摘要：目前國內(nèi)有關(guān)廢煙氣的脫硝催化劑綜合利用技術(shù)已經(jīng)全面普及，但它作為重要的固體危險廢棄物其產(chǎn)生量正在逐年攀升，產(chǎn)能缺口尤其是無害化處置缺口較大，嚴(yán)重影響了我國生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。因此提出“減量化、無害化、資源化”的相關(guān)技術(shù)優(yōu)化措施以實(shí)現(xiàn)對廢煙氣脫硝催化劑的綜合再生有效利用成為關(guān)鍵。本文探討了催化劑的綜合利用現(xiàn)狀及再生、安全處置利用技術(shù)，并對它的未來綜合利用發(fā)展前景進(jìn)行了簡單預(yù)測。

隨著燃煤電廠超低排放改造的全面實(shí)施以及實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放的目標(biāo)，選擇性催化還原（SCR，SelectiveCatalyticReduction）技術(shù)成為國內(nèi)火電廠主流脫硝工藝，它雖然能夠大幅度削減氮氧化物排放量，但卻也同時產(chǎn)生了大量的廢煙氣脫硝催化劑，對生態(tài)環(huán)境和人體健康具有巨大的危害，可謂是火電廠日常生產(chǎn)的“雙刃劍”。在《國家危險廢物名錄》（2016版）中，將煙氣脫硝過程中產(chǎn)生的廢釩鈦系催化劑列為危險廢棄物（HW50）。為了有效處理這問題，需要對廢煙氣脫硝催化劑的綜合利用與安全處置利用技術(shù)進(jìn)行深層次思考。

一、廢煙氣脫硝催化劑再生工藝的必要性與及其綜合利用現(xiàn)狀

（一）廢煙氣脫硝催化劑再生工藝的必要性

選擇性催化還原技術(shù)是目前國內(nèi)火電廠用于排放、削減控制氮氧化物的主要技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于火電廠脫硝系統(tǒng)中，但在脫硝過程中，與催化劑接觸的物料中的毒害成分會進(jìn)入到催化劑中。若將廢催化劑隨意處置或填埋，其中的釩、汞等有毒有害成分進(jìn)入水體和土壤后通過食物鏈危及人體健康。與此同時，SCR脫硝系統(tǒng)中新催化劑定期更換也大大加重了火電廠的運(yùn)行成本與負(fù)擔(dān)。不過，根據(jù)長期研究與實(shí)踐卻發(fā)現(xiàn)，采用再生工藝對脫硝催化劑進(jìn)行處理，其脫硝活性能夠快速恢復(fù)到正常水平，再生工程費(fèi)用也只有原技術(shù)的40%左右，對火電廠的生產(chǎn)成本節(jié)約效果非常明顯。

從科學(xué)角度講，這種新工藝是對原本失活脫硝催化劑的再生技術(shù)優(yōu)化，提高脫硝催化劑的火電廠脫硝裝置循環(huán)綜合利用效率，同時降低運(yùn)行費(fèi)用，因此該技術(shù)也成為失效催化劑處理的首選技術(shù)。

（二）綜合利用現(xiàn)狀

目前國內(nèi)針對廢煙氣脫硝催化劑失活后的再生處理技術(shù)方案主要包含兩種：現(xiàn)場再生和工廠化再生，基本上與國際上技術(shù)做法保持一致。不過目前現(xiàn)場再生技術(shù)已經(jīng)不再使用，原因是它所產(chǎn)生的附載物及表面沉積物用簡單的物理方法是較難清除的，而且其現(xiàn)場再生所附載的大量化學(xué)活性物質(zhì)也會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，比如說失活的釩、鉬、鎢等重金屬所產(chǎn)生的廢水、廢渣容易為火電廠周邊環(huán)境帶來二次污染威脅，對廠內(nèi)工作人員的身體健康也非常不利。

工廠化再生技術(shù)可實(shí)現(xiàn)物理及化學(xué)方法的有效結(jié)合，將催化劑表面所存在的微孔堵塞物全部去除，同時也能有效清除掉其中的堿、磷、砷等化學(xué)有毒物質(zhì)，通過工廠中的專用設(shè)備對再生催化劑烘干與煅燒，最后對再生催化劑的各項生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行出廠檢測。該過程可將廢催化劑活性恢復(fù)到新鮮催化劑的85%以上，再生過程所產(chǎn)生廢水處理合格后也可達(dá)標(biāo)排放，不會造成二次生態(tài)環(huán)境污染。鑒于上述技術(shù)內(nèi)容的合理性、可實(shí)施性及優(yōu)越性，國家環(huán)保局也在2014年正式發(fā)布了《廢煙氣脫硝催化劑危險廢物經(jīng)營許可證審查指南》，其中明確指出要鼓勵火電廠開展廢煙氣脫硝催化劑的技術(shù)再生過程，并將其作為火電廠日常生產(chǎn)應(yīng)用的主流技術(shù)來做。當(dāng)中廢煙氣脫硝催化劑的再生利用技術(shù)流程如下：

失效催化劑→接收/卸貨→利用水實(shí)施濕法預(yù)清洗→對廢水采用化學(xué)濕法清洗→超聲波處理→離子去除→預(yù)干燥→活性組分再添加→煅燒→復(fù)活催化劑[1]

二、廢煙氣脫硝催化劑再生利用后的安全處置利用技術(shù)

廢煙氣脫硝催化劑在再生利用后可做資源化處理，在多種回收利用途徑中為火電廠獲取一定的經(jīng)濟(jì)收益。以某火電廠為例，研究人員充分利用了廢煙氣脫硝催化劑再生利用技術(shù)，合理安置處理再生后的廢煙氣脫硝催化劑。

（一）摻煤燃燒利用

某火電廠針對廢煙氣脫硝催化劑，在使用再生利用技術(shù)處理后與燃煤進(jìn)行摻燒利用，燃燒所產(chǎn)生的飛灰與爐渣無毒無害可用于工業(yè)原料，火電廠對廢煙氣脫硝催化劑與燃煤摻燒的重金屬爐膛內(nèi)燃燒氣化釋放效果進(jìn)行了驗證，避免對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。所以該火電廠考慮采用水泥窯配合處置廢煙氣脫硝催化劑，有效減小二次污染發(fā)生后的負(fù)面影響。

（二）新催化劑原料利用

對處理后的廢煙氣脫硝催化劑可嘗試作用于制備新催化劑的輔助原料，這是該火電廠實(shí)現(xiàn)對催化劑二次資源化利用的又一手段。該方法在利用成本方面同樣較低，在再生技術(shù)中保證催化劑不被煙氣沖刷，且規(guī)避其它重金屬有害成分存在，保證其組分與新催化劑基本相同，該火電廠將最高摻配比例調(diào)高到40%左右而無任何負(fù)面不良影響，如此可有效發(fā)揮其作為新催化劑原料的應(yīng)有作用[2]。

（三）建材材料利用

廢煙氣脫硝催化劑在再生處理后還可應(yīng)用于建材原材料領(lǐng)域，主要利用催化劑實(shí)施混凝土制備試驗，保證摻入混凝土中的催化劑用量在5%以內(nèi)，粉煤灰摻量則在10%以內(nèi)，進(jìn)而保證混凝土的流動性、抗?jié)B性、力學(xué)性以及浸出毒性等等綜合性能優(yōu)化。不過考慮到廢煙氣脫硝催化劑本身所固有的典型性特征，還要結(jié)合它的重金屬含量及催化劑運(yùn)行環(huán)境思考二者關(guān)系。該火電廠也與建材企業(yè)相互合作共同思考這一技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步為廠內(nèi)日常生產(chǎn)節(jié)約成本。

（四）廢物廢液治理利用

由于廢煙氣脫硝催化劑的再生生產(chǎn)技術(shù)過程中會產(chǎn)生大量的粉塵、廢酸液、廢水等，針對這些廢液及廢物的處置治理需區(qū)別對待，要最大限度減少固體廢物的產(chǎn)生，進(jìn)而降低處理成本。目前該火電廠主要參照燃煤火電廠的粉煤灰處置方式來處置廢脫硝催化劑，盡量重復(fù)利用可利用的廢酸液與廢溶液，不能二次利用的廢物廢液則全部過渡給擁有資質(zhì)的危險廢物經(jīng)營企業(yè)單位做專業(yè)化處理，保證無害化處置治理原則，走廢煙氣脫硝催化劑健康化綜合利用發(fā)展路線[3]。

三、廢煙氣脫硝催化劑再生綜合利用的發(fā)展前景預(yù)測

在未來，針對廢煙氣脫硝催化劑的再生綜合利用將繼續(xù)遵循“減量化、無害化、資源化”基本原則，希望進(jìn)一步延長催化劑本身的使用壽命與使用安全性。同時，相關(guān)部門也會督促火電廠企業(yè)最大限度減少廢舊催化物的產(chǎn)生量，發(fā)展更多無害化處理與資源化再生利用技術(shù)。

再一點(diǎn)，結(jié)合分析法與試驗驗證法的無害化處理技術(shù)將會大行其道，它甚至可采用水泥固化穩(wěn)定化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對廢煙氣脫硝催化劑的無害化處理應(yīng)用。

再者，采用針對廢煙氣脫硝催化劑中鈦、鎢、釩的有效分離提取可降低催化劑生產(chǎn)成本，主要采用催化劑研磨料配合偏鈦酸漿液可混合制備鈦鎢粉，并對鈦鎢粉加以資源化利用，主要運(yùn)用于新催化劑的生產(chǎn)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)新化學(xué)制備材料轉(zhuǎn)化。

總結(jié)：

綜上所述，對廢煙氣脫硝催化劑的綜合利用要本著科學(xué)合理、綠色環(huán)保低成本的基本原則，并秉持創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)對固廢材料的二次合理利用，做到減排增益，為火電廠日常生產(chǎn)提高效率，降低運(yùn)行成本和污染排放的同時增加經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。