[發明專利]用于催化劑再生的方法和設備

有效

• 申請號: 200780047768.2
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN101600859A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: J·D·羅蘭;E·E·L·克林滕黑姆;M·簡
• 申請（專利權）人: 阿爾斯托姆科技有限公司
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張群峰

技術領域

本發明涉及用于再生氮的氧化物(NO_x)還原催化劑和 硫的氧化物(SO_x)脫除催化劑的方法和系統。更具體地，本發明涉 及再生NO_x還原催化劑和SO_x脫除催化劑的方法，同時額外地防止 NO_x還原催化劑的硫中毒。

背景技術

用于將污染物例如NO_x從柴油發動機、燃氣輪機等等的廢 氣中除去而不使用氨的方法自從二十世紀九十年代中葉已開始發展。一 種這樣的方法公知為NO_x還原催化劑。NO_x還原催化劑為涂覆有吸附劑材 料的支承結構，用于還原一氧化碳(CO)和NO_x排放物。在氧化和吸附 作用步驟中，NO_x還原催化劑靠同時將CO氧化成CO₂和將NO氧化成NO₂來工作。NO₂由涂覆在催化劑上的吸附劑材料吸附，吸附劑材料通常為 碳酸鉀。CO₂從堆中排出。當碳酸鉀吸附NO₂時，形成亞硝酸鉀和硝酸鉀。

因為NO_x還原催化劑能夠很容易地由SO_x和其它在廢氣中的 硫化合物去活化，故另一種公知為SO_x脫除催化劑的系統通常布置在NO_x還原催化劑的上游，或者作為主SO_x脫除單元，或者，更通常地，用于 將殘留量的SO_x從廢氣中除去。SO_x脫除催化劑從廢氣中吸附SO_x，從而 保護NO_x還原催化劑免受硫中毒。SO_x脫除催化劑為涂覆有吸附劑的支承 結構，其有效地從廢氣中吸附SO_x。

如在本文所使用的，術語“吸附”，“吸附性”，“被吸附”， 以及“吸附作用”等等，表示或者吸收性，或者吸附性，或者二者的結合。 NO_x還原催化劑能夠通過吸附性、吸收性或二者的結合從廢氣流除去 NO_x。類似地，SO_x脫除催化劑可通過吸附性、吸收性或二者的結合除去 SO_x。

在利用SO_x脫除催化劑和NO_x還原催化劑的傳統系統中，一 旦吸附劑材料的沉積能力耗盡，在催化劑上的吸附劑材料必須被再生。 吸附劑材料的再生，傳統地是通過將基底和吸附劑材料與廢氣流隔離并 用再生氣體與吸附劑材料接觸而在原位完成。

在一個系統中，再生氣體包含一部分分子態氫作為活性物 質。剩下的氣體為運載氣體，由蒸汽組成并可包含少量分子態氮和二氧 化碳。再生氣體與在NO_x還原催化劑的吸附劑材料上所吸附的亞硝酸鹽 和硝酸鹽起反應，以形成水蒸氣和氮，它們隨著再生氣體的排出而排放 出。存在于再生氣體中的任何二氧化碳與亞硝酸鉀和硝酸鉀起反應以形 成碳酸鉀。如在上文討論的，碳酸鉀為在氧化和吸附作用步驟開始之前 基底表面上的吸附劑材料。積聚在SO_x脫除催化劑上的SO_x在再生氣體中 有氫的情況下轉變為SO₂和水。在SO_x脫除催化劑再生時，在吸附的二氧 化硫釋放開始之前，必須還原催化劑(即，釋放所吸附的氧)。

如果SO_x脫除催化劑在再生結束時沒有完全再生，通常會 釋放一“股”硫。在將廢氣重新引入SO_x脫除催化劑和NO_x還原催化劑時， 硫股被攜帶進廢氣并被帶到NO_x還原催化劑。如上文提到的，暴露于硫 中對于NO_x還原催化劑是有害的，因為它會破壞NO_x還原催化劑的吸附能 力，這無法在上文描述的再生程序中得到恢復。

因此，發生在這些過程所使用的傳統再生程序中的硫股對 于NO_x還原催化劑是有害的。另外，在吸附作用步驟中，少量SO_x也可移 向NO_x還原催化劑。該移向取決于若干因素，包括SO_x脫除催化劑的能力 以及再生和吸附作用效率。