[发明专利]从载体中去除催化剂抑制剂的方法

说明书

本申请是申的请号为201080001348.2、申请日为2010年7月16日、发明名称为“从载体中去除催化剂抑制剂的方法”的中国发明专利申请的分案申请，原申请为国际申请号为PCT/US2010/042234的国家阶段申请，该国际申请要求申请日为2009年7月17日，申请号为12/504,953的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种从含有至少一种氮氧化物还原催化剂的载体中去除催化剂抑制剂的方法。特别地，本发明涉及一种从载体或催化转换器中去除催化剂抑制剂的方法，该方法通过使载体或催化转换器与磷酸组合物接触，从而将至少一部分催化剂抑制剂从催化转换器中去除。

背景技术

全世界相当一部分电力是由燃烧化石燃料(例如煤、石油或天然气)的发电厂生产的。化石燃料的燃烧提供了能够用于生产蒸汽的热量。然后，这种蒸汽用于驱动涡轮机和发电机来发电。在燃烧燃料时，还会产生烟气。在一些情况下，烟气本身直接用于驱动涡轮机和发电机来发电。然而，在任何情况下，烟气在化石燃料燃烧时产生。烟气最终从发电厂中去除并通过排气烟囱排放至大气中。

当煤作为主要燃料来源时，烟气包含诸如硫氧化物(SO_x)、氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(C0)以及烟尘或烟灰微粒等污染物。所有这些污染物排放至大气中必须符合美国联邦和地方的规定，这些规定严格限制了这些烟气成分的排放等级。

为了满足NO_x规定的排放等级，许多燃烧化石燃料的发电机组采用了选择性催化还原(SCR)技术。在该技术中，典型的是将含有氨或尿素的反应物加入催化转换器从而将NO_x转化为氮。典型的催化转换器包括载体及氮氧化物还原催化剂。该氮氧化物还原催化剂是用于将NO_x转化为氮气的催化物质。

当煤作为燃料时，还会产生飞灰(粉煤灰)、固体残渣，并混合于烟气中。额外的污染控制设备，诸如加料斗、静电除尘器或者布袋除尘器用于在飞灰释放前捕获飞灰。

根据燃煤的来源和组成，所产生的飞灰的成分有很大的不同。飞灰通常包括不同数量的硅石(二氧化硅，SiO₂)(非结晶及结晶型)、石灰(氧化钙，CaO)、氧化铝(Al₂O₃)和氧化铁(Fe₂O₃)。

除了飞灰，烟气还含有作为氮氧化物还原催化剂的抑制剂的组分。一具体的抑制剂为砷。

尽管使用单独的设备来去除飞灰，然而随着时间的推移，催化转换器被一部分在燃烧中产生的飞灰覆盖。最终，催化转换器的效率大减，即变得失效，不能继续工作而被去除。通常，这些被飞灰覆盖的转换器能够再生并重新投入使用。

使失效的催化转换器再生或将飞灰或催化剂抑制剂从催化转换器中去除的一些较简单的方法包括用水处理转换器。也可以使用含有诸如硫酸等酸性组分的水性组合物。

美国第6,395,665号专利公开了一种用于脱硝催化剂(例如，催化转换器)再生的方法，该方法包括用碱性水溶液清洗脱硝能力降低的脱硝催化剂以去除沉积其上的物质。然后，用酸性水溶液活化处理该催化剂。在一优选实施例中，通过使用含有重量百分浓度为0.05至20％的硫酸或氨水水溶液的清洗液来清洗脱销催化剂，实现脱硝催化剂的再生，并将该脱销催化剂的温度维持在10℃到90℃。如有必要，再用另外的脱硝催化剂去浸渍清洗后的催化剂或催化转换器。

美国第6,241,826号专利公开了一种用于再生催化转换器的工艺方法，其包括将催化转换器置于清洗液中运转并对其进行超声波处理。可处理的催化转换器包括那些具有陶瓷体、能够将氮氧化物催化还原为氮分子、以及主要包括氧化钛即TiO₂、氧化钨即WO₃和五氧化二钒即V₂O₅的转换器。

美国第6,929,701号专利公开了一种用于去除使用过的载体(例如，催化转换器)的覆盖层以生产一种干净的惰性载体或载体材料的工艺方法。在一优选实施例中，催化剂载体在含有乳化剂的水溶液中处理。在优选含有分散剂的水溶液中处理该载体时，也将该载体进行超声波处理。该载体最终在去离子(DI)水中冲洗。在用乳化剂进行处理时，可通过例如喷气或机械等装置搅动溶液。任选的实施方式包括向乳化剂溶液中添加碱；在各步骤之间进行清洗，例如使用DI水进行清洗；在最终的清洗前用酸处理来去除钠；最后在级联系统中清洗并干燥。