摘要：目前國(guó)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(xiǎn)廢棄物其產(chǎn)生量正在逐年攀升，產(chǎn)能缺口尤其是無(wú)害化處置缺口較大，嚴(yán)重影響了我國(guó)生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。因此提出“減量化、無(wú)害化、資源化”的相關(guān)技術(shù)優(yōu)化措施以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)它的未來(lái)綜合利用發(fā)展前景進(jìn)行了簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)。

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(guó)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(shí)產(chǎn)生了大量的廢煙氣脫硝催化劑，對(duì)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(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016版）中，將煙氣脫硝過(guò)程中產(chǎn)生的廢釩鈦系催化劑列為危險(xiǎn)廢棄物（HW50）。為了有效處理這問(wèn)題，需要對(duì)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(guó)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(guò)程中，與催化劑接觸的物料中的毒害成分會(huì)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(guò)食物鏈危及人體健康。與此同時(shí)，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(guò)，根據(jù)長(zhǎng)期研究與實(shí)踐卻發(fā)現(xiàn)，采用再生工藝對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(guó)內(nèi)針對(duì)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(chǎng)再生和工廠化再生，基本上與國(guó)際上技術(shù)做法保持一致。不過(guò)目前現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)單的物理方法是較難清除的，而且其現(xiàn)場(chǎng)再生所附載的大量化學(xué)活性物質(zhì)也會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，比如說(shuō)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(lái)二次污染威脅，對(duì)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(shí)也能有效清除掉其中的堿、磷、砷等化學(xué)有毒物質(zhì)，通過(guò)工廠中的專用設(shè)備對(duì)再生催化劑烘干與煅燒，最后對(duì)再生催化劑的各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行出廠檢測(cè)。該過(guò)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(guò)程所產(chǎn)生廢水處理合格后也可達(dá)標(biāo)排放，不會(huì)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(guó)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(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證審查指南》，其中明確指出要鼓勵(lì)火電廠開展廢煙氣脫硝催化劑的技術(shù)再生過(guò)程，并將其作為火電廠日常生產(chǎn)應(yīng)用的主流技術(shù)來(lái)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(duì)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(duì)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(wú)毒無(wú)害可用于工業(yè)原料，火電廠對(duì)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(yàn)證，避免對(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(yàn)，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(dòng)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(guò)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵、廢酸液、廢水等，針對(duì)這些廢液及廢物的處置治理需區(qū)別對(duì)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(lái)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(guò)渡給擁有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)企業(yè)單位做專業(yè)化處理，保證無(wú)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(cè)

在未來(lái)，針對(duì)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(wú)害化、資源化”基本原則，希望進(jìn)一步延長(zhǎng)催化劑本身的使用壽命與使用安全性。同時(shí)，相關(guān)部門也會(huì)督促火電廠企業(yè)最大限度減少?gòu)U舊催化物的產(chǎn)生量，發(fā)展更多無(wú)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(yàn)驗(yàn)證法的無(wú)害化處理技術(shù)將會(huì)大行其道，它甚至可采用水泥固化穩(wěn)定化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢煙氣脫硝催化劑的無(wú)害化處理應(yīng)用。

再者，采用針對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)增加經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。