本發(fā)明屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及有色冶煉制酸尾氣中單質(zhì)汞(hg0)、二氧化硫(so2)的催化氧化，特別涉及一種制酸脫汞催化劑再生方法。
背景技術(shù)：
汞是一種重要的大氣污染物，有色冶煉制酸尾氣是我國(guó)大氣汞排放的重要來(lái)源。為了減少汞排放造成的環(huán)境影響，切實(shí)履行國(guó)際汞公約，迫切需要對(duì)有色冶煉制酸尾氣進(jìn)行汞排放控制。有色冶煉制酸尾氣中的汞主要以單質(zhì)汞(hg0)形式存在。脫汞技術(shù)主要有吸附法、吸收法和催化氧化+吸附/吸收聯(lián)合方法等，但由于hg0極易揮發(fā)且難溶于水，前兩種方法很難高效脫除hg0。利用制酸催化劑將hg0氧化為hg2+，然后通過后續(xù)脫硫設(shè)施除汞被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。
但是制酸催化劑在運(yùn)行一定時(shí)期后會(huì)因?yàn)樗魵夂投趸驔_擊、砷氟中毒等原因而活性下降甚至失活。為了降低運(yùn)行成本，同時(shí)也為了減少?gòu)U棄催化劑的二次污染，制酸催化劑的再生就顯得特別重要。
迄今為止，已有制酸催化劑的再生技術(shù)應(yīng)用，再生制酸催化劑生產(chǎn)工藝流程與新催化劑生產(chǎn)工藝流程基本相似。但需增加廢催化劑預(yù)處理操作(篩選、粉碎及焙燒等)，且經(jīng)再生后其二氧化硫氧化效率很難恢復(fù)到原有水平。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種制酸脫汞催化劑再生方法，再生的催化劑經(jīng)多次循環(huán)再生仍能保持高效催化氧化二氧化硫和零價(jià)汞的活性，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值，能夠滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)和更嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求，降低成本，提高產(chǎn)品綜合利用率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種制酸脫汞催化劑再生方法，包括如下步驟：
步驟一，稱取失活的催化劑，放入管式爐中，首先用空氣在100-200℃吹掃1-2小時(shí)，接著用氮?dú)獯祾?0-40min以除去表面的灰分和可揮發(fā)雜質(zhì)；
步驟二，用氮?dú)庾鳛槠胶鈿?，含?0-500ppm硫化氫的混合氣繼續(xù)吹掃催化劑1-4小時(shí)，吹掃溫度為50-300℃；
步驟三，將第二步吹掃后的催化劑與單質(zhì)硫按質(zhì)量比200：(1-10)比例混合，利用球磨機(jī)在50-500轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨0.5-3小時(shí)后，在空氣中焙燒1-2小時(shí)，焙燒溫度為400-550℃，得到焙燒后的產(chǎn)品；
步驟四，將焙燒后的產(chǎn)品與磁球按質(zhì)量比1：(5-20)的比例混合，利用球磨機(jī)在30-100轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨0.5-2小時(shí)，再將磁球分離，得到球磨后的催化劑；
步驟五，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％-2％的釩酸銨溶液，將球磨后的催化劑與釩酸銨溶液按質(zhì)量比1:(1-2)混合浸漬，在80-120℃烘干6-10小時(shí)后，500-550℃焙燒4-7小時(shí)，得到再生后的制酸脫汞催化劑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的再生方法可去除催化劑上的灰分和雜質(zhì)，分解表面累積的硫酸鹽和亞硫酸鹽，以及具有磁性的鐵等組分，經(jīng)多次循環(huán)再生后的制酸脫汞催化劑的二氧化硫氧化率仍高于80％，零價(jià)汞氧化率高于90％，實(shí)現(xiàn)失活催化劑的循環(huán)利用。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，制酸脫汞催化劑循環(huán)使用效率大大提高，可顯著提高污染控制綜合效益。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例一
一種制酸脫汞催化劑再生方法，包括如下步驟：
步驟一，稱取失活的催化劑，放入管式爐中，首先用空氣在100℃吹掃1小時(shí)，接著用氮?dú)獯祾?0min以除去表面的灰分和可揮發(fā)雜質(zhì)；
步驟二，用氮?dú)庾鳛槠胶鈿?，含?0ppm硫化氫的混合氣繼續(xù)吹掃催化劑4小時(shí)，吹掃溫度為50℃；
步驟三，將第二步吹掃后的催化劑與單質(zhì)硫按質(zhì)量比200：1比例混合，利用球磨機(jī)在500轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨0.5小時(shí)后，在空氣中焙燒2小時(shí)，焙燒溫度為400℃，得到焙燒后的產(chǎn)品；
步驟四，將焙燒后的產(chǎn)品與磁球按質(zhì)量比1：5的比例混合，利用球磨機(jī)在30轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨2小時(shí)，再將磁球分離，得到球磨后的催化劑；
步驟五，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的釩酸銨溶液，將得到球磨后的催化劑與釩酸銨溶液按質(zhì)量比1:1混合浸漬，在80℃烘干10小時(shí)后，500℃焙燒7小時(shí)，得到再生后的制酸脫汞催化劑。
再生后活性評(píng)價(jià)方法是將制酸脫汞催化劑裝載在固定床反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)溫度控制在400-650℃范圍；空速控制在10000h-1，氣體總流量為300ml/min，二氧化硫濃度為2000ppm，零價(jià)汞濃度為50μg/m3，氧氣濃度1％時(shí)催化劑可在450-550℃范圍保持優(yōu)異的二氧化硫和零價(jià)汞氧化率。
實(shí)施例二
一種制酸脫汞催化劑再生方法，包括如下步驟：
步驟一，稱取失活的催化劑，放入管式爐中，首先用空氣在150℃吹掃2小時(shí)，接著用氮?dú)獯祾?0min以除去表面的灰分和可揮發(fā)雜質(zhì)；
步驟二，用氮?dú)庾鳛槠胶鈿猓?00ppm硫化氫的混合氣繼續(xù)吹掃催化劑1小時(shí)，吹掃溫度為300℃；
步驟三，將第二步吹掃后的催化劑與單質(zhì)硫按質(zhì)量比200：10比例混合，利用球磨機(jī)在100轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨3小時(shí)后，在空氣中焙燒1小時(shí)，焙燒溫度為550℃，得到焙燒后的產(chǎn)品；
步驟四，將焙燒后的產(chǎn)品與磁球按質(zhì)量比1：20的比例混合，利用球磨機(jī)在100轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨0.5小時(shí)，再將磁球分離，得到球磨后的催化劑；
步驟五，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的釩酸銨溶液，將得到球磨后的催化劑與釩酸銨溶液按質(zhì)量比1:2混合浸漬，在120℃烘干6小時(shí)后，550℃焙燒4小時(shí)，得到再生后的制酸脫汞催化劑。
再生后活性評(píng)價(jià)方法是將制酸脫汞催化劑裝載在固定床反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)溫度控制在400-650℃范圍；空速控制在10000h-1，氣體總流量為300ml/min，二氧化硫濃度為2000ppm，零價(jià)汞濃度為50μg/m3，氧氣濃度1％時(shí)催化劑可在450-550℃范圍保持優(yōu)異的二氧化硫和零價(jià)汞氧化率。
實(shí)施例三
一種制酸脫汞催化劑再生方法，包括如下步驟：
步驟一，稱取失活的催化劑，放入管式爐中，首先用空氣在200℃吹掃1.5小時(shí)，接著用氮?dú)獯祾?0min以除去表面的灰分和可揮發(fā)雜質(zhì)；
步驟二，用氮?dú)庾鳛槠胶鈿?，含?00ppm硫化氫的混合氣繼續(xù)吹掃催化劑2小時(shí)，吹掃溫度為100℃；
步驟三，將第二步吹掃后的催化劑與單質(zhì)硫按質(zhì)量比200：5比例混合，利用球磨機(jī)在300轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨1小時(shí)后，在空氣中焙燒1.5小時(shí)，焙燒溫度為500℃，得到焙燒后的產(chǎn)品；
步驟四，將焙燒后的產(chǎn)品與磁球按質(zhì)量比1：15的比例混合，利用球磨機(jī)在50轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下研磨1小時(shí)，再將磁球分離，得到球磨后的催化劑；
步驟五，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％的釩酸銨溶液，將，得到球磨后的催化劑與釩酸銨溶液按質(zhì)量比1:1.5混合浸漬，在100℃烘干8小時(shí)后，550℃焙燒6小時(shí)，得到再生后的制酸脫汞催化劑。
再生后活性評(píng)價(jià)方法是將制酸脫汞催化劑裝載在固定床反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)溫度控制在400-650℃范圍；空速控制在10000h-1，氣體總流量為300ml/min，二氧化硫濃度為2000ppm，零價(jià)汞濃度為50μg/m3，氧氣濃度1％時(shí)催化劑可在450-550℃范圍保持優(yōu)異的二氧化硫和零價(jià)汞氧化率。
實(shí)施例二的多次循環(huán)再生的測(cè)定結(jié)果對(duì)比參照表1，
表1
取再生后的制酸脫汞催化劑樣品0.3g，在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行活性評(píng)價(jià)試驗(yàn)。評(píng)價(jià)方法是將制酸脫汞催化劑裝載在固定床反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)溫度控制在400-650℃范圍；空速控制在10000h-1，氣體總流量為300ml/min，二氧化硫濃度為2000ppm，零價(jià)汞濃度為50μg/m3，氧氣濃度1％。催化劑在500℃時(shí)的二氧化硫和零價(jià)汞氧化率見表1。從表1中可以看出，與文獻(xiàn)報(bào)道的再生方法相比，本發(fā)明得到的制酸脫汞催化劑催化活性更高。