烟气脱硝催化剂现场再生与工厂化再生比较

郝永利，刘安阳，胡华龙

（1.环境保护部固体废物与化学品管理技术中心，北京 100029；2.龙净科杰环保技术（上海）有限公司，上海 201106）

1 前言

氮氧化物是大气污染的主要成分之一，我国的氮氧化物排放主要来自燃煤电厂。燃煤电厂烟气脱硝工艺目前主要采用选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。选择性催化还原烟气脱硝技术具有脱硝率高、选择性好、成熟可靠等优点，已被广泛用于燃煤电厂。但选择性催化还原法（SCR）必须使用大量的脱硝催化剂，在大幅度削减氮氧化物排放的同时也会产生大量含砷、汞、铅等重金属的废烟气脱硝催化剂。因此，加强废烟气脱硝催化剂的资源化、监督和管理，对于防止其对人体健康和生态环境造成危害尤为重要。

2 废烟气脱硝催化剂的再生方式

废烟气脱硝催化剂经过再生后，活性能够得到恢复或者提高，使其实现循环使用。目前国内脱硝催化剂失效后的再生处理有两种方式：一是现场再生，二是工厂化再生。由于我国烟气脱硝工程起步不久，而且废脱硝催化剂尚未大量产生，部分从事废烟气催化剂处理的企业则是采用现场再生方式。

欧洲和美国的电厂早年曾尝试过对废烟气脱硝催化剂进行现场再生，但在2005年以后，美国电厂不再采用现场再生的方法。其根本原因是美国的电厂和环境管理部门认为废烟气脱硝催化剂现场再生存在很大危险，极易造成现场环境和水质的污染；如对整个现场再生的工作区域采取帐篷看护等必要措施的话，则现场施工的成本太高，还不如采用工厂化再生的方式经济，而且现场再生的催化剂不能达到烟气脱硝要求的质量和性能。

3 废烟气脱硝催化剂现场再生与工厂化再生比较

3.1 再生能力和再生效果

废烟气脱硝催化剂工厂化再生一天能达到再生30～60个模块的能力，而现场再生由于受到许多现场条件的制约，其生产能力远低于工厂化再生的日处理量，且不能再生的废弃（或报废）催化剂在现场根本无法处理。从再生效果来看，工厂化再生能够根据催化剂不同的中毒情况进行分析，有针对性地进行清洗、再生，通常能达到或者超过初始的活性K值；而现场再生的过程仅仅是把催化剂表面沉积物和负载物用物理化学方法简单清除，然后负载一定量的化学活性物质，催化剂内部的微孔畅通度无法得到有效的恢复，催化剂比表面积不能得到完全复原；所以其活性不能完全恢复到原始新催化剂的水平，且其失活速率远大于工厂化再生的催化剂。

3.2 再生后的使用效果

真正的废催化剂工厂再生工艺是一个复杂的物理化学过程，工厂化再生的催化剂能够有效控制再生后的催化剂化学组分，能够为每一个客户量身定做，可以使废催化剂恢复100%的性能。而现场再生催化剂由于无法严格控制再生工艺，以至于再生催化剂的失活速率很难达到与新催化剂相似的失活速率，而工厂化再生废催化剂在国外已具备有成熟的工艺和实际使用数据，失活速率几乎同新催化剂保持一致。

3.3 排污情况

清洗废烟气催化剂的有毒物质必须在一个保证人员和环境安全的场所内进行，防止扬尘和潜在的化学泄露物质。催化剂工厂化再生拥有专门的废水处理设施，可以对催化剂再生过程中产生的废水进行系统、有效地处理，处理后排放废水中的砷及其他重金属的含量远远低于国家《污水综合排放标准》限值。由于上述重金属无害化处理设备和废水处理系统无法在现场建设，催化剂现场再生可能只能设置简易的污水处理装置，无法对催化剂清洗过程中产生的大量含有砷、钒、钼、钨等重金属的废水进行有效的无害化处理，导致再生过程产生的废水、废渣、废液无法满足《污水综合排放标准》的要求，极易对电厂周边环境和水质形成二次污染，并会对操作人员产生较大的健康风险。

无论使用何种方法，在催化剂再生的活性物质再植入过程中都会使用到高浓度的含钒、钨等重金属离子化合物的化学再生液，工厂化再生可以在工厂区域内严格控制该再生液的使用和运输；而现场再生必须在电厂内使用再生液，存在运输和使用中的安全隐患。催化剂再生过程要使用V2O5等化学用品，特别是钒在高温下挥发性强，伴随着再生清洗液在高温下产生的蒸气很容易被人体吸入造成危害，所以在清洗、再生过程中必须要有严格的安全防护和控制步骤。而现场再生则无法达到上述要求，存在着较大的环境污染风险。

3.4 其他方面

催化剂工厂化再生可以严格控制烘干煅烧的环境，这对化学活性物负载过程的有效性和保持催化剂的机械强度至关重要。由于现场条件有限以及缺乏大功率的有效的温控设备，因此无法对催化剂进行有效的热处理，也容易导致活性恢复不完全或者失活速率增快。详见下表。

工厂化再生与现场再生的比较表

4 结语

总体来说，经过工厂再生的催化剂与现场再生的催化剂在性能上有本质的区别。虽然现场再生可能会暂时使催化剂恢复一定的活性，但由于没有从根本上去除中毒物质，容易造成再生的催化剂无法恢复到初始的活性并在短时间内会再次失活。废催化剂工厂化再生是彻底解决废催化剂现场再生缺陷的措施，同时借鉴美国等成熟市场的实践效果，建议我国对废烟气脱硝催化剂的再生采用工厂化再生方式，促进整个废烟气脱硝催化剂再生行业的健康、快速发展。