本发明属于脱硝催化剂技术领域，涉及一种负压结合超声波对失活SCR脱硝催化剂进行再生的方法，具体是通过吹扫、负压结合超声波碱洗、负压结合超声波酸洗、超声波水洗、负压结合超声波活性再生、干燥、煅烧等步骤，对失活SCR脱硝催化剂进行活性再生。
背景技术：
目前，选择性催化还原(SCR)脱硝技术已广泛应用于锅炉烟气脱硝系统。SCR脱硝催化剂是该技术的关键部件，寿命只有30000多小时，且活性组分V2O5有毒性。SCR脱硝催化剂的频繁更换，不但造成锅炉烟气脱硝系统运营成本较高，还增加了废弃或失活脱硝催化剂处置的问题。将失活SCR脱硝催化剂施以物理、化学方法处理，恢复其脱硝活性，重新回用至脱硝系统，也即对脱硝催化剂进行再生，是缓解失活脱硝催化剂二次污染及降低烟气脱硝成本的有效手段，目前此项研究已成为国内环保领域的研究热点。
传统再生方法中由于催化剂孔道堵塞导致清洗液不易或不能到达其孔道，导致再生不彻底，时间长等问题，所以需要进一步开发SCR催化剂再生技术。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是现有的SCR烟气脱硝催化剂再生技术不能对由于多种原因失活的催化剂进行快速彻底地再生，如由于催化剂表面及孔道堵塞导致清洗液不易或不能到达其孔道，为此提供一种负压结合超声波对失活SCR脱硝催化剂进行再生的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种负压结合超声波对失活SCR脱硝催化剂进行再生的方法，包括以下步骤：
(1)用干燥压缩空气吹扫失活SCR脱硝催化剂；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内，抽负压；然后在超声波的条件下进行碱洗；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂置于密闭容器内，抽负压；然后在超声波的条件下进行酸洗；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂进行超声波水洗，直至去离子水中离子浓度稳定；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂置于密闭容器内，抽负压；然后加入含5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的活性组分溶液进行超声再生；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂放入干燥箱内进行加热干燥；
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂置于KSL系列箱式高温烧结炉中进行煅烧。
所述步骤(1)中，压缩空气的压力为0.6～0.8Mpa，压缩空气的流量为0.6～1.0m3/s，吹扫时间为10～60min。该步骤用于吹扫粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒。
所述步骤(2)中，抽负压时间为5min，真空度为0～0.1Mpa；超声波的频率为25KHz～130KHz，超声碱洗时间为10～30min，所采用的碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液。该步骤用于去除催化剂表面及孔道内沉积的酸性物质，如五氧化二磷、磷酸盐、三氧化二砷、五氧化二砷、三氧化硫等。
所述步骤(3)中，抽负压时间为5min，真空度为0～0.1Mpa；超声波的频率为25KHz～130KHz，超声酸洗时间为10～30min，所采用的酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液。该步骤用于去除催化剂表面及孔道内沉积的碱性物质，如氧化钠、氧化钾、硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙等。
所述步骤(4)中，超声波的频率为25KHz～130KHz，水洗时间为10～30min。该步骤用于洗去催化剂表面的可溶性物质及酸、碱废液。
所述步骤(5)中，抽负压时间为5min，真空度为0～0.1Mpa，超声波的频率为25KHz～130KHz，再生时间为0.5～1.5h。该步骤用于将钒和钨活性组分重新添加到失活催化剂的表面及孔道上。
所述步骤(6)中，干燥温度为105℃，干燥时间为30～60min。
所述步骤(7)中，煅烧温度为350℃，煅烧时间为3h。
本发明具有以下优点和有益效果：
(1)负压与超声波的联合使用节省了再生时间，同时对催化剂进行了充分清洗及再生，提高了催化剂的脱硝效率。
(2)清洗或活性再生过程中先对密闭容器抽负压，可将催化剂孔道内有些薄膜破坏或将沉积的有毒物质松动，加速清洗液及活性组分到达催化剂孔道，整体上缩短再生时间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s干燥压缩空气对失效的SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为10min，超声波的频率为40KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为10min，超声波的频率为40KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为40KHz的条件下水洗10min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为0.5h，超声波的频率为40KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min；
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例1得到的再生催化剂和新鲜催化剂以及失活催化剂的相对活性进行比较试验，试验结果如下表：
从上表可见失活催化剂经过实施例1的操作步骤后催化剂的相对活性得到明显提升，因为在密闭环境下对催化剂进行抽负压可将催化剂孔道内的某些薄膜破坏或将沉积的有毒物质松动，然后在超声波环境下碱洗液、酸洗液、去离子水和再生液更易到达催化剂的微小孔道内，将催化剂孔道内结合的有毒物质更好地溶解出来，将活性组分更好地添加到催化剂上。
实施例2
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s的干燥压缩空气对失活SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为10min，超声波的频率为80KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为10min，超声波的频率为80KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为80KHz的条件下水洗10min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为0.5h，超声波的频率为80KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min。
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例2的催化剂和实施例1的催化剂进行活性比较，具体数据见下表：
可见实施例2的活性高于实施例1的活性。
实施例3
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s的干燥压缩空气对失活SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为10min，超声波的频率为100KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为10min，超声波的频率为100KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为100KHz的条件下水洗10min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为0.5h，超声波的频率为100KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min。
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例3的催化剂和实施例2的催化剂进行活性比较，具体数据见下表：
可见实施例3的活性高于实施例2的活性。
实施例4
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s干燥压缩空气对失活SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为10min，超声波的频率为120KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为10min，超声波的频率为120KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为120KHz的条件下水洗10min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，是容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为0.5h，超声波的频率为120KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min。
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例4的催化剂和实施例3的催化剂进行活性比较，具体数据见下表：
可见实施例4的活性高于实施例3的活性。
实施例5
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s干燥压缩空气对失活SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为10min，超声波的频率为130KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为10min，超声波的频率为130KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为130KHz的条件下水洗10min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为0.5h，超声波的频率为130KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min。
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例5的催化剂和实施例4的催化剂进行活性比较，具体数据见下表：
可见实施例5的活性低于实施例4的活性。
实施例6
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s干燥压缩空气对失活SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为20min，超声波的频率为120KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为20min，超声波的频率为120KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为120KHz的条件下水洗20min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，是容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为1h，超声波的频率为120KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min。
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例6的催化剂和实施例4的催化剂进行活性比较，具体数据见下表：
可见实施例6的活性高于实施例4的活性。
实施例7
对某燃煤电厂的失活SCR脱硝催化剂进行再生，将催化剂的标准试样块切割成高30mm的3孔×3孔长方体样品，再生步骤具体如下：
(1)用压力为0.8Mpa、流量为1.0m3/s干燥压缩空气对失活SCR脱硝催化剂吹扫1h，去除粘附在催化剂表面及孔道内的部分粉尘及颗粒；
(2)将经过步骤(1)处理过的催化剂置于密闭容器内并对容器进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入碱洗液进行超声碱洗，碱洗液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，超声碱洗时间为30min，超声波的频率为120KHz；
(3)将经过步骤(2)处理过的催化剂先进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入酸洗液进行超声酸洗，酸洗液为0.5mol/L的硫酸溶液，超声酸洗时间为30min，超声波的频率为120KHz；
(4)将经过步骤(3)处理过的催化剂放入去离子水中，在超声波为120KHz的条件下水洗30min；
(5)将经过步骤(4)处理过的催化剂进行抽负压操作，使容器内的真空度为100Kpa，持续时间为5min，然后在超声波条件下加入活性组分溶液进行超声再生，活性组分溶液为5wt％偏钨酸铵和1wt％偏钒酸铵的混合溶液，再生时间为1.5h，超声波的频率为120KHz；
(6)将经过步骤(5)处理过的催化剂置于干燥箱中，105℃温度条件下干燥30min；
(7)将经过步骤(6)处理过的催化剂放入KSL系列箱式高温烧结炉中，350℃温度条件下煅烧3h。
将实施例7的催化剂和实施例6的催化剂进行活性比较，具体数据见下表：
可见实施例7的活性与实施例6的活性相当。