淺析廢煙氣脫硝催化劑再生環(huán)境污染防治

北極星環(huán)保網訊:隨著“十二五”期間國家對氮氧化物排放的控制越來越嚴格，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術已被廣泛應用于火電廠的脫硝工程。概述了國內目前廢煙氣脫硝催化劑的產生情況、存在的環(huán)境風險;介紹了廢煙氣脫硝催化劑的再生方式、再生工藝，以及產污環(huán)節(jié)、污染物;提出了工廠化再生廢煙氣脫硝催化劑的環(huán)境污染防治方面的要求。

關鍵詞:SCR廢催化劑;現場再生;環(huán)境污染防治

氮氧化物是大氣污染物的主要成分之一，我國氮氧化物排放量主要來自于燃煤電廠。燃煤電廠煙氣脫硝工藝主要采用選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法。選擇性催化還原煙氣脫硝技術具有脫硝率高、選擇性好、成熟可靠等優(yōu)點，被廣泛用于燃煤電廠。近年來，隨著氮氧化物減排工作的推進，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝在我國的熱電廠已得到廣泛應用。

但在氮氧化物排放大幅度削減的同時，也產生了大量含有毒有害物質的廢煙氣脫硝催化劑。因此需要加強對廢煙氣脫硝催化劑的管理，防止其對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成危害。

1 廢煙氣脫硝催化劑概況

目前，國內外火電廠90%以上的氮氧化物減排采用的都是選擇性催化還原煙氣脫硝工藝。脫硝催化劑是選擇性催化還原煙氣脫硝工藝的重要原材料，主要由二氧化鈦(TiO2，含量80%～90%)、五氧化二釩(V2O5，含量1%～5%)、三氧化鎢(WO3，含量5%～10%)或三氧化鉬(MoO3，含量1%～3%，主要用于板式催化劑)組成。

脫硝催化劑的化學壽命約為2.4萬小時，由于孔道堵塞、堿金屬及砷等物質造成化學中毒、硫酸鈣等原因造成煙氣脫硝催化劑失活，70%～80%的失效、失活的廢煙氣脫硝催化劑可以再生，通過再生使廢煙氣脫硝催化劑的活性得到恢復或者提高，使其能夠循環(huán)使用直至其機械壽命終止。

2 廢煙氣脫硝催化劑的環(huán)境污染風險及國內的再生能力

2.1 環(huán)境污染風險

由于我國能源結構的原因以及火力發(fā)電的優(yōu)勢，導致國內大部分熱電廠以煤炭為燃料進行供熱、發(fā)電。構成煤炭有機質的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量氟、砷、汞、鉛、鈹等元素。脫硝催化劑安裝在煙氣脫硝反應器中，在煙氣脫硝的過程中，催化劑會富集煤炭燃燒過程中產生的汞、鉛、鈹、砷等重金屬。因此，廢煙氣脫硝催化劑除了二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢、三氧化鉬外，還含有汞、鉛、砷等重金屬。如不能得到安全、妥善的處理處置，對環(huán)境具有一定的潛在污染風險。

2.2 再生能力不足

由于經濟及技術等方面的原因，擬從事廢煙氣脫硝催化劑再生的企業(yè)一直持觀望態(tài)度，導致目前我國的廢煙氣脫硝催化劑再生利用能力嚴重不足。據了解，目前僅有數家廢煙氣脫硝催化劑再生的企業(yè)，主要分布在江蘇、重慶和四川等地，再生能力約為2萬立方米/年。

隨著全國火電裝機容量的不斷增大，預計2020年以后全國的裝機容量將達到10億千瓦，同時將會產生20萬～30萬立方米的廢煙氣脫硝催化劑，按照70%～80%的廢煙氣脫硝催化劑可以進行再生，預計將有15萬～22萬立方米的廢煙氣脫硝催化劑需要再生，與目前的再生能力2萬立方米/年相比，廢煙氣脫硝催化劑再生的能力明顯嚴重不足。

3 工廠化再生

廢煙氣脫硝催化劑經過再生后，活性能夠得到恢復或提高，可使其實現循環(huán)使用。目前國內脫硝催化劑失效后的再生處理有兩種方式：一是現場再生，二是工廠化再生。由于我國煙氣脫硝工程起步不久，而且廢煙氣脫硝催化劑尚未大量產生，部分從事廢煙氣脫硝催化劑處理的企業(yè)采用現場再生方式。歐洲和美國最初的時候嘗試過現場再生，但在2005年以后美國的電廠不再采用現場再生方法。

其根本的原因是美國的電廠和環(huán)境管理部門認為廢煙氣脫硝催化劑的現場再生是很危險的，極易造成現場環(huán)境和水源的污染，而且現場再生的催化劑也達不到煙氣脫硝要求的質量和性能要求。因此建議我國的廢煙氣脫硝催化劑采用工廠化再生方式進行再生，以避免造成二次環(huán)境污染。

3.1 預處理

從電廠運回的廢煙氣脫硝催化劑再生前必須進行預處理，首先應在密閉、具備良好通風條件的裝置內清除廢煙氣脫硝催化劑的表面浮塵和孔道內的積灰，在疏通催化劑淤堵的同時采取必要的防塵、除塵措施，產生的粉塵應集中收集。同時預處理場地要防風、防雨、防曬，并具有防滲功能，必須有液體收集裝置及氣體凈化裝置。

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