[發明專利]催化劑/吸附劑的再生

無效

• 申請號: 99802613.1
• 申請日: 1999-02-04
• 公開（公告）號: CN1289388A
• 公開（公告）日: 2001-03-28
• 發明（設計）人: 尤金·D·古思;拉里·E·坎貝爾;格雷戈里·J·瓦格納
• 申請（專利權）人: 高林環境技術公司
• 主分類號: F01N3/00
• 分類號: F01N3/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王維玉,丁業平

發明領域

本發明涉及在催化劑／吸附劑長期暴露于發動機的燃燒氣的污染物中后，再生該失活的催化劑／吸附劑的方法。

相關信息

渦輪動力裝置正成為發電的標準裝置，因為與其它任何發電形式相比它更有效率。渦輪動力裝置燃燒甲烷，以便為城市中居民和生產設備發電，同時也產生一氧化碳和氧化氮污染物。人們非常希望降低甚至消除這些污染物，以使空氣不再由于發電而受到污染。

多年來，隨著技術的進步，允許污染的水平已經降低。最初，由動力裝置產生的污染的允許水平對于包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)在內的氮氧化物(NO_x)來說為小于百萬分之100份(ppm)，對于一氧化碳(CO)的允許水平為小于100ppm。后來的要求更加嚴格，要求氮氧化物(NO_x)必須降低到小于25ppm，但是在今天，仍允許CO保持在小于100ppm以內的任何數值。利用當今的技術，從下面描述的選擇性催化還原(SCR)技術，可使NO_x的排放水平加上滑動(slippage)降低到5至9ppm范圍內。

可用來達到5-9ppm?NO_x水平的唯一現有技術被稱為選擇性催化還原，其中將氨氣與煙道氣混合，然后經過催化劑，該催化劑選擇性地使氮氧化物與氨結合以除去大部分的NO_x。選擇性催化還原帶來的一個實際問題是，它只能把NO_x降低到5至9ppm的范圍內。另一個問題，稱作滑動，是注入到系統以使其與NO_x反應的氨氣在滑經催化劑時沒有轉化，并以其本來的形式從系統中排出，而氨氣自身是對環境有害的。

已經開發了其它的降低污染物的技術，例如在燃燒室內上部澆水，而且這些技術也具有降低NO_x污染物的潛力，但是它們都不能把NO_x降低到小于5至9ppm的水平。

在全文作為本發明引入的普通轉讓的美國專利5，650，127中描述了減少污染物的方法和設備，其中來自渦輪發電機氣流的污染物包括氣流中的NO和CO首先被氧化成NO₂和CO₂，然后將NO₂吸附在吸附床上。

在全文作為本發明引入的普通轉讓的美國專利No．5，451，558中，描述了一種催化劑／吸附劑，它是由有氧化鋁洗滌涂層(washcoat)分布在其上的載體，分布在洗滌涂層上的鉑催化劑，并將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽涂覆在其上所組成，所述碳酸鹽涂層是鋰、鈉、鉀或鈣的碳酸鹽。該申請也公開了處理廢氣流的方法，其中將該氣流與催化劑／吸附劑接觸將氮氧化物氧化成NO₂，將CO氧化成CO₂，并將SO₂氧化成SO₃。該氧化過程在溫度范圍為150至大約750°F，更優選175～400°F，最優選200～365°F內進行。廢氣的空速(GHSV)可以在5000～50000小時^-1的范圍內。該同一催化劑／吸附劑具有在相同溫度下吸附氧化的污染物的第二功能，以使所得到的廢氣流基本上不含有有害的污染物。

當催化劑／吸附劑不再有效時，并且特別是當與催化劑／吸附劑接觸后從設備中排放的污染物的水平增加到超過可接受的水平時，可以替換該吸附劑，然后，應該將使用過的吸附劑再活化到有效的狀態。再生催化劑的一種方法是去除催化劑／吸附劑上的廢(飽和或部分飽和的)碳酸鹽，用新鮮的未反應的碳酸鹽替換該廢碳酸鹽，例如，從吸附劑／催化劑上溶解吸附劑，通常是碳酸鉀或碳酸鈉，以從催化劑上去除該吸附劑，然后，用新鮮的吸附劑替換催化劑上的吸附劑。然后在溶解的吸附劑中將硝酸鹽和亞硝酸鹽與未反應的碳酸鹽分離以使未反應的碳酸鹽可以再利用。但是，該方法很可能需要從排放系統中移動催化劑／吸附劑并產生大量要處置的液體廢物物流。

美國專利5，599，758公開了將惰性載體氣流中的氫氣和CO通過失活的已經吸附或吸收了發動機排放的硝酸鹽和亞硝酸鹽的催化劑／碳酸鹽或碳酸氫鹽吸附劑以修復所述碳酸鹽形式并再生再利用該催化劑／吸附劑的方法。

發明概述