新形势下将尤为突出。

另外,废弃的钒钛基SCR催化剂中含有钒等有毒物质,将造成环境污染问题。研究表明,对可逆性中毒的和脱硝活性降低的烟气脱硝催化剂进行再生工艺处理后,其脱硝活性可恢复至正常水平,再生工程费用仅仅为火电厂更换新的脱硝催化剂工程费用的40%左右,大大降低了燃煤火电厂运行成本。

因此,脱硝催化剂企业通过积极采取有效措施,加大对失活脱硝催化剂的再生力度投入,提高脱硝催化剂在火电厂脱硝装置中的循环综合利用效率,将是降低燃煤火电厂脱硝装置运行投入费用的重要突破口。从“降低运行费用,提高综合利用效率”角度来看,再生必将成为处理失效催化剂的首选方式。

工厂对失活SCR烟气脱硝催化剂,进行再生处理,不仅有利于环境保护,有利于节约原材料,还实现资源的循环再利用。随着人们意识的提升,SCR烟气脱硝催化剂再生所产生的环境问题也逐渐受到人们的重视。怎样处理好烟气脱硝催化剂再生后产生的环境问题就是本文研究的重点。

1SCR烟气脱硝催化剂再生产生的环境问题

氮氧化物现已成为影响全国环境空气质量的关键因素之一,火电厂作为氮氧化物主要排放行业必然加大烟气脱硝力度。为了有效控制氮氧化物对大气造成的污染,2011年9月国家环保部发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),并对国内燃煤火电厂脱硝改造提出了新的更高的要求和明确的时间结点。

废烟气脱硝催化剂归类为《国家危险废物名录》中“HW49其他废物”,工业来源为“非特定行业”,废物名称定为“工业烟气选择性催化脱硝过程产生的废烟气脱硝催化剂”。从事废烟气脱硝催化剂收集、贮存、再生、利用处置经营活动的单位,必须办理危险废物经营许可证;转移废烟气脱硝催化剂应执行危险废物转移联单制度;产生废烟气脱硝催化剂的企业,必须将不可再生且无法利用的废烟气脱硝催化剂交由具有相应能力的危险废物经营单位(如危险废物填埋场)处理处置。

1.1SCR烟气脱硝催化剂再生技术解析

目前国内SCR烟气脱硝催化剂失活后的再生处理主要有两种方案,一是现场再生,二是工厂化再生。这与欧洲和美国最初经历的过程相同,但在2005年以后美国已经不再采用现场再生方法。现场过程可以把表面沉积物和附载物用物理化学方法简单清除,再负载一定量的化学活性物质。

但是现场再生可能带来的危害:失活的催化剂含有砷及钒、钼、钨等重金属,现场再生清洗过程中会产生含有重金属的废水、废渣,加之现场没有无害化处理设备和系统,极易对电厂周边环境和水质形成二次污染,对电厂工作人员产生较大的健康风险。

工厂化再生是通过物理和化学方法有机的结合,可以将催化剂表面和微孔堵塞物完全去除,更重要的是把化学中毒物砷、磷和碱金属也有效地去除。工厂化再生可以严格控制烘干、煅烧的参数,这对化学活性物的负载过程的有效性至关重要。真正的工厂化再生工艺是一个非常复杂的物理化学过程,通过合适的再生方案,可以使催化剂的活性恢复到新鲜催化剂的90%以上。工厂化再生配有污水处理设施,可以将再生过程中产生的废水处理到达标排放。

国家环保部在2014年8月26日发布的《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》中明确鼓励脱硝催化剂制造工厂开展再生工程,工厂化再生将必然成为SCR烟气脱硝催化剂再生行业主流技术。

1.2SCR烟气脱硝催化剂再生带来的环境问题

SCR烟气脱硝催化剂再生项目生产的污染源详见图1。

图1SCR烟气脱硝催化剂再生污染源示意图

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