国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      用于煤燃燒輔助設(shè)備的氨氧化催化劑的制作方法

      文檔序號:5021093閱讀:197來源:國知局

      專利名稱::用于煤燃燒輔助設(shè)備的氨氧化催化劑的制作方法用于煤燃燒輔助設(shè)備的氨氧化催化劑發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種通過催化氧化除去煙道氣中的過量氨(NH3)氣的方法,其通過氨注射經(jīng)歷氮氧化物(NO。的選擇性催化還原(SCR)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及在沉積在飄塵上之前除去煙道氣中殘留氨的方法。發(fā)明背景全世界大量家用和商用的電能產(chǎn)生于在鍋爐中燃燒化石燃料(例如,煤、油或氣)的電廠。得到的熱排放氣(有時也稱"煙道氣")轉(zhuǎn)動氣體渦輪或使水沸騰來產(chǎn)生蒸汽,其轉(zhuǎn)動蒸汽渦輪,并且渦輪配合發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。煙道氣流隨后穿過空氣預(yù)熱器,例如旋轉(zhuǎn)輪熱交換器,其將煙道氣中的熱轉(zhuǎn)移給進(jìn)來的此后流向燃燒爐的空氣流。局部冷卻煙道氣從空氣預(yù)熱器流向排》t煙道。當(dāng)煤用作主要燃料源時,煙道氣包含污染物例如硫氧化物(SO》、氮氧化物(NO》、一氧化碳(CO)和煙灰顆粒。所有這些污染物向空氣的排放受制于聯(lián)邦和地方的法規(guī),其大大地限制了這些煙道氣成分的水平。為了滿足降低發(fā)電站NOx排放物水平,如環(huán)境規(guī)定所要求的,許多化(SNCR)工藝。在SCR中,使用的最常用的方法是釩氧化物催化劑存在時注射入氨或尿基試劑,此處氨反應(yīng)還原氮氧化物。一般SCR比SNCR在較低的溫度下完成。一般SCR系統(tǒng)在煙道氣溫度介于300°C到450°C之間操作。美國專利5,104,629圖解了一種已知類型的SCR裝置。在SNCR中,使用的最常用的方法是不使用催化劑向上部爐注射氨或尿基試劑以還原氮氧化物。SNCR系統(tǒng)在煙道氣溫度介于850。C到1150。C之間操作。美國專利3,900,554、4,208,386和4,325,924圖解了一種已知類型的SNCR裝置。在煤燃燒電廠,用于SCR和SNCR系統(tǒng)的氨注射系統(tǒng)一般裝置在煙道氣流的高溫和高粉塵區(qū),其一般在灰分收集之前。SCR和SNCR工藝的一個共同問題是有些殘留氨,被稱為氨流失(ammoniaslip),消極地影響下游成分和方法,例如空氣預(yù)熱器污垢、飄塵污染物、和氨氣排放入空氣。由于SCR催化劑表面劣化和煙道氣速度、溫度、與氨和NOx濃度的非均勻分布導(dǎo)致氨流失問題進(jìn)一步惡化。當(dāng)前方法的另一問題是增加氨注射會更有效地除去氮氧化物,但是然后過量的氨會導(dǎo)致煙道氣中氨流失的增加。此外,在煤燃燒電廠這些過量氨可以污染得到的煤基飄塵。甚至在以天然氣或油為基礎(chǔ)的電廠,排放氨的環(huán)境影響也是不希望的。EPA已經(jīng)制定了初始目的是降低NOx的各種規(guī)則。已經(jīng)決定化石燃料的燃燒是NOx排放的主要來源。這些控制規(guī)則由EPA在19卯清潔空氣法案修正案(CAAA90)的IV標(biāo)題所建立。在1997年7月EPA在新來源執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和這些基于可由SCR工藝得到執(zhí)行的分區(qū)提出了另外的變化。如上簡述,鍋爐等的排放氣的處理存在如下缺點(1)在處理氣中還有一些留下未除去的氨;(2)低的JNOx分解速率;和(3)大的氨消耗;(1)和(2)的缺點是相互聯(lián)系的。例如,如果為了提高NOx分解速率提高氨供應(yīng),在處理氣體中殘留氨的比例會高。這些殘留氨可能超過現(xiàn)有規(guī)則允許排放到空氣中的量。因此,公知方法的氮氧化物分離效率由可以排放到空氣中的未反應(yīng)氨量所限制。另外,在氨的引入點,燃燒裝置上載荷的變化會改變溫度至一個偏離最佳溫度范圍的值,并且這反過來會降低分解速率,傾向于增加殘留氨的比例。甚至在小比例的情況下,殘留氨會迅速和排放氣中的硫酸成分反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨。這些產(chǎn)品會粘附在相對低溫區(qū)的后部熱轉(zhuǎn)移表面,例如,空氣預(yù)熱器的加熱表面和鍋爐相關(guān)部分,引起壓力損失的增加,防礙燃燒裝置的操作,并且由于它們最終的腐蝕侵蝕裝置物質(zhì)。如上所述,處理排放氣中留下未除去的氨對實際操作方式提供了主要的障礙。因此,氨供應(yīng)存在上限并且自然地NOx分解速率低。這是高溫非催化脫氮作用實施的問題。而且,高溫區(qū)中引入的氨,經(jīng)過分解自身的伴隨的反應(yīng),導(dǎo)致了過量消耗氨的缺點(3),或超過NOx分解反應(yīng)的當(dāng)量。隨著為了提高分解速率而增加氨注射量這種趨勢會顯著。對于常規(guī)獲得的NOx分解速率這是另一個限制因素。對NOx和氨的最大可能反應(yīng),以有效的方式完成氨和NOx反應(yīng)是重要的。如果反應(yīng)不完全,NOx或氨(或二者)可能穿過煙道并且排放到空氣中。NO,和氨都被分類為污染物,并且它們排放應(yīng)保持在法律限制內(nèi)。并且,依賴于空氣預(yù)熱器冷端的溫度,由于硫酸/硫酸氫銨的形成、和/或燒結(jié)的飄塵,過量氨流失可能引起相鄰空氣預(yù)熱加熱元件空間的堵塞。這導(dǎo)致熱交換器壓力損失的增加、裝置侵蝕,以及因此長時期的不穩(wěn)定操作和其它缺點。另外,許多煤燃燒電廠通過出售飄塵給進(jìn)一步處理飄塵用于商業(yè)用途(例如,用于混凝土混合物的輕質(zhì)聚集體)的購買者來處理收集的飄塵。煤燃燒電廠產(chǎn)生的飄塵一般以火山灰摻合物用于混凝土應(yīng)用并且用于混凝土的部分替代。飄塵含鋁珪酸鹽玻璃,其在混凝土和灰漿的高堿性條件下反應(yīng)形成另外的水泥類混合物。飄塵在高效混凝土中是重要的成分。飄塵有助于給混凝土許多有利的特性包括增加密度和長期強(qiáng)度、降低滲透性和提高對化學(xué)侵蝕的耐久性。飄塵也可以提高新混凝土的可加工性。當(dāng)氨污染飄塵用于基于灰漿和混凝土應(yīng)用的Portland水泥時,銨鹽溶解于水中形成NH4+,在由水泥堿產(chǎn)生的高pH(pH〉12)條件下,銨陽離子(NH/)轉(zhuǎn)化成溶解的氨氣(NH3)。從新灰漿和混凝土放出的氨氣混合入暴露給混凝土工件的空氣。氨氣放出速率依賴于氨濃度、混合強(qiáng)度、暴露表面積、和室溫。盡管相信放出的氨對混凝土質(zhì)量(強(qiáng)度、滲透性等)無可以測量的影響,氨氣可以從輕度不適到潛在健康危害。人類鼻子在5到10ppm水平探測氨氣味。對時間加權(quán)平均(TWA)(8-hr)和短期暴露極限(STEL)(15-min),OSHA閾值和允許限制分別設(shè)在25和35ppm。氨氣濃度介于150到200卯m可以產(chǎn)生一般的不舒適。在濃度介于400到700ppm,氨氣可引起明顯的發(fā)炎。在500ppm,氨氣對健康有立即的危險。在2000ppm,在幾分4中內(nèi)可發(fā)生死亡。除了OSHA暴露限制,對飄塵中氨可接受的水平無當(dāng)前的規(guī)則、工業(yè)或ASTM標(biāo)準(zhǔn)或指標(biāo)。然而,基于工業(yè)經(jīng)驗,氨濃度低于100mg/kg的飄塵在已混合混凝土中沒有產(chǎn)生顯著的氣味。依賴于位置和天氣條件,氨濃度介于100到200mg/kg的飄塵可導(dǎo)致不舒適或不安全的混凝土安置和修整工作環(huán)境。當(dāng)用于已混合混凝土應(yīng)用時氨濃度超過200mg/kg的飄塵可產(chǎn)生不可接受的氣味。除了人類暴露于用負(fù)栽氨的灰產(chǎn)生的混凝土放出的氨氣的風(fēng)險外,煤燃燒電站在垃圾掩埋地或池塘處理負(fù)載氨的灰也可以對人類和環(huán)境產(chǎn)生潛在的風(fēng)險。飄塵中銨鹽化合物非??扇芙狻R坏┙佑|水,銨鹽浸濾入水并且可傳到地下水和附近的江河和溪流引起潛在的環(huán)境損害例如地下水污染、魚類死亡和過營養(yǎng)化。氨氣也可從堿性飄塵的變濕放出,例如這些從西方次煙煤(westernsub-bituminouscoal)燃燒產(chǎn)生的。水條件和堿性飄塵的濕處理會使電廠工作者暴露于氨氣。Krigmont等的美國專利5,233,934公開了用SNCR處理和隨后用SCR處理還原煙道氣中NOx的控制方法。Krigmont等的方法嘗試在SNCR階段最大化除去NOx,受到一定的氨流失限制,對SCR階段注射另外的氨。Mansour等的美國專利5,510,092公開了結(jié)合的SNCR/SCR方法,其中SCR用于主要NOx還原并且只有當(dāng)SCR流出物NOx含量超過預(yù)選設(shè)計的最大值時NH3注射入SNCR區(qū)。Minkara等專利申請(美國2003/0202927)公開了一種降低從煤燃燒廠和用其它烴化合物燃料的廠的氨濃度和排放物的方法。Minkara等的方法加入氨氧化催化劑,特別二氧化錳,下游SCR系統(tǒng)通過氨和煙道氣中存在的殘留氧反應(yīng)除去不希望的氨流失。如上所討論的,對氮氧化物和氨的SCR作用得好并且導(dǎo)致NOx的最低值,優(yōu)選可用過量氨。然而,當(dāng)使用足夠高的氨量來通過SCR有效除去NOx時,有些過量氨會未變化地穿過催化劑并且在煙道氣中以氨流失在煙道氣中離開,產(chǎn)生離開的氣體中的有毒反應(yīng)氣體的問題。由特別產(chǎn)生于煤燃燒廠的煙道氣中過量氨產(chǎn)生的另外主要問題,是氨污染旨在用在與水泥的混合物中來制備混凝土的飄塵。這樣,需要一種安全有效的方法用于最小化主要SCR催化劑下游的氨流失。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種除去煙道氣中氨的方法,其中氨用作在用于還原氮氧化物的主要催化劑存在下的選擇性催化還原劑。本方法的方法包括在SCR條件下向煙道氣中加入氨還原氮氧化物并且用貴金屬和金屬氧化物載體上的氧化釩(vanadia)次要催化劑氧化任何未反應(yīng)的氨來減少煙道氣中的氨含量。本發(fā)明的次要催化劑放置在主要SCR催化劑的下游并且在不氧化S02的情況下減少存在于煙道氣中的氨和CO濃度。本發(fā)明的一個方面是提供一種商業(yè)上可行的方法,其降低氨濃度到不會污染煤燃燒廠飄塵的水平并且會另外降低在煤燃燒廠和使用其它烴化合物燃料的廠中氨的不希望的水平的排放。本發(fā)明的另一方面是在保持相對無二氧化」琉氧化時,提供氨和一氧化碳的氧化。附圖簡述圖1描繪了相對于氨轉(zhuǎn)化各種金屬氧化物催化劑比較選擇性的圖。圖2描繪了相對于使用氧化鈦和氧化鋁載體的氨轉(zhuǎn)化比較選擇性的圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明使用次要催化劑在各種溫度(。C)比較氨和CO轉(zhuǎn)化的圖。發(fā)明詳述為了減少煙道和排^:氣中的氮氧化物的排放,例如在煤燃燒電廠中的氣體渦輪發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排放,向含氮氧化物的排放氣流中加入氨并且為了催化氮氧化物與氨的還原然后氣流在升高的溫度下與適宜的催化劑接觸。氮氧化物與氨通過適宜的催化劑催化形成氮和H20,優(yōu)先導(dǎo)致氧把氨氧化,因此該方法經(jīng)常被稱為氮氧化物的"選擇性"催化還原("SCR")。氮氧化物的SCR可以用下述反應(yīng)描繪4NO+4NH3+02"4N2+6H20(1)2N02+4NH3+02">3N2+6H20(2)理想地SCR方法使用的催化劑應(yīng)該能在高溫條件下使用,例如,400。C或更高,水熱條件下和硫化合物存在時,保持好的催化活性。高溫和水熱條件在實踐中經(jīng)常遇到,例如在處理氣體渦輪發(fā)動機(jī)排放時。在處理煤燃燒電廠和渦輪或其它用含硫燃料例如燃料油等作為燃料的發(fā)動機(jī)的排放氣時,經(jīng)常遇到硫或含硫化合物的存在。理論上,為了與存在的氮氧化物完全反應(yīng),有利于推動反應(yīng)完成和幫助解決在氣流中氨的不充分混合,非常希望在SCR方法中提供所需化學(xué)計量的量的過量氨。然而,在實踐中,因為催化劑中未反應(yīng)氨的排放自身會產(chǎn)生空氣污染問題,一般不供應(yīng)顯著超過化學(xué)計量的量的過量氨。由于氣流中氨的不充分反應(yīng)和/或不充分混合,甚至在存在化學(xué)計量或低于化學(xué)計量的量氨的情況下也可發(fā)生這種未反應(yīng)氨的排放。由于不充分混合在氣流中形成高氨濃度的通道,并且當(dāng)使用包括塊狀蜂窩類型基質(zhì)載體(其包括具有多個細(xì)^:的、平行的、延伸其中的氣流通道的難熔體)時是特別有影響的,因為,不同于顆粒催化劑的床的情況,通道之間的氣體沒有機(jī)會混合。除了含二氧化鈦催化劑的釩和鎢的氧化物,使用的還原催化劑也可以為離子交換沸石例如ZSM-5,絲光沸石、和八面沸石??梢証使用的其他SCR催化劑為沸石催化劑,如Byrne專利(美國4,961,917)所公開的,此處引用作為參考。如Byrne專利的現(xiàn)有技術(shù)指出,眾所周知使用高比率的氧化硅比氧化鋁來提高沸石的耐酸性并且提供給沸石提高的耐酸硫中毒性。一般,可以使用的氧化硅與氧化鋁比比最小值10過量。用具有氧化硅與氧化鋁比值至少為20的新鮮銅助催化的^沸石可以得到NOx與氨還原高于卯%的高轉(zhuǎn)化效率。通過氧化硅與氧化鋁的比為46的新鮮銅助催化的ZSM-5沸石可以得到高于75%的轉(zhuǎn)化效率。然而,氧化硅與氧化鋁的比分別為8和30的新鮮銅助催化的USY沸石提供85%和39%的NOx轉(zhuǎn)化率,表明至少對USY,氧化硅與氧化鋁的比值應(yīng)該顯著低于30。然而,抗短期硫中毒和維持用于SCR方法與用氧氧化氨的高水平活性的能力已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過沸石來提供,該沸石也顯示足夠大的孔尺寸來允許反應(yīng)物分子NO和NH3充分移動動和產(chǎn)品分子N2和H20移出,短期硫中毒導(dǎo)致的硫氧化分子存在的孔系統(tǒng),和/或長期硫中毒導(dǎo)致的硫酸鹽沉積。適宜尺寸的孔系統(tǒng)在所有三維結(jié)晶中相互連接。沸石領(lǐng)域^^知,沸石的晶體結(jié)構(gòu)顯示具有多或少規(guī)律性重復(fù)連接、交叉等的復(fù)雜孔結(jié)構(gòu)。具有特殊特性的孔,例如給定尺寸直徑或橫斷截面構(gòu)造,如果這些孔沒有與其它類似孔交叉,被稱為一維。如果孔只在給定平面與其它類似的孔交叉,這樣的特性的孔被稱為在二維(結(jié)晶)互聯(lián)。如果孔與位于同一平面和其它平面的類似孔交叉,這種孔被稱為三維互聯(lián),即,為"三維"。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有高抗硫酸鹽中毒的和為SCR方法和用氧氧化氨能夠提供好活性的、并且甚至在遇到高溫、水熱和硫酸鹽毒物時保持好活性的沸石為具有顯示孔徑至少大約7埃和在三維互聯(lián)的孔的沸石。Byrne專利公開了三維的直徑至少7埃的孔的互聯(lián)提供硫酸鹽分子穿過沸石結(jié)構(gòu)的好的移動性,因此允許石克酸鹽分子從催化劑釋放以為反應(yīng)物NOx和NH3分子和反應(yīng)物NH3和02分子空出大量有效的吸附點。任何滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的沸石適宜用于本發(fā)明的實踐;滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的沸石具體為USY、/3和ZSM-20。其它沸石也可能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)o主要SCR催化劑可以為工業(yè)界公知的任何形式的還原氮氧化物的催化劑。為了還原氮氧化物的目的,優(yōu)選擠出均勻的催化劑。一個這種實施方案為含氧化釩和氧化鈦和任選的鎢的混合物的擠出均勻蜂窩催化劑。這種催化劑為工業(yè)界公知并且提供大約5卯m到大約10ppm的氨流失值。也可以使用催化劑涂層的蜂窩或板。本發(fā)明結(jié)合了位于主要SCR催化劑下游的次要氨氧化物催化劑。用這種方式,當(dāng)氨穿過次要催化劑時穿過SCR催化劑的氨流失被氧化。次要催化劑必須具有幾個有利的特點,包括在具有非常低量氧(大約2%)的煙道氣條件下減少氨流失至較低水平(2卯m或更低),降低CO水平和基本上保持S02水平。氨氧化通過如下反應(yīng)發(fā)生4NH3+30242N2+6H20(3)2NH3+202—N20+3H20(4)4NH3+502">4NO+6H20(5)本發(fā)明這里公開了加入高效次要催化劑,氨氧化催化劑,其位于SCR系統(tǒng)下游以通過和煙道氣中存在的殘留氧反應(yīng)除去不希望的氨流失。令人驚訝的,即使在煙道氣中只有少量的殘留氧,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些次要催化劑可以用于此目的。在溫度從大約300。C到450。C變化時,在只產(chǎn)生低水平NOx時可以得到氨的高轉(zhuǎn)化??梢愿鶕?jù)本發(fā)明處理的排放氣經(jīng)常固有地含有某些大量的氧。例如,渦輪發(fā)動機(jī)的典型排放氣含從大約2到15體積%的氧和從大約20到500體積份每百萬氮氧化物,后者一般包括NO和N02的混合物。即使當(dāng)使用還原存在的所有氮氧化物所需化學(xué)計量的量的過量氨時,通常,在氣流中存在充分的氧來氧化殘留氨。然而,為了保證在第二催化劑區(qū)存在的充足的氧用于殘留或過量氨的氧化,使用大量過量化學(xué)計量的量氨的情況下,或處理氣流缺少或低氧含量時,含氧氣體,通常為空氣,可以在第一催化劑區(qū)和第二催化劑區(qū)引入。非常希望放置于SCR催化劑下游的次要氨氧化催化劑具有如下標(biāo)準(zhǔn)(a)在煙道氣溫度、氧濃度、和流速下可以氧化氨的物質(zhì);(b)在硫和氮的氧化物的存在下可以起作用的物質(zhì);(c)通過氨氧化副反應(yīng)會產(chǎn)生少量氮氧化物的物質(zhì);(d)會提高NOx還原以便氨存在水平為2ppm或更低的物質(zhì);(e)會降低CO水平的物質(zhì);和(f)會保持S02水平的物質(zhì)。次要催化劑位于用于負(fù)責(zé)氮氧化物的還原的SCR催化劑的下游。本發(fā)明的次要催化劑包括金屬氧化物載體上的氧化釩和貴金屬。氧化鈦為優(yōu)選的氧化物載體,盡管其他氧化物也可用作載體,包括氧化鋁、氧化硅、氧化鋁-氧化硅、氧化鋯、氧化鎂、氧化鉿、氧化鑭等。實驗數(shù)據(jù),如圖2所示,已經(jīng)顯示對氨轉(zhuǎn)化成氮氧化鈦比氧化鋁更具有選擇性。氧化鈦顯得比氧化鋁基質(zhì)產(chǎn)生更少的氮氧化物??梢允褂觅F金屬例如鉑、鈀、銠或金。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鉑是貴金屬中最有活性的,因此優(yōu)選鉑。通過分散一種或多種貴金屬的化合物和/或絡(luò)合物在氧化鈦大塊載體物質(zhì)上,貴金屬可以摻雜在氧化鈦基質(zhì)上。如這里所用的,術(shù)語"化合物,,意為經(jīng)過煅燒或經(jīng)過使用催化劑,分解或另外轉(zhuǎn)化成催化活性形式的催化活性成分(或"催化成分")、經(jīng)常但不是必須為氧化物的任何鹽、絡(luò)合物等。一種或多種貴金屬催化化合物的化合物或絡(luò)合物可以溶解或懸浮在將潤濕或浸漬載體物質(zhì)的相反地不和催化物質(zhì)的其它成分反應(yīng)并且通過加熱和/或真空的應(yīng)用揮發(fā)或分解可以從催化劑中除去的任何液體中。一般,從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面來說,優(yōu)選可以溶解的化合物或^物的水溶液。例如,適宜的水可溶解的鉑族金屬化合物為氯鉑酸、胺增溶的鉑氫氧化物、銠氯化物、硝酸銠、氯化六胺銠、硝酸鈀或氯化鈀等。含化合物液體浸漬入催化劑大塊氧化鈥顆粒載體的孔,并且干燥浸漬物質(zhì)并且優(yōu)選煅燒除去液體并且粘結(jié)鉑族金屬在載體物質(zhì)上。在有些情況下,直到催化劑使用并且經(jīng)歷高溫排放氣體,液體(其可以以例如水結(jié)晶存在)除去才會完成。在煅燒步驟,或至少在使用催化劑的初級階段,這種化合物轉(zhuǎn)化成鉑族金屬或其化合物的催化活性形式。眾所周知可以采取類似的方式來向氧化鈦載體物質(zhì)摻入釩成分。例如,釩鹽,例如草酸氧釩(vanadyloxalate)。并且可以用來向氧化鈦載體摻入釩。而且,任何有用的金屬氧化物載體可以替代氧化鈦載體物質(zhì)。一般,氧化鈦上貴金屬/氧化釩形式的次要催化劑應(yīng)用于基質(zhì)上。如主要催化劑的結(jié)構(gòu),次要催化劑基質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以為本領(lǐng)域公知的任何形式。一般,基質(zhì)包括泡沫狀部件,經(jīng)常指"蜂窩"基質(zhì)載體,包括具有多數(shù)細(xì)微的、平行的、延伸穿過的氣流通道的一種或多種耐高溫體。這種基質(zhì)栽體為本領(lǐng)域公知并且可以由任何適宜物質(zhì)例如陶瓷或金屬制備。優(yōu)選堇青石蜂窩。這種蜂窩可以包含從大約11到大約64個獨立的小室,優(yōu)選具有64個小室。次要催化劑可以以顆粒的形式或涂層于陶瓷或金屬結(jié)構(gòu)例如上述的蜂窩結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明的催化劑也可以以擠出物、丸、片劑或任何其它適宜形狀的顆粒形式提供,用作催化劑顆粒堆積的床,或例如板狀、鞍狀、管狀等形狀。本領(lǐng)域已知多種用于在泡沫狀基質(zhì)上沉積催化劑的沉積方法。用于在泡沫狀基質(zhì)上沉積催化劑的方法包括例如將催化劑置于液體媒介物中以形成漿料并且通過將基質(zhì)浸入漿料、噴射漿料于基質(zhì)上等來用漿料潤濕泡沫狀基質(zhì)。貴金屬的催化成分和氧化鈦上的氧化釩一般以相對基質(zhì)例如蜂窩基質(zhì)從大約l.Og到大約2.5g/ii^的量存在。一般貴金屬的量相對于金屬氧化物載體例如氧化鈦為以重量計從大約0.1到2.0%。優(yōu)選的貴金屬量從大約0.7到1.5重量%。一般氧化釩以金屬氧化物載體的從大約1.0到10重量%的量存在。實施例1在本實施例,制備了通過浸漬上大約卯m"g表面積氧化鈦載體的包括各種金屬氧化物的樣品催化劑。金屬氧化物為V20s、MnO、CuO、ZnO、和Mo03。釩/氧化鈦催化劑的制備如下執(zhí)行1.13重量%草酸氧釩水溶液進(jìn)一步用7.28g水稀釋2.193.7g來自Millenium的氧化鈦用142.86g草酸氧釩溶液浸漬3.干燥浸漬氧化鈦粉末并且400°C下煅燒2小時所有其它金屬氧化物催化劑用如上同樣的過程制備。下表1說明了物質(zhì)重量。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實施例2在本實施例,制備了包括氧化鈦上的貴金屬和氧化鋁上貴金屬的催化劑。這里的氧化鈦載體是實施例1的那種。氧化鋁載體包括來自Alcoa的SBA150。氧化鋁具有大約150mVg的表面積。1.89g18.2%Pt"A,,溶液(溶解在單乙醇胺的二氫六羥基鉑酸(IV))用111.34g水稀釋。205.84g氧化鈦用Pt溶液浸漬。然后干燥粉末并且400。C下煅燒2小時。其它催化劑用同樣的方式制備。使用的物質(zhì)量如下表列出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實施例3在本實施例,描述了用PM浸漬實施例2的氧化鋁粉末制備蜂窩催化劑。通過球磨41g每種PM浸漬的實施例2制備的氧化鋁粉末、49g水和10g乙酸成10微米或更小顆粒度來制備漿料。然后用漿料涂層64cpsi蜂窩至煅燒后負(fù)載1.7g/in3。然后干燥涂層的蜂窩并且500。C下煅燒1小時。實施例4描述了用PM浸漬實施例2的氧化鈦粉末制備蜂窩催化劑。通過J求磨35g每種PM浸漬實施例2制備的氧化鈥粉末、65g水成10微米顆粒度來制備漿料。然后用漿料涂層64cpsi蜂窩至煅燒后負(fù)載1.7g/in3。然后干燥涂層的蜂窩并且400。C下煅燒1小時。實施例5實施例3和4描述的用于氨轉(zhuǎn)化的蜂窩催化劑的性能用含25卯mCO、15ppm氨、15%氧、10。/。水和2.5ppmNOx的氣流評價。記錄下300°C到500°C之間的氨和CO轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化%通過公式1來計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>用來自AirTechInstruments的phoaccoustic多氣體分析儀1312型測量NH3。NOx分析儀為來自CaliforniaAnalyticalinstruments的600HCLD分析儀。圖1圖解說明相對于用來自實施例1的粉末形成的蜂窩(實施例4)形成的氨轉(zhuǎn)化百分比的NOx量。從圖1,可以看出由于非常少量NOx形成,氧化釩、氧化鋅、和氧化鉬對氨轉(zhuǎn)化成氮是非常具有選擇性的。另一方面,在氨轉(zhuǎn)化方面氧化錳和氧化銅更具活性,但是用這兩種催化劑更高比例的氨,皮轉(zhuǎn)化成NOx。圖2圖示了相對出口NOx的氨轉(zhuǎn)化,所述出口NOx通過使氣流從來自實施例2產(chǎn)生的銠粉末催化劑各自通過實施例3和4制備的蜂窩??梢钥闯?,兩種催化劑的活性非常相似。然而,由于在較高轉(zhuǎn)化率用于轉(zhuǎn)化氨成氮的鈦催化劑上的銠基本上更具選擇性,氧化鋁催化劑上的銠產(chǎn)生較大量的NOx成分。實施例6如實施例1制備的氧化鈦上的氧化釩催化劑粉末涂層在如實施例4所述的蜂窩上。2g/ftS鉑浸漬于涂層的蜂窩上。在各種溫度測試用于氨轉(zhuǎn)化的Pt處理蜂窩。測試結(jié)果如圖3所示。如圖3所示,隨著溫度從300。C升高到500。C,氨轉(zhuǎn)化從超過20增加到恰超過80%,然而具有的一氧化碳到二氧化碳的轉(zhuǎn)化速率從300。C恰低于20%到450。C高于50%。然而,隨著溫度的升高,NOx產(chǎn)生量顯著增加。因此,非常希望維持氨氧化溫度低于500°C,優(yōu)選從大約300到大約450。C,并且更優(yōu)選從300到400°C。上面給出了實施本發(fā)明最佳方式的描述以及制備和使用之的方式和方法。然而,本發(fā)明易于修改并且由易于如上討論的完全等效的更替組成。因此,本發(fā)明目的不限于這里公開的特別實施例。相反,希望覆蓋所有在此精神下的修改和更替,如以下特別指出并清楚地主張本發(fā)明的主題內(nèi)容的權(quán)利要求的一般表述。權(quán)利要求1、一種除去煙道氣中的氨的方法,其中氨用作選擇性催化還原劑與主要催化劑一起用于還原氮氧化物,其包括以下步驟a.向煙道氣中加入氨和在所述主要催化劑存在下還原氮氧化物以產(chǎn)生NOx含量低于所述煙道氣并含未反應(yīng)氨的經(jīng)處理的煙道氣;b.所述經(jīng)處理的煙道氣與次要氨氧化催化劑接觸以減少氨的量,所述次要催化劑包含金屬氧化物載體上的氧化釩和貴金屬。2、如權(quán)利要求l所述的方法,其中所述金屬氧化物載體為氧化鈦。3、如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述貴金屬選自鉑、鈀、銠和金。4、如權(quán)利要求l所述的方法,其中所述貴金屬為鉑。5、如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述次要催化劑施于蜂窩形式的基質(zhì)上。6、如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述經(jīng)處理的煙道氣與次要催化劑在大約300°C到大約450°C的溫度下接觸。7、如權(quán)利要求1所述的方法,其中在與所述次要催化劑接觸前將氧源加入所述經(jīng)處理的煙道氣。8、如權(quán)利要求5所述的方法,其中所述次要催化劑以每立方英寸所述基質(zhì)大約1.0克到大約2.5克的范圍存在。9、如權(quán)利要求l所述的方法,其中所述主要催化劑為氧化釩以及,任選地,氧化鴒,其位于氧化鈥上。10、如權(quán)利要求9所述方法,其中所述主要催化劑為均勻的擠出物。11、如權(quán)利要求l所述的方法,其中所述煙道氣從煤的燃燒獲得。12、如權(quán)利要求2所述的方法,其中所述貴金屬為鉑。13、如權(quán)利要求2所述的方法,其中所述次要催化劑施于蜂窩形式的基質(zhì)上。14、如權(quán)利要求2所述的方法,其中所述經(jīng)處理的煙道氣與次要催化劑在大約300°C到大約450。C的溫度下接觸。15、如權(quán)利要求2所述的方法,其中在與所述次要催化劑接觸前將氧源加入所述經(jīng)處理的煙道氣。16、如權(quán)利要求13所述的方法,其中次要催化劑以每立方英寸所述基質(zhì)大約l.O克到大約2.5克的范圍存在。17、如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述貴金屬以相對所述金屬氧化物載體大約0.1到2.0重量%的量存在。18、如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述氧化釩構(gòu)成所述金屬氧化物載體的大約1.0到10重量%。19、如權(quán)利要求16所述的方法,其中所述貴金屬以所述氧化鈦的大約0.1到2.0重量%的量存在。20、如權(quán)利要求19所述的方法,其中所述氧化釩以所述氧化鈦的大約0.1到10重量%的量存在。全文摘要描述了通過氧化除去煙道氣中的過量氨(NH<sub>3</sub>)氣的方法,其通過氨注射經(jīng)歷氮氧化物(NO<sub>x</sub>)的選擇性催化還原(SCR)。本發(fā)明方法在保持二氧化硫(SO<sub>2</sub>)水平的同時,摻入貴金屬的次級催化劑和金屬氧化物如氧化鈦上的釩催化氨和一氧化碳(CO)的氧化。文檔編號B01D53/86GK101160164SQ200680012643公開日2008年4月9日申請日期2006年1月30日優(yōu)先權(quán)日2005年2月16日發(fā)明者G·D·拉帕杜拉,P·H·德蘭,X·劉申請人:巴斯福催化劑公司
      網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
      • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
      1