煙氣脫硝催化劑現場再生與工廠化再生比較

郝永利，劉安陽，胡華龍

（1.環境保護部固體廢物與化學品管理技術中心，北京 100029；2.龍凈科杰環保技術（上海）有限公司，上海 201106）

1 前言

氮氧化物是大氣污染的主要成分之一，我國的氮氧化物排放主要來自燃煤電廠。燃煤電廠煙氣脫硝工藝目前主要采用選擇性催化還原法（SCR）和選擇性非催化還原法（SNCR）。選擇性催化還原煙氣脫硝技術具有脫硝率高、選擇性好、成熟可靠等優點，已被廣泛用于燃煤電廠。但選擇性催化還原法（SCR）必須使用大量的脫硝催化劑，在大幅度削減氮氧化物排放的同時也會產生大量含砷、汞、鉛等重金屬的廢煙氣脫硝催化劑。因此，加強廢煙氣脫硝催化劑的資源化、監督和管理，對于防止其對人體健康和生態環境造成危害尤為重要。

2 廢煙氣脫硝催化劑的再生方式

廢煙氣脫硝催化劑經過再生后，活性能夠得到恢復或者提高，使其實現循環使用。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，而且廢脫硝催化劑尚未大量產生，部分從事廢煙氣催化劑處理的企業則是采用現場再生方式。

歐洲和美國的電廠早年曾嘗試過對廢煙氣脫硝催化劑進行現場再生，但在2005年以后，美國電廠不再采用現場再生的方法。其根本原因是美國的電廠和環境管理部門認為廢煙氣脫硝催化劑現場再生存在很大危險，極易造成現場環境和水質的污染；如對整個現場再生的工作區域采取帳篷看護等必要措施的話，則現場施工的成本太高，還不如采用工廠化再生的方式經濟，而且現場再生的催化劑不能達到煙氣脫硝要求的質量和性能。

3 廢煙氣脫硝催化劑現場再生與工廠化再生比較

3.1 再生能力和再生效果

廢煙氣脫硝催化劑工廠化再生一天能達到再生30～60個模塊的能力，而現場再生由于受到許多現場條件的制約，其生產能力遠低于工廠化再生的日處理量，且不能再生的廢棄（或報廢）催化劑在現場根本無法處理。從再生效果來看，工廠化再生能夠根據催化劑不同的中毒情況進行分析，有針對性地進行清洗、再生，通常能達到或者超過初始的活性K值；而現場再生的過程僅僅是把催化劑表面沉積物和負載物用物理化學方法簡單清除，然后負載一定量的化學活性物質，催化劑內部的微孔暢通度無法得到有效的恢復，催化劑比表面積不能得到完全復原；所以其活性不能完全恢復到原始新催化劑的水平，且其失活速率遠大于工廠化再生的催化劑。

3.2 再生后的使用效果

真正的廢催化劑工廠再生工藝是一個復雜的物理化學過程，工廠化再生的催化劑能夠有效控制再生后的催化劑化學組分，能夠為每一個客戶量身定做，可以使廢催化劑恢復100%的性能。而現場再生催化劑由于無法嚴格控制再生工藝，以至于再生催化劑的失活速率很難達到與新催化劑相似的失活速率，而工廠化再生廢催化劑在國外已具備有成熟的工藝和實際使用數據，失活速率幾乎同新催化劑保持一致。

3.3 排污情況

清洗廢煙氣催化劑的有毒物質必須在一個保證人員和環境安全的場所內進行，防止揚塵和潛在的化學泄露物質。催化劑工廠化再生擁有專門的廢水處理設施，可以對催化劑再生過程中產生的廢水進行系統、有效地處理，處理后排放廢水中的砷及其他重金屬的含量遠遠低于國家《污水綜合排放標準》限值。由于上述重金屬無害化處理設備和廢水處理系統無法在現場建設，催化劑現場再生可能只能設置簡易的污水處理裝置，無法對催化劑清洗過程中產生的大量含有砷、釩、鉬、鎢等重金屬的廢水進行有效的無害化處理，導致再生過程產生的廢水、廢渣、廢液無法滿足《污水綜合排放標準》的要求，極易對電廠周邊環境和水質形成二次污染，并會對操作人員產生較大的健康風險。

無論使用何種方法，在催化劑再生的活性物質再植入過程中都會使用到高濃度的含釩、鎢等重金屬離子化合物的化學再生液，工廠化再生可以在工廠區域內嚴格控制該再生液的使用和運輸；而現場再生必須在電廠內使用再生液，存在運輸和使用中的安全隱患。催化劑再生過程要使用V2O5等化學用品，特別是釩在高溫下揮發性強，伴隨著再生清洗液在高溫下產生的蒸氣很容易被人體吸入造成危害，所以在清洗、再生過程中必須要有嚴格的安全防護和控制步驟。而現場再生則無法達到上述要求，存在著較大的環境污染風險。

3.4 其他方面

催化劑工廠化再生可以嚴格控制烘干煅燒的環境，這對化學活性物負載過程的有效性和保持催化劑的機械強度至關重要。由于現場條件有限以及缺乏大功率的有效的溫控設備，因此無法對催化劑進行有效的熱處理，也容易導致活性恢復不完全或者失活速率增快。詳見下表。

工廠化再生與現場再生的比較表

4 結語

總體來說，經過工廠再生的催化劑與現場再生的催化劑在性能上有本質的區別。雖然現場再生可能會暫時使催化劑恢復一定的活性，但由于沒有從根本上去除中毒物質，容易造成再生的催化劑無法恢復到初始的活性并在短時間內會再次失活。廢催化劑工廠化再生是徹底解決廢催化劑現場再生缺陷的措施，同時借鑒美國等成熟市場的實踐效果，建議我國對廢煙氣脫硝催化劑的再生采用工廠化再生方式，促進整個廢煙氣脫硝催化劑再生行業的健康、快速發展。