劉杰李書貞王鵬(.河北師大環境科技有限公司, 河北 石家莊 05004; .河北冀都環保科技有限公司, 河北 石家莊 05003)
廢SCR催化劑回收利用過程中的環保措施
劉杰1李書貞2王鵬1(1.河北師大環境科技有限公司, 河北 石家莊 050024; 2.河北冀都環保科技有限公司, 河北 石家莊 050023)
根據某企業廢SCR催化劑回收利用工藝流程,列出主要的廢氣、廢水、固體廢物產生環節及污染因子,分析各污染源中污染物的產生特征,結合企業生產實際,有針對性地提出成熟、可靠的污染治理措施,保證廢SCR催化劑回收企業各污染源穩定達標排放。
廢SCR催化劑;回收利用;環保措施
選擇性催化還原法(SCR)目前被認為是最好的燃煤煙氣脫硝技術,具有較高的脫硝效率且技術成熟,繼《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)實施以來,國內絕大多數燃煤電廠均配備了SCR脫硝。在SCR裝置實際運行中,SCR催化劑經過若干次再生,總使用壽命一般為3年,以此計算,我國每年有21-24萬噸的廢SCR催化劑產生。為利用其中的TiO2、WO3和V2O5,越來越多的企業采用回收法處理廢SCR催化劑。
廢SCR催化劑除了TiO2、WO3、V2O5外,還含有鉻、鈹、砷和汞等重金屬。據有關研究結果,部分廢催化劑中鈹、砷、汞的浸出濃度超過《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)的要求,屬《國家危險廢物名錄》中的危險廢物。如不能妥善進行資源化、無害化處理,極易造成環境二次污染。
河北省某催化劑企業采用硫酸法回收鈦(工藝流程見圖1)、草酸法回收釩、離子交換法回收鎢(工藝流程見圖2),回收水洗得到的廢稀硫酸采用濃縮法處理后回用于酸解工序(工藝流程見圖3)。
2.1 廢氣
(1)含塵廢氣
廢催化劑吹掃、粉碎,粉料輸送轉運等工段產生含塵廢氣,其中吹掃廢氣中的顆粒物還含有鈹及其化合物、鉛及其化合物等。對吹掃間、粉碎機、提升機、皮帶機等設備密閉處理,分別設置脈沖布袋除塵器處理,顆粒物、鈹及其化合物、鉛及其化合物的去除效率可達99%以上,可達到《大氣污染物綜合排放標準》二級標準。
(2)含酸廢氣
含酸廢氣包括酸解廢氣、煅燒廢氣、酸回收尾氣,主要污染物為硫酸霧,其中煅燒廢氣和酸回收尾氣中還混有燃料氣燃燒產生的SO2。

圖1 硫酸法回收鈦工藝流程圖

圖2 釩、鎢工藝流程圖

圖3 廢稀硫酸回收工藝流程圖
根據硫酸易溶于水和強酸性的性質,硫酸霧常用的去除方法有水吸收法和堿吸收法。酸解廢氣采用水噴淋+石灰水噴淋處理,煅燒廢氣采用沉降室+文丘里+石灰水噴淋+電除霧裝置處理,酸回收尾氣采用旋風除沫器+水吸收+石灰水吸收+電除霧裝置處理,均采用了水吸收+堿吸收的組合方法,對硫酸霧的去除效率可達99.95%,同時對煅燒廢氣和酸回收尾氣中的SO2有60%的去除效率。治理后均可做到達標排放。
(3)含氨廢氣
仲鎢酸銨濃縮不凝氣含有少量氨,混入煅燒廢氣中合并處理,利用煅燒廢氣中大量硫酸霧中和氨,氨去除效率可達99%,可滿足《惡臭污染物排放標準》。
2.2 廢水
(1)廢稀硫酸
偏鈦酸水洗產生的廢稀硫酸約含8%硫酸,采用兩級濃縮可得到75%濃度的硫酸,回用于酸解工段。
(2)其他廢水
離子交換過流液、設備及地面沖洗廢水主要污染物為硫酸鹽,同時含有釩、鉛、汞、砷、鎘、鉻、六價鉻、鎳、鈹等重金屬,基本不含COD,宜采用物化法:鐵鹽還原+石灰中和+硫化處理+過濾。主要原理為先投加過量的鐵鹽還原劑,將水中的六價鉻還原為三價鉻,生成的Fe3+還能與釩酸鹽生成釩酸鐵沉淀;石灰中和法和硫化處理法均為處理含重金屬離子的酸性廢水的常見方法,在堿性條件下,可使廢水中的鎘、鈹、三價鉻、鎳離子等生成氫氧化物沉淀從而被去除,且石灰乳中的鈣離子可與砷酸鹽和亞砷酸鹽反應生成砷酸鈣和亞砷酸鈣沉淀;硫化物可與廢水中的鉛和汞離子反應生成硫化鉛和硫化汞沉淀,同時在堿性條件下過量的Fe3+生成氫氧化鐵,氫氧化鐵對砷酸鹽和亞砷酸鹽及各種重金屬雜質等具有絮凝作用而形成共沉淀,增強沉淀速度。采用此方法處理對各種重金屬去除率可達99.9%以上,外排廢水滿足《釩工業污染物排放標準》,且具有設備簡單,廢水處理費用低等優點。
2.3 固體廢物
固廢主要有鎢回收濾渣和酸回收污鹽、污水處理污泥,均含有重金屬。其中污鹽和污泥均屬于《國家危險廢物名錄》中的HW49類危險廢物,須按《危險廢物貯存污染控制標準》的要求貯存和處置;濾渣應在企業試生產后進行采樣鑒別,根據其所屬固廢類別采取相應的治理措施。
廢SCR催化劑回收利用過程中的廢氣、廢水、固廢等污染源較多,污染物成分復雜,如不嚴格采取措施加以控制,容易造成二次污染。廢催化劑SCR回收利用企業應嚴格按照《廢煙氣脫硝催化劑危險廢物經營許可證審查指南》中的要求,配備完善的環保設施,確保各類污染物均能穩定達標排放。
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