摘要：目前國內有關廢煙氣的脫硝催化劑綜合利用技術已經(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”的相關技術優(yōu)化措施以實現(xiàn)對廢煙氣脫硝催化劑的綜合再生有效利用成為關鍵。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，并對它的未來綜合利用發(fā)展前景進行了簡單預測。

隨著燃煤電廠超低排放改造的全面實施以及實現(xiàn)氮氧化物超低排放的目標，選擇性催化還原（SCR，SelectiveCatalyticReduction）技術成為國內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進行深層次思考。

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是目前國內火電廠用于排放、削減控制氮氧化物的主要技術，被廣泛應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行成本與負擔。不過，根據(jù)長期研究與實踐卻發(fā)現(xiàn)，采用再生工藝對脫硝催化劑進行處理，其脫硝活性能夠快速恢復到正常水平，再生工程費用也只有原技術的40%左右，對火電廠的生產(chǎn)成本節(jié)約效果非常明顯。

從科學角度講，這種新工藝是對原本失活脫硝催化劑的再生技術優(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，同時降低運行費用，因此該技術也成為失效催化劑處理的首選技術。

（二）綜合利用現(xiàn)狀

目前國內針對廢煙氣脫硝催化劑失活后的再生處理技術方案主要包含兩種：現(xiàn)場再生和工廠化再生，基本上與國際上技術做法保持一致。不過目前現(xiàn)場再生技術已經(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活性物質也會造成嚴重的環(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，對廠內工作人員的身體健康也非常不利。

工廠化再生技術可實現(xiàn)物理及化學方法的有效結合，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、砷等化學有毒物質，通過工廠中的專用設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)指標參數(shù)進行出廠檢測。該過程可將廢催化劑活性恢復到新鮮催化劑的85%以上，再生過程所產(chǎn)生廢水處理合格后也可達標排放，不會造成二次生態(tài)環(huán)境污染。鑒于上述技術內容的合理性、可實施性及優(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再生過程，并將其作為火電廠日常生產(chǎn)應用的主流技術來做。當中廢煙氣脫硝催化劑的再生利用技術流程如下：

失效催化劑→接收/卸貨→利用水實施濕法預清洗→對廢水采用化學濕法清洗→超聲波處理→離子去除→預干燥→活性組分再添加→煅燒→復活催化劑[1]

二、廢煙氣脫硝催化劑再生利用后的安全處置利用技術

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，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處理后與燃煤進行摻燒利用，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燃燒氣化釋放效果進行了驗證，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高到40%左右而無任何負面不良影響，如此可有效發(fā)揮其作為新催化劑原料的應有作用[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用于建材原材料領域，主要利用催化劑實施混凝土制備試驗，保證摻入混凝土中的催化劑用量在5%以內，粉煤灰摻量則在10%以內，進而保證混凝土的流動性、抗?jié)B性、力學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，還要結合它的重金屬含量及催化劑運行環(huán)境思考二者關系。該火電廠也與建材企業(yè)相互合作共同思考這一技術應用，進一步為廠內日常生產(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，希望進一步延長催化劑本身的使用壽命與使用安全性。同時，相關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。

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

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，主要運用于新催化劑的生產(chǎn)當中，實現(xiàn)新化學制備材料轉化。

總結：

綜上所述，對廢煙氣脫硝催化劑的綜合利用要本著科學合理、綠色環(huán)保低成本的基本原則，并秉持創(chuàng)新技術優(yōu)化以實現(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，降低運行成本和污染排放的同時增加經(jīng)濟效益與社會效益。