BRPI0721043A2

BRPI0721043A2 - Método e aparelho para regeneração de catalisador

Info

Publication number: BRPI0721043A2
Application number: BRPI0721043-4A
Authority: BR
Inventors: James D Rowland; Erland E Klintenheim
Original assignee: Alstom Technology Ltd
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2014-07-29
Also published as: MY154946A; KR101144699B1; BRPI0721043A8; ATE509191T1; CN101600859A; EP2097624B1; KR20090095655A; CN101600859B; CA2671370C; CA2671370A1; WO2008079808A1; US7563423B2; US20080152564A1; EP2097624A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA REGENERAÇÃO DE CATALISADOR".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um método e sistema para a regeneração de um catalisador de redução de óxido de nitrogênio (NOx) e um catalisador de remoção de óxido de enxofre (SOx). Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um método para regenerar tanto o catalisador de redução de NOx quanto o catalisador de remoção de SOx enquanto impedindo, adicionalmente, envenenamento por enxofre do catalisador de redução de NOx.

Breve Descrição da Técnica

Métodos para remover contaminantes tais como NOx dos gases de exaustão de motores Diesel, turbinas a gás e de outros mais sem a necessidade de usar amônia têm estado em desenvolvimento desde a metade da década de 90. Um método como este é conhecido como um catalisador de redução de NOx. Um catalisador de redução de NOx é uma estrutura de suporte revestida com um material absorvente para reduzir emissões tanto de monóxido de carbono (CO) quanto de NOx. Em uma etapa de oxidação e absorção, o catalisador de redução de NOx trabalha ao oxidar simultaneamente CO para CO2 e NO para NO2. O NO2 é absorvido pelo material absorvente revestido sobre o catalisador, o qual é tipicamente carbonato de potássio. O CO2 é dissipado para fora da pilha. Quando o NO2 é absorvido pelo carbonato de potássio, nitritos de potássio e nitratos de potássio são formados.

Uma vez que o catalisador de redução de NOx pode ser facilmente desativado por SOx e outros compostos de enxofre encontrados no gás de exaustão, um outro sistema conhecido como um catalisador de remoção de SOx é tipicamente arranjado a montante do catalisador de redução de NOx, como uma unidade de remoção de SOx primária ou, mais tipicamente, para remover quantidades residuais de SOx do gás de exaustão. O catalisador de remoção de SOx absorve SOx do gás de exaustão protegendo, assim, o catalisador de redução de NOx contra envenenamento por enxofre. O catalisador de remoção de SOx é uma estrutura de suporte revestida com um absorvente que é efetivo para absorver SOx do gás de exaustão.

5 Tal como usado neste documento, os termos "absorver", "absor

vência", "absorvido", "absorção", e outros mais, indicam absorvência ou adsorvência ou uma combinação das mesmas. O catalisador de redução de NOx pode remover NOx de um fluxo de gás de exaustão por adsorção, absorção ou uma combinação das mesmas. De forma similar, o catalisador de 10 remoção de SOx pode remover SOx por adsorção, absorção, ou uma combinação das mesmas.

No sistema tradicional, utilizando um catalisador de remoção de SOx e um catalisador de redução de NOx, assim, que a capacidade de deposição do material absorvente é exaurida, o material absorvente nos catali15 sadores deve ser regenerado. Regeneração do material absorvente é feita tradicionalmente no local ao isolar o substrato e material absorvente do fluxo de gás de exaustão e colocar o material absorvente em contato com um gás de regeneração.

Em um sistema, o gás de regeneração contém uma parte de hidrogênio molecular como a substância ativa. O restante do gás é um gás transportador que consiste em vapor e pode conter pequenas quantidades de nitrogênio molecular e dióxido de carbono. O gás de regeneração reage com os nitritos e nitratos absorvidos no material absorvente do catalisador de redução de NOx para formar vapor de água e nitrogênio que são emitidos com a exaustão de gás de regeneração. Todo dióxido de carbono presente no gás de regeneração reage com os nitritos de potássio e nitratos de potássio para formar carbonato de potássio. Tal como discutido anteriormente, carbonato de potássio é o material absorvente sobre a superfície do substrato antes de a etapa de oxidação e absorção iniciar. O SOx acumulado no catalisador de remoção de SOx é convertido em SO2 e água na presença de hidrogênio no gás de regeneração. Na regeneração do catalisador de remoção de SOx, o catalisador deve ser reduzido (isto é, liberado de oxigênio absorvido) antes de a liberação do dióxido de enxofre absorvido poder começar.

Se o catalisador de remoção de SOx não estiver inteiramente regenerado no final da regeneração, um "sopro" de enxofre é frequentemen5 te liberado. Ao reintroduzir o gás de exaustão nos catalisadores de remoção de SOx e de redução de NOx1 o sopro de enxofre é arrastado pelo gás de exaustão e transportado para o catalisador de redução de NOx. Tal como mencionado anteriormente, exposição ao enxofre é prejudicial ao catalisador de redução de NOx1 já que ele destrói a capacidade de absorção do catali10 sador de redução de NOx1 a qual não pode ser recuperada na seqüência de regeneração descrita anteriormente.

Portanto, o sopro de enxofre que ocorre durante seqüências de regeneração tradicionais usadas nestes processos é prejudicial ao catalisador de redução de NOx. Adicionalmente, uma pequena quantidade de SOx 15 também pode escapar para o catalisador de redução de NOx durante a etapa de absorção. O escape depende de diversos fatores, incluindo a eficiência e capacidade de regeneração e absorção do catalisador de remoção de SOx.

A seqüência de regeneração tradicionalmente acontece em um ambiente livre de oxigênio. Adicionalmente, a seqüência de regeneração deve acontecer em uma área isolada do fluxo de gás de exaustão.

Em uma outra modalidade revelada na técnica para instalações operando em temperaturas maiores que 232,22°C (450°F), o material absorvente pode ser regenerado pela introdução de uma pequena quantidade de 25 gás natural com um gás transportador tal como vapor para um catalisador de reforma a vapor, e, então, para o catalisador de redução de NOx. Nesta modalidade, o catalisador de reforma inicia a conversão de metano no gás natural em hidrogênio. A conversão é completada através do catalisador de redução de NOx.

Deve ser notado que o catalisador de remoção de SOx utiliza a

mesma etapa de oxidação/absorção e seqüência de regeneração tal como o catalisador de redução de NOx. Para possibilitar a regeneração no local sem a interrupção total do fluxo de corrente de gás, o catalisador de redução de NOx e o catalisador de remoção de SOx são colocados em compartimentos de reator com grandes registros em cada entrada e saída. Durante a regeneração os registros 5 são fechados, impedindo o fluxo de gás de exaustão de entrar nos compartimentos de reator. O gás de regeneração é, então, canalizado através de um sistema de distribuição para dentro dos compartimentos para regenerar o material absorvente.

Um catalisador de redução de NOx típico para uma turbina a gás de uma instalação de potência de ciclo combinado ou coisa parecida tem de cinco a quinze compartimentos de reator isoláveis individualmente, 80% dos quais estão na seqüência de oxidação/absorção e 20% dos quais estão na seqüência de regeneração em qualquer tempo. Uma seqüência de regeneração tipicamente leva não menos que 3 minutos e a seqüência de oxidação/absorção tipicamente leva não menos que 10 minutos, e depende de uma variedade de fatores, incluindo, mas não se limitando à capacidade de absorção dos catalisadores e à eficiência de regeneração. Desta maneira, a eficiência de remoção de NOx é dependente da eficiência de regeneração. BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO Um aspecto da invenção refere-se a um método para remover

óxidos de nitrogênio de um fluxo de gás de exaustão, em que o fluxo de gás de exaustão é colocado em contato com um catalisador de remoção de SOx que reduz o teor de óxidos de enxofre no fluxo de gás de exaustão e em que o gás de exaustão é, em seguida, colocado em contato com um catalisador 25 de redução de NOx que converte óxidos de nitrogênio em NO2 que é absorvido pelo catalisador de redução de NOx, o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx são alojados dentro de um compartimento de reator, o melhoramento compreendendo as etapas de: (a) isolar o compartimento de reator do fluxo de gás de exaustão; (b) dirigir um gás de 30 regeneração para dentro do compartimento de reator isolado por um tempo efetivo para regenerar absorvência do catalisador de redução de NOx; (c) depois de regenerar a absorvência do catalisador de redução de NOx, dirigir, então, o gás de regeneração para dentro do compartimento de reator isolado por um tempo efetivo para regenerar absorvência do catalisador de remoção de SOx; e (d) em seguida recomeçar o fluxo de gás de exaustão através do compartimento de reator.

5 Um outro aspecto da presente invenção refere-se a um método

para remover contaminantes de um fluxo de gás de exaustão pela utilização de um catalisador de redução de NOx e um catalisador de remoção de SOx, o método compreendendo: introduzir o fluxo de gás de exaustão em, pelo menos, um compartimento de reator, o, pelo menos, um compartimento de 10 reator compreendendo um catalisador de remoção de SOx e um catalisador de redução de NOx; remover os contaminantes do fluxo de gás de exaustão ao absorver os contaminantes no catalisador de remoção de SOx e no catalisador de redução de NOx; isolar, pelo menos, um compartimento de reator do fluxo de gás de exaustão; regenerar o catalisador de redução de NOx 15 antes de regenerar o catalisador de remoção de SOx ao introduzir um gás de regeneração no compartimento de reator isolado, em que o gás de regeneração entra em contato com o catalisador de redução de NOx e entra em contato com o catalisador de remoção de SOx, removendo, assim, os contaminantes destes; depois de regenerar o catalisador de remoção de SOx, 20 introduzir, então, um gás de remoção de enxofre no compartimento de reator isolado, em que o gás de remoção de enxofre é efetivo para remover uma quantidade de enxofre do catalisador de remoção de SOx; e depois de introduzir o gás de remoção de enxofre, introduzir, então, o fluxo de gás de exaustão no compartimento de reator pelo qual o catalisador de remoção de 25 SOx e o catalisador de redução de NOx podem absorver contaminantes adicionais do gás de exaustão.

Um outro aspecto da presente invenção refere-se a um aparelho para regenerar um catalisador de remoção de SOx e um catalisador de redução de NOx, o aparelho compreendendo: um par de registros, em que um 30 registro é paralelo ao outro registro; um catalisador de remoção de SOx disposto paralelo a um catalisador de redução de NOx, em que o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx são dispostos entre o par de registros; uma válvula disposta entre um registro e o catalisador de remoção de SOx; uma válvula disposta entre um registro e o catalisador de redução de NOx; e um controlador, em que o controlador opera os registros para isolar o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de 5 NOx de um gás de exaustão, adicionalmente, em que o controlador opera as válvulas para dirigir, pelo menos, um de um gás de regeneração, um gás de remoção de enxofre, ou uma mistura dos mesmos através do catalisador de remoção de SOx e do catalisador de redução de NOx.

Este aspecto da invenção, assim, como outros, está descrito com mais detalhes na descrição detalhada a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para o propósito de ilustrar a invenção, os desenhos mostram uma forma da invenção que é preferida atualmente. Entretanto, deve ser entendido que a presente invenção não está limitada aos arranjos e meios

precisos mostrados nos desenhos, em que:

a figura 1 é um compartimento de reator contendo um catalisador de redução de NOx e um catalisador de remoção de SOx;

a figura 2 é um compartimento de reator contendo um catalisador de redução de NOx e um catalisador de remoção de SOx;

a figura 3 é um fluxograma de uma seqüência de regeneração;

a figura 4 é um fluxograma de uma seqüência de regeneração; e a figura 5 é um fluxograma de uma seqüência de regeneração. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Uma ou mais camadas do catalisador de remoção de SOx e do 25 catalisador de redução de NOx podem ser usadas em um compartimento de reator. Por exemplo, em uma modalidade da invenção, existem duas camadas do catalisador de remoção de SOx e três camadas do catalisador de redução de NOx. É reconhecido que o número de camadas usadas nos catalisadores de redução de NOx e de remoção de SOx pode variar em dife30 rentes aplicações, portanto, não existe limitação no número de catalisadores e no número de camadas que podem ser usados no sistema e processo descrito neste documento. Além disso, qualquer referência feita a "um" cataIisador de redução de NOx ou "um" catalisador de remoção de SOx não é pretendida para limitar o número de catalisadores ou número de camadas presentes no catalisador.

Tal como mostrado nas figuras 1 e 2, um compartimento de rea5 tor 10 aloja um catalisador de redução de NOx 12 a jusante de um catalisador de remoção de SOx 14. Exemplos de catalisadores de redução de NOx e de remoção de SOx são conhecidos na técnica e incluem, por exemplo: SCONOx®, SCOSOx® e EMx®, os quais são todos comercialmente disponíveis pela EmeraChem. LLC de Knoxville, Tennessee.

O compartimento de reator 10 também inclui um par de registros

16 e 18, os quais fornecem uma barreira física que impede um fluxo de gás de exaustão 19 de entrar no compartimento de reator durante a seqüência de regeneração.

Em uma modalidade do compartimento de reator 10, tal como 15 mostrado na figura 1, durante a seqüência de regeneração um gás de regeneração entra no compartimento de reator através de uma entrada de gás de regeneração 20. A entrada 20 de uma maneira geral é um tubo ou outro conduto pelo qual o gás de regeneração pode se deslocar e entrar no compartimento de reator 10. A entrada 20 pode incluir válvulas ou outros contro20 Ies que regulam a quantidade de gás de regeneração que entra no compartimento de reator 10. A entrada 20 é tipicamente posicionada entre o catalisador de remoção de SOx 14 e o catalisador de redução de NOx 12. Entretanto, é considerado que a entrada 20 pode ser colocada em uma outra posição no compartimento de reator 10.

O gás de regeneração pode incluir hidrogênio, gás natural, va

por, outros gases inertes ou uma mistura dos mesmos. Em uma modalidade, o gás de regeneração é uma mistura de hidrogênio transportado em vapor que contém uma pequena quantidade de nitrogênio e monóxido de carbono. O gás de regeneração tipicamente consiste em 2% a 3% de hidrogênio em 30 um gás transportador tal como vapor, entretanto, outros gases inertes podem ser usados como o gás transportador. Outros gases de regeneração conhecidos na técnica para regenerar o catalisador de remoção de SOx 14 e o catalisador de redução de NOx 12 podem ser usados. Referindo-se ainda à figura 1, um gás de remoção de enxofre entra no compartimento de reator 10 através de uma entrada de gás de remoção de enxofre 22. O gás de remoção de enxofre é um gás contendo oxi5 gênio. Ar é um exemplo de um gás de remoção de enxofre, entretanto, outros gases contendo oxigênio, incluindo unicamente oxigênio, podem ser usados. O gás de remoção de enxofre é adicionado na direção do final da seqüência de regeneração para maximizar a remoção de SOx e de outros compostos contendo enxofre.

O compartimento de reator 10 pode ter diversas válvulas, as

quais facilitam o movimento e a remoção do gás de regeneração e gás de remoção de enxofre do compartimento de reator. O compartimento de reator 10 tem uma válvula 24, a qual é disposta entre o registro 16 e o catalisador de redução de NOx 12. O compartimento de reator 10 inclui, adicionalmente, 15 uma válvula 26 que é disposta entre o catalisador de remoção de SOx 14 e o registro 18. É considerado que as válvulas 24 e 26 podem ser posicionadas em uma outra localização no compartimento de reator 10. As válvulas 24 e

26 tipicamente são conectadas a tubos ou outros condutos que permitem ao gás de regeneração e ao gás de remoção de enxofre sair do compartimento de reator 10.

A abertura e fechamento das entradas 20 e 22 das válvulas 24 e 26, assim, como dos registros 16 e 18, são controlados por um controlador 28. O controlador 28 pode ser qualquer mecanismo de controle adequado. Exemplos de tais incluem sistemas de controle distribuído (DCS) e controle

lógico programável (PLC).

Em uma outra modalidade do compartimento de reator 10, tal como mostrado na figura 2, o gás de regeneração é introduzido no compartimento de reator através da válvula 24 e sai do compartimento de reator através da válvula 26. O gás de remoção de enxofre pode ser introduzido 30 pela entrada 22 ou pela válvula 24. Esta modalidade do compartimento de reator 10 não utiliza uma entrada 20 para introduzir o gás de regeneração.

Na presente invenção, a regeneração do catalisador de redução de NOx 12 é sempre seguida pela regeneração do catalisador de remoção de SOx 14. Em uma modalidade, o catalisador de redução de NOx 12 é regenerado primeiro, seguido pela regeneração do catalisador de remoção de SOx 14. Em uma outra modalidade, o catalisador de remoção de SOx 14 é 5 regenerado primeiro, seguido pela regeneração do catalisador de redução de NOx 12, e, então, uma outra regeneração do catalisador de remoção de SOx 14. Em uma ou outra modalidade, um gás de remoção de enxofre, o qual é efetivo para remover enxofre e/ou compostos de SOx em excesso do catalisador de remoção de SOx 14, é introduzido no compartimento de rea10 tor. Remoção de compostos contendo enxofre reduz ou elimina envenenamento por enxofre do catalisador de redução de NOx 12.

A ordem de regeneração e introdução do gás de remoção de enxofre é controlada pelas entradas e válvulas conectadas ao compartimento de reator 10 que aloja o catalisador de remoção de SOx 14 e o catalisador de redução de NOx 12.

Tal como mostrado na figura 3, em uma modalidade da presente invenção o catalisador de remoção de SOx 14 é regenerado somente uma vez. Na etapa 30, os registros 16 e 18 são fechados para isolar o compartimento de reator 10 do fluxo de gás de exaustão 19.

Na etapa 32, a válvula 24 é aberta. Na etapa 34, a entrada 20 é

aberta para introduzir o gás de regeneração no compartimento de reator 10. Abrir a válvula 24 facilita a regeneração do catalisador de redução de NOx 12 ao arrastar o gás de regeneração através do catalisador de redução de NOx. O gás de regeneração é exaurido pela válvula 24.

Na etapa 36, as válvulas 24 e 26 são moduladas para dirigir o

gás de regeneração para o catalisador de remoção de SOx 14. Especificamente, a válvula 26 é aberta, enquanto a válvula 24 é fechada. Quando a válvula 26 é aberta, o gás de regeneração é arrastado na direção da válvula

26 e através do catalisador de remoção de SOx 14. Na etapa 38, o catalisador de remoção de SOx 14 é regenerado pelo gás de regeneração. O gás de regeneração é exaurido pela válvula 26.

Na etapa 40, o gás de remoção de enxofre é introduzido no compartimento de reator 10. Isto pode ser realizado em, pelo menos, dois modos: (1) fechar a válvula de entrada 20 para interromper o fluxo do gás de regeneração para dentro do compartimento de reator e abrir a entrada 22 para introduzir um gás de remoção de enxofre; ou (2) deixar a entrada 20 5 aberta e abrir a entrada 22 para introduzir o gás de remoção de enxofre. Em outro caso, uma vez que a válvula 26 permanece aberta, o gás de remoção de enxofre é arrastado através do catalisador de remoção de SOx 14, removendo, assim, SOx deste.

Na etapa 42, a entrada 22 é fechada, a qual interrompe o fluxo do gás de remoção de enxofre para o compartimento de reator 10. Na etapa 44, todas as válvulas abertas remanescentes são fechadas, incluindo a válvula 26 e a válvula 20, e os registros 16 e 18 são abertos, introduzindo, assim, o fluxo de gás de exaustão 19 no compartimento de reator 10.

Em uma outra modalidade, tal como mostrado na figura 4, o catalisador de remoção de SOx 14 é regenerado primeiro, seguido pela regeneração do catalisador de redução de NOx 12 e uma segunda regeneração do catalisador de remoção de SOx.

Referindo-se ainda à figura 4, na etapa 50, os registros 16 e 18 são fechados para isolar o compartimento de reator 10 do fluxo de gás de exaustão 19. Na etapa 52, a válvula 26 é aberta. Na etapa 54, a entrada 20 é aberta para introduzir o gás de regeneração no compartimento de reator 10. Abrir a válvula 26 facilita a regeneração do catalisador de remoção de SOx

14. Ao abrir a válvula 26 o gás de regeneração é arrastado na direção da válvula 26 e através do catalisador de remoção de SOx 14. O gás de regeneração regenera o catalisador de remoção de SOx 14 e é exaurido pela válvula 26.

Na etapa 56, as válvulas 24 e 26 são moduladas para dirigir o gás de regeneração para o catalisador de redução de NOx 12. Especificamente, a válvula 24 é aberta, enquanto que a válvula 26 é fechada. Quando 30 a válvula 24 é aberta, o gás de regeneração é arrastado na direção da válvula 24 e através do catalisador de redução de NOx 12. Na etapa 58, o catalisador de redução de NOx 12 é regenerado pelo gás de regeneração, e o gás de regeneração é exaurido pela válvula 24. Na etapa 60, a válvula 26 é aberta, enquanto a válvula 24 é fechada. Abrir a válvula 26 de novo arrasta o gás de regeneração através do catalisador de remoção de SOx 14, regenerando, assim, o catalisador de 5 remoção de SOx por uma segunda vez. Na etapa 62, a entrada 20 é fechada para interromper o fluxo do gás de regeneração para o compartimento de reator 10.

Na etapa 64, a entrada 22 é aberta para introduzir um gás de remoção de enxofre no catalisador de remoção de SOx 14. Uma vez que a válvula 26 permanece aberta, o gás de remoção de enxofre é arrastado na direção da válvula 26 aberta e através do catalisador de remoção de SOx

14. O gás de remoção de enxofre remove compostos contendo enxofre em excesso e impede que eles escapem para o catalisador de redução de NOx 12.

Depois de o catalisador de remoção de SOx 14 ter sido exposto

ao gás de remoção de enxofre por uma quantidade de tempo suficiente para remover os compostos contendo enxofre, na etapa 66, a entrada 22 é fechada, os registros 16 e 18 são abertos, a válvula 26 é fechada, e o fluxo de gás de exaustão 19 é introduzido no compartimento 10. O gás de remoção de 20 enxofre e qualquer gás de regeneração remanescente são removidos quando os registros 16 e 18 são abertos.

Em uma outra modalidade da invenção, o gás de regeneração é introduzido através da válvula 24. Um compartimento de reator como este está ilustrado na figura 2 e a seqüência de regeneração está ilustrada na figura 5.

Referindo-se agora à figura 5, tal como mostrado na etapa 70, os registros 16 e 18 são fechados, isolando, assim, o compartimento de reator 10 do fluxo de gás de exaustão 19. Na etapa 72, as válvulas 24 e 26 são ambas abertas. Na etapa 74, um gás de regeneração é introduzido no com30 partimento de reator 10 pela válvula 24. Por causa de a válvula 26 estar aberta, o gás de regeneração flui através do catalisador de redução de NOx 12, e o regenera, e, então, regenera o catalisador de remoção de SOx 14. O gás de regeneração é exaurido pela válvula 26. Na etapa 76, um gás de remoção de enxofre é introduzido no compartimento de reator 10. Em uma modalidade, a válvula 24 é fechada e o gás de remoção de enxofre é introduzido através da entrada 22. Alternativa5 mente, o gás de remoção de enxofre pode ser introduzido através da válvula 24. Quando o gás de remoção de enxofre é introduzido através da válvula 24, a válvula 24 não é fechada e, em vez disto, permanece aberta.

Uma vez que a válvula 26 permanece aberta, o gás de remoção de enxofre é arrastado através do catalisador de remoção de SOx 14 e exaurido pela válvula 26.

Na etapa 78, a válvula ou entrada que introduz o gás de remoção de enxofre é fechada, a válvula 26 é fechada e os registros 16 e 18 são abertos, introduzindo, assim, gás de exaustão 19 no compartimento de reator 10.

O catalisador de remoção de SOx 14 e o catalisador de redução

de NOx 12 são expostos ao gás de regeneração por um tempo suficiente para regenerar os catalisadores. O período de tempo é determinado pela capacidade de absorção e pelo volume dos catalisadores, entretanto, tipicamente os catalisadores são expostos ao gás de regeneração por um período de tempo de três ou mais minutos.

O gás de remoção de enxofre é adicionado ao compartimento de reator 10 por um tempo entre cerca de 5 a cerca de 30 segundos, mas pode ser adicionado por até vários minutos, dependendo dos parâmetros do sistema particular.

Tipicamente, a seqüência de regeneração gasta em torno de 3 a

10 minutos. A adição do gás de remoção de enxofre representa aproximadamente 1% a 15% do tempo de regeneração total. Entretanto, a introdução do gás de remoção de enxofre reduz a quantidade de avanço de enxofre para menos que 1/3 da quantidade que avança durante a seqüência de regeneração atual não utilizando gás de remoção de enxofre.

Além da redução de avanço de SO2, o gás de remoção de enxofre resulta em maior capacidade de trabalho do catalisador de remoção de SOx já que mais SO2 foi removido dele. Isto por sua vez resulta em menos SO2 escapando do catalisador de remoção de SOx para envenenar o catalisador de redução de NOx durante o processo de absorção. Adicionalmente, a seqüência de regeneração atualmente descrita elimina substancialmente ou de forma total o "sopro" de enxofre, o qual é frequentemente liberado durante seqüências de regeneração tradicionais. Desta maneira, ao reintroduzir o gás de exaustão nos catalisadores de remoção de SOx e de redução de NOx, um sopro de enxofre já não é arrastado para o gás de exaustão e levado para o catalisador de redução de NOx.

Claims

1. Método para remover óxidos de nitrogênio de um fluxo de gás de exaustão, em que o fluxo de gás de exaustão é colocado em contato com um catalisador de remoção de SOx que reduz o teor de óxidos de enxofre no fluxo de gás de exaustão e em que o gás de exaustão é, em seguida, colocado em contato com um catalisador de redução de NOx que converte óxidos de nitrogênio em NO2 que é absorvido pelo catalisador de redução de NOx1 o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx alojados dentro de um compartimento de reator, em que o aperfeiçoamento compreende as etapas de: (a) isolar o compartimento de reator do fluxo de gás de exaustão; (b) dirigir um gás de regeneração para dentro do compartimento de reator isolado por um tempo efetivo para regenerar absorvência do catalisador de redução de NOx; (c) depois de regenerar a absorvência do catalisador de redução de NOx, dirigirindo, então, o gás de regeneração para dentro do compartimento de reator isolado por um tempo efetivo para regenerar absorvência do catalisador de remoção de SOx; e (d) em seguida recomeçar o fluxo de gás de exaustão através do compartimento de reator.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, compreendendo, adicionalmente, a etapa de: dirigir o gás de regeneração para dentro do compartimento de reator para regenerar absorvência do catalisador de remoção de SOx depois da etapa (a), mas antes da etapa (b).

3. Método de acordo com a reivindicação 1, compreendendo, adicionalmente, a etapa de: introduzir um gás de remoção de enxofre no compartimento de reator depois da etapa (c), mas antes da etapa (d), em que o gás de remoção de enxofre é introduzido por um tempo efetivo para reduzir uma quantidade de enxofre no catalisador de remoção de SOx.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, em que o gás de remoção de enxofre compreende oxigênio.

5. Método de acordo com a reivindicação 3, em que o gás de remoção de enxofre é introduzido no compartimento de reator por um tempo entre cerca de 5 segundos a cerca de 30 segundos.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o gás de regeneração compreende, pelo menos, um de: hidrogênio, gás natural, vapor, outros gases inertes, ou uma mistura dos mesmos.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o gás de regeneração é dirigido para dentro do compartimento de reator através de uma entrada localizada entre o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o gás de regeneração é dirigido para dentro do compartimento de reator através de uma válvula localizada entre o catalisador de redução de NOx e um registro a jusante.

9. Método para remover contaminantes de um fluxo de gás de exaustão pela utilização de um catalisador de redução de NOx e um catalisador de remoção de SOx, o método compreendendo: introduzir o fluxo de gás de exaustão em, pelo menos, um compartimento de reator, o, pelo menos, um compartimento de reator compreendendo um catalisador de remoção de SOx e um catalisador de redução de NOx1 remover os contaminantes do fluxo de gás de exaustão ao absorver os contaminantes no catalisador de remoção de SOx e no catalisador de redução de NOx; isolar, pelo menos, um compartimento de reator do fluxo de gás de exaustão; regenerar o catalisador de redução de NOx antes de regenerar o catalisador de remoção de SOx ao introduzir um gás de regeneração no compartimento de reator isolado, em que o gás de regeneração entra em contato com o catalisador de redução de NOx e entra em contato com o catalisador de remoção de SOx, removendo, assim, os contaminantes destes; depois de regenerar o catalisador de remoção de SOx, introduzir, então, um gás de remoção de enxofre no compartimento de reator isolado, em que o gás de remoção de enxofre é efetivo para remover uma quantidade de enxofre do catalisador de remoção de SOx; e depois de introduzir o gás de remoção de enxofre, introduzir, então, o fluxo de gás de exaustão no compartimento de reator pelo qual o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx podem absorver contaminantes adicionais do gás de exaustão.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, compreendendo, adicionalmente, a etapa de: depois de isolar o compartimento de reator do fluxo de gás de exaustão, regenerar, então, o catalisador de remoção de SOx antes de regenerar o catalisador de redução de NOx.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, em que o gás de regeneração compreende hidrogênio, gás natural, vapor, outros gases inertes ou uma mistura dos mesmos.

12. Método de acordo com a reivindicação 9, em que o gás de remoção de enxofre compreende oxigênio.

13. Aparelho para regenerar um catalisador de remoção de SOx e um catalisador de redução de NOx, o aparelho compreendendo: um par de registros, em que um registro é paralelo ao outro registro; um catalisador de remoção de SOx disposto paralelo a um cataIisador de redução de NOx, em que o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx são dispostos entre o par de registros; uma válvula disposta entre um registro e o catalisador de remoção de SOx; uma válvula disposta entre um registro e o catalisador de redução de NOx; e um controlador, em que o controlador opera os registros para isolar o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx de um gás de exaustão, adicionalmente, em que o controlador opera as válvulas para dirigir, pelo menos, um de um gás de regeneração, um gás de remoção de enxofre, ou uma mistura dos mesmos através do catalisador de remoção de SOx e do catalisador de redução de NOx.

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, compreendendo, adicionalmente, uma entrada de gás de remoção de enxofre disposta entre o catalisador de redução de NOx e o catalisador de remoção de SOx, em que a válvula de entrada de remoção de enxofre é efetiva para introduzir o gás de remoção de enxofre.

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, onde o controlador opera a entrada de gás de remoção de enxofre para dirigir um gás de remoção de enxofre através do catalisador de remoção de SOx. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, em que a válvula disposta entre o registro e o catalisador de redução de NOx é efetiva para introduzir um gás de regeneração no catalisador de redução de NOx e no catalisador de remoção de SOx.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, em que a válvula disposta entre o registro e o catalisador de remoção de SOx é efetiva para exaurir o gás de regeneração e o gás de remoção de enxofre.

17. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, compreendendo, adicionalmente, uma entrada de gás de regeneração disposta entre o catalisador de remoção de SOx e o catalisador de redução de NOx.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 17, em que o controlador é conectado operacionalmente à entrada de gás de regeneração.

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 17, em que a válvula disposta entre o registro e o catalisador de remoção de SOx e a válvula disposta entre o registro e o catalisador de redução de NOx são efetivas para exaurir o gás de regeneração e o gás de remoção de enxofre.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, em que a válvula disposta entre o registro e o catalisador de redução de NOx é efetiva para introduzir um gás de remoção de enxofre no dito compartimento de reator.