CN115957826B - 废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法与再生脱硝催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法与再生脱硝催化剂，属于危险废弃物无害化处置及资源化利用技术领域。本发明的方法包括：对废脱硝催化剂研磨、筛分得到废脱硝催化剂粉末；对废脱硝催化剂粉末进行低温等离子体照射，得到活化脱硝催化剂粉末；将活化脱硝催化剂粉末与钼酸钾水溶液混合、搅拌、固液分离，得到活化脱硝催化剂回收泥；对活化脱硝催化剂回收泥进行煅烧，得到再生脱硝催化剂。本发明的制备方法简单，通过低温等离子体活化、钼酸钾溶液清洗、高温煅烧实现废脱硝催化剂的高效处置再生。
Description
技术领域
本发明属于危险废弃物无害化处置及资源化利用技术领域，具体涉及一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法与再生脱硝催化剂。
背景技术
当前，为了满足烟气污染物超低排放标准，国内几乎所有燃煤电厂都增设选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction，SCR)烟气脱硝系统，导致这几年废弃SCR脱硝催化剂产量快速提升。现在每年被废弃的SCR脱硝催化剂约为14万吨，换算成体积可高达25万立方米。考虑到废弃SCR脱硝催化剂为危险废弃物，具有潜在的环境毒性，因此对废弃SCR脱硝催化剂进行有效再生与回收不仅具有直接的经济效益，而且具有重要的环保价值。
目前，用于再生回收废弃SCR脱硝催化剂的方法包括：水洗法、酸洗法、热还原法等。其中，水洗法是通过水洗去除催化剂表面浮尘和杂质，可有效去除水溶性杂质，但对非水溶性杂质去除效果较差，同时无法有效处置重金属中毒的催化剂，无法进一步活化催化剂。酸洗法可有效处置碱金属中毒失活的催化剂，但无法进一步活化催化剂表面，且酸消耗量大，产生的大量酸性废液需要深度处理。热还原再生法主要通过加热除去催化剂表面吸附的铵盐，功能有限，且还易造成废催化剂深度中毒。
可见，目前的废弃SCR脱硝催化剂再生技术均存在一定的弊端与缺陷，无法高效处置当前日益扩增的废弃SCR脱硝催化剂，显然，研发高效的新型再生技术显得迫在眉睫。
针对此，本发明提出一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法与再生脱硝催化剂。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法与再生脱硝催化剂。
本发明的一方面，提供一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法，所述方法包括：
对废脱硝催化剂进行研磨、筛分，得到废脱硝催化剂粉末；
对所述废脱硝催化剂粉末进行低温等离子体照射，得到活化脱硝催化剂粉末；
将所述活化脱硝催化剂粉末与钼酸钾水溶液混合、搅拌、固液分离，得到活化脱硝催化剂回收泥；
对所述活化脱硝催化剂回收泥进行煅烧，得到再生脱硝催化剂。
可选的，所述低温等离子体照射时间范围为0.5小时～2.5小时。
可选的，所述低温等离子体照射的作用电压范围为5kV～75kV，作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气的混合气体。
可选的，所述二氧化硫占空气质量分数范围为5％～25％，硫化氢占空气质量分数范围为2.5％～12.5％。
可选的，所述钼酸钾水溶液与所述活化脱硝催化剂粉末的液固比范围为(1～4):1。
可选的，所述钼酸钾水溶液中钼酸钾浓度范围为0.05M
～0.25M。
可选的，所述煅烧时间范围为2小时～4小时，所述煅烧温度范围为300℃～600℃。
可选的，所述搅拌时间范围为15分钟～75分钟。
可选的，采用孔径范围为25μm～425μm的筛子筛分。
本发明的另一方面，提出一种再生脱硝催化剂，采用前文记载的所述方法制得。
本发明提出一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法及再生脱硝催化剂，本发明的再生方法是通过低温等离子体活化、钼酸钾溶液清洗、高温煅烧实现废脱硝催化剂的等离子体处置再生，处理过程简单，且可以对废弃SCR脱硝催化剂进行高效处置，既可以促进废脱硝催化剂颗粒表面附着的粉尘及硅钙基杂质脱落，还可以对废脱硝催化剂解毒，促进废脱硝催化剂中吸附的重金属解析与分离，以及，还可以同时活化废脱硝催化剂颗粒表面，增加废脱硝催化剂颗粒表面反应活化位点。
附图说明
图1为本发明实施例的废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法的流程框图；
图2为本发明实施例的废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
如图1和图2所示，本发明的一方面，提供一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法S100，具体包括以下步骤S110～S140：
S110、对废脱硝催化剂研磨、筛分得到废脱硝催化剂粉末。
具体地，将废脱硝催化剂研磨成粉，再将研磨后的粉末过25μm～425μm孔径的筛子筛分，得到废脱硝催化剂粉末。
需要说明的是，本发明的废脱硝催化剂来源于垃圾焚烧发电厂烟气SCR脱硝系统，废脱硝催化剂通过压缩空气吹扫并通过清水反复清洗三遍，烘干后备用。
S120、对废脱硝催化剂粉末进行低温等离子体照射，得到等离子体活化脱硝催化剂粉末。
具体地，将废脱硝催化剂粉末吹入低温等离子体反应器中照射0.5小时～2.5小时，对废脱硝催化剂粉末进行活化，得到等离子体活化脱硝催化剂粉末。
其中，在步骤S120中，低温等离子体作用电压为5kV～75kV，低温等离子体作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气混合气体，其中，二氧化硫占空气质量分数为5％～25％，硫化氢占空气质量分数为2.5％～12.5％。
需要说明的是，由于作用气氛在低温等离子体反应器放电通道中会产生各种活性自由基，而不同的活性自由基具有不同的作用，因此，对于作用气氛的选择至关重要。
本发明低温等离子体照射采用的作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气混合气体，在低温等离子体反应器放电通道中二氧化硫、硫化氢及空气中的氧气和水汽发生电离、解离，生成亚硫酸盐自由基、硫自由基、氢自由基、氧自由基、氢氧根自由基等活性自由基活性物质，这些活性物质均会对废脱硝催化剂产生不同程度的作用。
本发明采用低温等离子体照射废脱硝催化剂粉末的反应机理如下：其一、将废脱硝催化剂粉末吹入低温等离子体反应器中照射时，等离子体反应器中生成的高能电子束及微波通过轰击及内加热作用促进废脱硝催化剂颗粒表面附着的粉尘及硅钙基杂质脱落。其二、再等离子体照射过程中生成的亚硫酸盐自由基、硫自由基、氢自由基、氧自由基、氢氧根自由基等活性自由基活性物质通过氧化解析、还原解析、硫化物沉淀作用实现废脱硝催化剂解毒，促进废脱硝催化剂中吸附的重金属解析与分离。其三、在等离子体照射过程中生成的亚硫酸盐自由基、硫自由基、氢自由基、氧自由基、氢氧根自由基等活性自由基活性物质还可活化废脱硝催化剂颗粒表面，实现颗粒表面有机污染物的有效矿化、分解，增加废脱硝催化剂颗粒表面反应活化位点。
S130、将等离子体活化脱硝催化剂粉末与钼酸钾水溶液混合、搅拌、固液分离，得到活化脱硝催化剂回收泥。
具体地，将按照液固比1～4:1混合钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末，将混合后的溶液搅拌15分钟～75分钟，对混合液进行固液分离，得到的活化脱硝催化剂回收泥。
其中，在步骤S130采用的钼酸钾水溶液中钼酸钾浓度为0.05M～0.25M。
本发明将钼酸钾水溶液和低离子体活化脱硝催化剂粉末混合，不仅可清洗掉等离子体活化脱硝催化剂粉末中解析、分离出来的粉尘、硅钙基杂质、重金属污染物，而且还可以通过低价态硫实现钼酸盐的有效加载。
S140、对活化脱硝催化剂回收泥进行煅烧，得到再生脱硝催化剂。
具体地，将活化脱硝催化剂回收泥置于加热炉中煅烧2小时～4小时，煅烧温度为300℃～600℃，得到低温等离子体照射再生脱硝催化剂。
本发明将活化脱硝催化剂回收泥置于加热炉中煅烧，煅烧过程中硫化物氧化为二氧化硫气体排出，同时钼酸盐活化脱硝催化剂，活化脱硝催化剂回收泥转化为高活性低温等离子体照射再生脱硝催化剂。
本发明通过低温等离子体活化、钼酸钾溶液清洗、高温煅烧实现废脱硝催化剂的高效处置再生，既可以有效去除杂质，还可以同时有效处置重金属中毒的催化剂，以及进一步活化催化剂，得到高活性再生脱硝催化剂。本发明的制备方法简单，在再生处理过程中不产生大量废液，无需深度处理。
本发明的另一方面，提出一种再生脱硝催化剂，采用前文记载的方法制得，具体制备过程请参考前文记载，在此不再赘述。
本发明制得的再生脱硝催化剂具有较高的活性，该再生的脱硝催化剂催化活性恢复指数(k/k0)最高可达1.19。
下面将结合几个具体实施例进一步说明本发明的废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法及再生脱硝催化剂的催化活性：
实施例1
本示例以不同的低温等离子体反应照射时间对所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性影响为例进行说明，包括如下步骤：
S1、将废脱硝催化剂研磨成粉，过25μm孔径的筛子筛分，得到废脱硝催化剂粉末。
S2、将废脱硝催化剂粉末吹入低温等离子体反应器中照射不同时间，例如，0.25小时、0.3小时、0.4小时、0.5小时、1.5小时、2.5小时、2.75小时、3小时、3.25小时，分别得到不同照射时间下的低温等离子体活化脱硝催化剂粉末。
其中，在步骤S2中，低温等离子体照射的作用电压5kV，低温等离子体作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气混合气体，其中，二氧化硫占空气质量分数为5％，硫化氢占空气质量分数为2.5％。
S3、将按照液固比1:1混合钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末，搅拌15分钟，再经固液分离，得到的活化脱硝催化剂回收泥。
其中，步骤S3中钼酸钾水溶液中钼酸钾浓度为0.05M。
S4、将活化脱硝催化剂回收泥置于加热炉中煅烧2小时，煅烧温度为300℃，得到低温等离子体照射再生脱硝催化剂。
进一步地，本实施例还对再生脱硝催化剂的催化活性以及催化活性恢复指数(k/k0)进行计算，其中，催化剂活性测试及催化剂催化活性恢复指数(k/k0)计算按照《燃煤烟气脱硝失活催化剂再生及处理方法》(JB/T 12129-2015)执行，催化剂活性测试应截取至少含有4个孔道且长度不低于200mm的催化剂试样块，并至少选取四个试样块进行平行试验，试验结果见表1。
表1低温等离子体反应照射时间对所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性影响
| 低温等离子体反应照射时间 | k/k0 | 相对误差 |
| 0.25小时 | 0.83 | ±0.2％ |
| 0.3小时 | 0.91 | ±0.1％ |
| 0.4小时 | 0.98 | ±0.1％ |
| 0.5小时 | 1.06 | ±0.1％ |
| 1.5小时 | 1.09 | ±0.1％ |
| 2.5小时 | 1.11 | ±0.1％ |
| 2.75小时 | 1.07 | ±0.1％ |
| 3小时 | 1.04 | ±0.2％ |
| 3.25小时 | 1.02 | ±0.2％ |
由表1可知，当低温等离子体反应照射时间小于0.5小时(例如，低温等离子体反应照射时间＝0.4小时、0.3小时、0.25小时以及表1中未列举的更低值)，低温等离子体反应时间不足，活性自由基物质生成较少，微波及电子束作用效果减弱，导致催化剂催化活性恢复指数随着低温等离子体反应照射时间减小而显著降低。
继续参考表1，当低温等离子体反应照射时间在0.5～2.5小时范围内(例如，低温等离子体反应照射时间＝0.5小时、1.5小时、2.5小时)，将废脱硝催化剂粉末吹入低温等离子体反应器中照射，等离子体反应器中生成的高能电子束及微波通过轰击及内加热作用促进废脱硝催化剂颗粒表面附着的粉尘及硅钙基杂质脱落。此外，由于在低温等离子体反应器放电通道中二氧化硫、硫化氢及空气中的氧气和水汽发生电离、解离，生成亚硫酸盐自由基、硫自由基、氢自由基、氧自由基、氢氧根自由基等活性自由基活性物质。而等离子体照射过程中生成的亚硫酸盐自由基、硫自由基、氢自由基、氧自由基、氢氧根自由基等活性自由基活性物质通过氧化解析、还原解析、硫化物沉淀作用可实现废脱硝催化剂解毒，促进废脱硝催化剂中吸附的重金属解析与分离。以及，亚硫酸盐自由基、硫自由基、氢自由基、氧自由基、氢氧根自由基等活性自由基活性物质还可活化废脱硝催化剂颗粒表面，实现颗粒表面有机污染物的有效矿化、分解，增加废脱硝催化剂颗粒表面反应活化位点。最终，在上述照射时间范围内所制备得到的再生脱硝催化剂催化活性恢复指数均大于1。
请继续参考表1，当低温等离子体反应照射时间大于2.5小时(例如，低温等离子体反应照射时间＝2.75小时、3小时、3.25小时以及表1中未列举的更高值)，低温等离子体反应照射时间过长，制备得到的再生脱硝催化剂颗粒表面钝化，同时催化剂表面气相沉淀的硫基物质过多，导致催化剂催化活性恢复指数随着低温等离子体反应照射时间进一步增加反而降低。
综上，在照射时间较短时，活性自由基物质生成较少，催化剂催化活性降低。在照射时间较长时，催化剂表面钝化，催化活性也发生降低。结合效益与成本，当低温等离子体反应照射时间为在0.5～2.5小时范围内时，最有利于提高所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性，制得的再生脱硝催化剂的催化活性恢复指数均大于1。
实施例2
本示例以钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末不同的液固比对所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性影响为例进行说明，包括如下步骤：
S1、将废脱硝催化剂研磨成粉，过225μm孔径的筛子筛分，得到废脱硝催化剂粉末。
S2、将废脱硝催化剂粉末吹入低温等离子体反应器中照射2.5小时，得到低离子体活化脱硝催化剂粉末。
其中，在步骤S2中，低温等离子体作用电压40kV，低温等离子体作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气混合气体，其中，二氧化硫占空气质量分数为15％，硫化氢占空气质量分数为7.5％。
S3、将按照不同的液固比0.5:1、0.6:1、0.8:1、1:1、2.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1混合钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末，搅拌45分钟，再经固液分离，得到的活化脱硝催化剂回收泥。
其中，在步骤S3中，钼酸钾水溶液中钼酸钾浓度为0.15M。
S4、将活化脱硝催化剂回收泥置于加热炉中煅烧3小时，煅烧温度为450℃，得到低温等离子体照射再生脱硝催化剂。
进一步地，本实施例还对再生脱硝催化剂的催化活性以及催化活性恢复指数(k/k0)进行计算，计算方法同实施例1，试验结果见表2。
表2钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比对所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性影响
由表2可知，当钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比小于1:1时(例如，钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比＝0.8:1、0.6:1、0.5:1时以及表2中未列举的更低比值)，由于钼酸钾水溶液较少，低温等离子体活化脱硝催化剂粉末杂质去除效率降低，催化剂表面钼盐加载不足，导致催化剂催化活性恢复指数随着钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比减小而显著降低。
继续参考表2，当钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比等于1～4:1时(例如，钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比＝1:1、2.5:1、4:1时)，混合钼酸钾水溶液和低离子体活化脱硝催化剂粉末，不仅可清洗掉低温等离子体活化脱硝催化剂粉末中解析、分离出来的粉尘、硅钙基杂质、重金属污染物，而且还可以通过低价态硫实现钼酸盐有效加载。最终，在上述液固比范围内所制备得到的再生脱硝催化剂催化活性恢复指数均大于1.1。
请继续参考表2，当钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比大于4:1时(例如，钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比＝4.5:1、5:1、5.5:1时以及表2中未列举的更高比值)，钼酸钾水溶液过量，催化剂表面钼盐加载过多，导致催化剂催化活性恢复指数随着钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比进一步增加反而降低。
综上，在钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比较低时，催化剂表面钼盐加载不足，催化剂催化活性恢复指数降低。在钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比较高时，催化剂表面钼盐加载过多，导致催化剂催化活性恢复指数反而降低。结合效益与成本，当钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末液固比在1～4:1范围时，最有利于提高所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性，制得的再生脱硝催化剂的催化活性恢复指数均大于1.1。
实施例3
本示例以不同的煅烧时间对所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性影响为例进行说明，包括如下步骤：
S1、将废脱硝催化剂研磨成粉，过425μm孔径的筛子筛分，得到废脱硝催化剂粉末。
S2、将废脱硝催化剂粉末吹入低温等离子体反应器中照射2.5小时，得到低离子体活化脱硝催化剂粉末。
其中，在步骤S2中，低温等离子体作用电压75kV，低温等离子体作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气混合气体，其中，二氧化硫占空气质量分数为25％，硫化氢占空气质量分数为12.5％。
S3、将按照液固比4:1混合钼酸钾水溶液和低温等离子体活化脱硝催化剂粉末，搅拌75分钟，再经固液分离，得到的活化脱硝催化剂回收泥，
其中，在步骤S3中，钼酸钾水溶液中钼酸钾浓度为0.25M。
S4、将活化脱硝催化剂回收泥置于加热炉中煅烧不同时间，例如，0.5小时、1小时、1.5小时、2小时、3小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时，煅烧温度为600℃，得到低温等离子体照射再生脱硝催化剂。
进一步地，本实施例还对再生脱硝催化剂的催化活性以及催化活性恢复指数(k/k0)进行计算，计算方法同实施例1，试验结果见表3。
表3煅烧时间对所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性影响
| 煅烧时间 | k/k0 | 相对误差 |
| 0.5小时 | 0.91 | ±0.1％ |
| 1小时 | 0.95 | ±0.2％ |
| 1.5小时 | 1.08 | ±0.1％ |
| 2小时 | 1.14 | ±0.1％ |
| 3小时 | 1.17 | ±0.1％ |
| 4小时 | 1.19 | ±0.1％ |
| 4.5小时 | 1.06 | ±0.1％ |
| 5小时 | 1.01 | ±0.2％ |
| 5.5小时 | 0.97 | ±0.1％ |
由表3可知，当煅烧时间小于2小时(例如，煅烧时间＝1.5小时、1小时、0.5小时以及表3中未列举的更低值)，煅烧时间不足，脱硫及钼酸盐活化效果差，导致催化剂催化活性恢复指数随着煅烧时间减小而显著降低。
继续参考表3，当煅烧时间范围在2～4小时(例如，煅烧时间＝2小时、3小时、4小时)，将活化脱硝催化剂回收泥置于加热炉中煅烧，煅烧过程中硫化物氧化为二氧化硫气体排出同时钼酸盐活化脱硝催化剂，活化脱硝催化剂回收泥转化为高活性低温等离子体照射再生脱硝催化剂。最终，在上述煅烧时间内所制备得到的再生脱硝催化剂催化活性恢复指数均大于1.1。
请继续参考表3，当煅烧时间大于4小时(例如，煅烧时间＝4.5小时、5小时、5.5小时以及表3中未列举的更高值)，煅烧时间过长，催化剂过烧严重，导致催化剂催化活性恢复指数随着煅烧时间进一步增加反而降低。
综上，在煅烧时间较短时，脱硫及钼酸盐活化效果差，催化剂催化活性恢复指数降低。在煅烧时间较长时，催化剂过烧严重，导致催化剂催化活性恢复指数反而降低。结合效益与成本，当煅烧时间在2～4小时，最有利于提高所制备低温等离子体照射再生脱硝催化剂活性，制得的再生脱硝催化剂的催化活性恢复指数均大于1.1。
本发明提出一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法及再生脱硝催化剂，具有以下有益效果：
第一、本发明的再生方法简单，通过低温等离子体活化、钼酸钾溶液清洗、高温煅烧实现废脱硝催化剂的等离子体高效处置再生，再生处理过程中不产生大量废液，无需深度处理。
第二、本发明基于等离子体照射过程中的高能电子束等其他作用可以使废脱硝催化剂颗粒表面附着的粉尘及硅钙基杂质脱落，还同时基于生成的活性自由基活性物质对废脱硝催化剂解毒，促进废脱硝催化剂中吸附的重金属解析与分离，增加废脱硝催化剂颗粒表面反应活化位点，对废脱硝催化剂的处置效率较高。
第三、本发明基于将等离子体活化脱硝催化剂粉末与钼酸钾水溶液混合，不仅可清洗掉低离子体活化脱硝催化剂粉末中的粉尘、硅钙基杂质、重金属污染物，而且还可以通过低价态硫实现钼酸盐有效加载。
第四、本发明获得的再生脱硝催化剂催化活性恢复指数(k/k0)最高可达1.19，具有较高的催化活性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种废脱硝催化剂的低温等离子体照射再生方法，其特征在于，所述方法包括：
对废脱硝催化剂进行研磨、筛分，得到废脱硝催化剂粉末；
对所述废脱硝催化剂粉末进行低温等离子体照射，以使废脱硝催化剂颗粒表面附着的粉尘及硅钙基杂质脱落，重金属解析与分离，以及有机污染物矿化、分解，得到活化脱硝催化剂粉末；其中，所述低温等离子体照射的作用气氛为二氧化硫、硫化氢、空气的混合气体；
将所述活化脱硝催化剂粉末与钼酸钾水溶液混合、搅拌、固液分离，得到活化脱硝催化剂回收泥；
对所述活化脱硝催化剂回收泥进行煅烧，通过钼酸盐活化脱硝催化剂，得到再生脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低温等离子体照射的时间范围为0.5小时～2.5小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低温等离子体照射的作用电压范围为5kV～75kV。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硫占空气质量分数范围为5％～25％，硫化氢占空气质量分数范围为2.5％～12.5％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钼酸钾水溶液与所述活化脱硝催化剂粉末的液固比范围为(1～4):1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钼酸钾水溶液中钼酸钾浓度范围为0.05M～0.25M。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧时间范围为2小时～4小时，所述煅烧温度范围为300℃～600℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌时间范围为15分钟～75分钟。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用孔径范围为25μm～425μm的筛子筛分。
10.一种再生脱硝催化剂，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的方法制得。
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974368A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-03-20 | 广东电网公司电力科学研究院 | 一种减活scr脱硝催化剂的再生方法 |
| CN113398953A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-17 | 大连理工大学 | 一种等离子体辅助的催化剂脱硫及存储位热再生方法与应用 |
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