以離子交換程序回收廢脫硝觸媒中鎢及釩之研究

Translated title of the thesis: Recovery of Tungsten and Vanadium from Spent SCR Catalysts by Ion Exchange
  • 吳 佳穎

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

隨著經濟的蓬勃發展,工業技術與產業持續的製造,如工業鍋爐、燃燒爐與汽機車燃燒燃料的排放,常伴隨著大量氮氧化物的產生造成空氣污染的憂慮。氮氧化物在空氣中會氧化成二氧化氮,對人體造成呼吸道的傷害亦是形成酸雨與臭氧的主因之一。在現有的氮氧化物控制技術中,以選擇性觸媒還原法(Selective catalytic reduction SCR)經觸媒催化下使 NOx 轉化為無害的 N2 及O2,此系統最為純熟與有效控制 NOx 的排放。然而 SCR 觸媒在長期使用下使觸媒毒化、老化,導致 SCR 觸媒效率降低而需替換,造成固體廢棄物的產生。因此,本研究將廢 SCR 觸媒以「鹼培燒-熱水浸漬-離子交換」程序資源化,特別探討浸漬液之 pH 值、金屬濃度及樹脂與溶液接觸時間的長短等條件,對回收脫硝廢觸媒(Spent SCR catalyst)中含有之鎢、鉬、釩等有價金屬的分離及純化效果之影響。 以「碳酸鈉鹼培燒+熱水浸漬」程序所得廢SCR觸媒浸漬液,其鎢與釩浸出率為90%以上,利用此浸漬條件採用強鹼型 IRA900Cl 樹脂進行離子交換管柱實驗,發現(1)原始浸漬液 pH12 16時,IRA900Cl能同時吸附鎢、釩離子且富集兩種金屬,其吸附量各為69 58g W/L resin、4 16g V/L resin 。(2)當浸漬液添加鹽酸調整pH為8 25時, WO42-、Si(OH)4離子在IRA900Cl親合力比HV2O73-弱,很快於交換尾液中突破,此條件可達成V的分離與富集,其吸附量65 25g V/ L resin。(3)將浸漬液添加氫氧化鈉至pH 為13 34,樹脂上的 NH4+ 官能基密度降低,交換陰離子空缺變少,使WO42-離子相較於VO43-離子更容易吸附在樹脂上,此條件可達成W的分離與富集,其吸附量為42 72g W/L resin。 (4)使用脫附劑2M NaCl+1M NaOH 與5N NH4Cl+2N NH4OH沖提對IRA900Cl樹脂,脫附鎢金屬能力達90%以上。
Date of Award2015 Jun 26
Original languageChinese
SupervisorYun-Hwei Shen (Supervisor)

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以離子交換程序回收廢脫硝觸媒中鎢及釩之研究
佳穎, 吳. (Author). 2015 Jun 26

Student thesis: Master's Thesis