废SCR 催化剂中的污染物及环境风险分析

周安慧 ，邱兆富 ，杨 骥 ，严瑞琪 ，卞晓彤

（1.华东理工大学资源与环境工程学院，上海200237；2.国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室）

氮氧化物（NOx）是一类具有毒性和刺激性气味的气体， 不但会危害人体健康， 还会引起光化学烟雾、酸雨等环境问题［1］。中国NOx排放量中约有70%源自煤的燃烧［2］，而燃煤电厂燃煤消耗量又占到了全部燃煤的 70%［3］， 因此控制燃煤电厂 NOx的排放成为当务之急。 中国燃煤电厂烟气脱硝90%以上采用选择性催化还原（Selective catalytic reduction，SCR）法，该法的关键组成是SCR 催化剂，其成本通常占脱硝装置总投资的 40%～60%［4］。随着 SCR 技术的广泛使用，SCR 催化剂的需求量也在快速增加。 预计2020 年以后，中国SCR 催化剂的需求量将达到2.5×105m3/a［5］。

当SCR 催化剂运行一段时间后，通道堵塞、物理磨损、载体TiO2烧结、碱（土）金属中毒等问题会导致SCR 催化剂失去活性［6］，使其寿命一般仅为 3 a［7］。SCR 催化剂的失活主要分为可逆失活和不可逆失活两种，如堵塞失活可采用水洗再生、酸洗/碱洗/酸碱式组合再生、热再生或热还原再生等方式，提高SCR 催化剂活性与选择性，延长使用寿命，降低催化剂成本［8］。通常来说，SCR 催化剂再生几次后就不具备再生条件了，最终只能报废处置［9］。这些报废的以及如烧结、中毒、磨损等不可逆性失活无法再生的SCR 催化剂被称为废SCR 催化剂。 预计2020 年中国废 SCR 产生量将达到 19 万 m3或 9.5 万 t（按每 m3催化剂干基质量 0.5 t 计）［10］， 将从 2026 年开始稳定在 13.75 万 t/a［11］。

中国燃煤电厂广泛采用的SCR 催化剂是以锐钛 矿 TiO2为载 体 、V2O5为 主 要 活 性 组 分 、WO3或MoO3为助剂的钒钛系脱硝催化剂［12］。……