HUT77699A

HUT77699A - Katalizátor/abszorber regenerálása

Info

Publication number: HUT77699A
Application number: HU9800911A
Authority: HU
Inventors: Larry E. Campbell; Eugene D. Guth
Original assignee: Goal Line Environmental Technologies
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1998-07-28
Also published as: CN1173147A; EP0802825A1; AU4105696A; US5599758A; JP4110427B2; DE69532419D1; WO1996020044A1; PL321095A1; EP0802825A4; JP2000507491A; ATE257409T1; CZ198297A3; NZ296438A; BR9510481A; DE69532419T2; TW363898B; EP0802825B1; AU693966B2

Description

A találmány tárgya eljárás olyan kimerült katalizátor/abszorber regenerálására, mely hosszasan ki volt téve motorok kipufogógázaiban levő szennyező anyagok hatásának.

A turbinás erőműtelepek az elektromos energia előállításának egyre inkább szokásos formái, az energia előállításának bármely más formájához viszonyított jóval nagyobb hatékonyságuk miatt. A városokban a lakosok és az üzemek számára energiát termelő, metánt elégető turbinás erőmutelepek szennyezőanyagként szén-monoxidot és nitrogén-oxidot is termelnek. Igen fontos ezeknek a szennyezőanyagoknak a mennyiségét csökkenteni vagy teljesen kiküszöbölni őket, hogy ne szennyezzék a levegőt az energiatermelés következményeképpen.

Az évek során, ahogy a technológia fejlődött, a megengedett szennyezőanyag-szint csökkent. Kezdetben az erőmutelepek megengedett nitrogén-oxid (N0_x) szennyezési szintje - ami magában foglalja a nitrogén-oxidot (NO) és a nitrogén-dioxidot (N0₂) - 100 ppm alatt, és a szén-monoxid (CO) megengedett szintje is 100 ppm alatt volt. Később a követelmények szigorúbbá váltak, és az NO_X szintjét 25 ppm alá kellett csökkenteni, míg a CO megengedett szintje ma is 100 ppm alatt van. Korszerű technológia alkalmazásával a NO_X kijutás szintjét 5-9 ppm-re lehet csökkenteni, amihez hozzáadódik az alábbiakban leírt szelektív katalitikus redukálásí technológiából (SCR) származó gázátszivárgás.

Az 5-9 ppm-es NO_X szintek elérésére jelenleg ismeretes egyetlen technológiát szelektív katalitikus redukálásnak nevezik, amelynek során a füstgázzal ammóniát kevernek össze, majd átengedik egy katalizátor fölött, ami szelektíven reagáltatja ··*.*· ··· ···

- 3 a nitrogén-oxidokat és az ammóniát, és így átalakítja az NO_Xnagy részét. Az egyik gyakorlati nehézség a szelektív katalitikus reakciónál az, hogy az N0_x mennyiségét csak 5-9 ppm tartományba tudja csökkenteni. A másik nehézség, amit gázátszivárgásnak neveznek, abból ered, hogy az ammónia, amit azért fecskendeztek be a rendszerbe, hogy reagáljon az NO_x-szel, átalakulás nélkül elhalad a katalizátor fölött, és eredeti formájában távozik a rendszerből, ami veszélyes a környezetre.

Más korszerű technológiák is léteznek a szennyezés csökkentésére, úgymint víz fölött való elvezetés az égéstérben, és ezek a technológiák is csökkenteni tudják az Ν0_χ szennyezést, de egyik sem csökkenti az N0_x mennyiségét jelentősen az 5-9 ppm közötti szint alá.

08/066,361 alapszámú, 1993. 05. 24-én benyújtott USA-beli szabadalmi bejelentésünkben olyan szennyezőanyag csökkentési eljárást és berendezést ismertetünk, amelynek során egy turbina gázáramából származó, NO-ot és CO-ot tartalmazó szennyezőanyagokat először NO 2^-dá illetve CO2dá oxidálunk, majd a N02^_ot egy abszorpciós ágyon abszorbeáljuk.

08/192,003 alapszámú, 1994. 03. 04-én benyújtott USA-beli szabadalmi bejelentésünkben olyan katalizátor/abszorbert írunk le, amely egy hordozóból és azon elhelyezkedő alumínium-oxid mosóbevonatból, a mosóbevonaton elhelyezkedő platina katalizátorból és egy azon elhelyezkedő alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonát vagy -hidrogén-karbonát bevonatból áll, mely karbonát bevonat lítium-, nátrium-, kálium- vagy kalcium-karbonát.

Ebben a bejelentésben eljárást is ismertetünk kipufogógáz-áramok kezelésére, amelynek során a gázáramot érintkeztetjük a katalizátor/abszorberrel, ami a nitrogén-oxidot nitrogén-dioxiddá; a szén-monoxidot szén-dioxiddá; és a kén-dioxidot (S0₂) kén-trioxiddá (S0₃) oxidálja. Ez az oxidálás körülbelül 66-399°C (150-750°F), előnyösen 79-204°C (175-400°F), legelőnyösebben 93-185°C (200-365°F) tartományban megy végbe. A kipufogógáz térsebessége (GHSV) az 5000-50000 h^-1 tartományban lehet. Ugyanennek a katalizátor/abszorber rendszernek második funkciója az oxidált szennyezőanyagok abszorbeálása ugyanezen a hőmérsékleten, hogy a kapott kipufogógáz-áram lényegében mentes legyen a káros szennyezőktől.

Amikor a katalizátor/abszorber rendszer elveszíti _hatékonyságát, és különösen amikor a berendezésből a katalizátor/abszorberrel való érintkezés után távozó szennyezőanyagok szintje az elfogadható szint fölé emelkedik, az abszorbert ki lehet cserélni, és a használt abszorbert azután regenerálással újra hatékonnyá lehet alakítani. A katalizátor regenerálásának egyik módja az elhasználódott (telítődött vagy részlegesen telítődött) karbonát eltávolítása a katalizátor/abszorberről és az elhasználódott karbonát kicserélése friss, reagálatlan karbonáttal, például az abszorber - ami általában kálium-karbonát vagy nátrium-karbonát - leoldással való eltávolításával a katalizátorról, majd az abszorber friss abszorberrel való helyettesítésével a katalizátoron. A nitrátokat és a nitriteket ezután elválasztjuk a nem reagált karbonátoktól a feloldott abszorberben, így a nem reagált karbonátok újra használhatók. Ez az eljárás azonban valószínűleg szükségessé teszi a katalizátor/abszorber eltávolítását a kipufogórendszerből, és nagy mennyiségű folyékony szennyezőanyag-áramot eredményez, amit el kell helyezni.

Szükség lenne egy olyan rendszerre, ami az abszorbert eltávolítás helyett regenerálja, és ami könnyebb, egyszerűbb, gyorsabb, kevésbé munkaigényes és olcsóbb, mint az idáig ismertté vált rendszerek.

Találmányunk előnye, hogy a katalizátor/abszorber regenerálása in situ végrehajtható. További előny, hogy a találmányunk szerinti megoldás folyékony reagensek nélkül megvalósítható. Találmányunk egyik jellemző vonása, hogy a regenerálás melléktermékeit könnyű elhelyezni. Találmányunk egyik fő jellemzője, hogy a regenerálás során alkalmazott gázok olcsók és könnyen hozzáférhetők.

Találmányunk értelmében egy kimerült katalizátor/abszorbert regenerálunk, azaz kezdeti aktivitásának visszanyerése érdekében kezelünk vagy más módon jelentősen javítjuk az aktivitását, regeneráló gázt átbocsátva fölötte. Röviden találmányunk tárgya eljárás olyan kimerült abszorber regenerálására, amit nitrogén-oxidok eltávolítására használnak gázokból, és ami egy alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonát vagy -hidrogén-karbonát alkotórészt tartalmaz; a találmány értelmében úgy járunk el, hogy a kimerült abszorbert olyan gázárammal érintkeztetjük, mely a nitrogén-oxidok egy részének eltávolítására alkalmas mennyiségű redukálószert tartalmaz. A találmány egyik előnyös megvalósítási módja esetében a kimerült abszorbens egy katalizátor/abszorbens kompozíció egyik alkotórésze. Az alkalmazható redukálószerek közé tartozik a szén-monoxid, a hidrogén és ezek keverékei. A gázáram alapvető alkotórésze egy közömbös hordozógáz, úgymint nitrogén, hélium, argon vagy gőz.

A regeneráló gáz egy reagensgázból vagy reagensgázok keverékéből áll egy hordozógázzal vagy hordozógázok keverékével együtt. A reagensgázok reaktív redukálószerek az abszorber oxidálódott formáinak - amelyek az abszorpciós lépésben keletkeztek - átalakítására. Az előnyösen alkalmazható reagensgázok a szén-monoxid, a hidrogén vagy ezek kombinációi. A reagensgáz a regeneráló gáznak körülbelül 550 ppm-tői 10 %-ig terjedő mennyiségét teszi ki; a regeneráló gáz többi része a hordozógáz (keverék).

A hordozógáz tartalmazhat alapvetően nitrogént vagy gőzt előnyös például 50 % vagy több nitrogén alkalmazása. és jelen lehet szén-dioxid és gőz is kisebb koncentrációban; vagy tartalmazhat 50 % vagy több gőzt és tartalmazhat nitrogént és szén-dioxidot kisebb koncentrációban. A nitrogén nagy koncentrációban - körülbelül 50 % és körülbelül 80 % közötti mennyiségben - kiváló hordozó a redukálószerekhez. A gőz is jó hordozó 30-98 % koncentrációban, úgy, hogy a fennmaradó rész nitrogén.

A regeneráló gáz lényegében oxigénmentes, bár oxigén jelen lehet 1 %-ig terjedő mennyiségben anélkül, hogy jelentős negatív hatást váltana ki.

A kimerült katalizátor/abszorber nitrogén-oxidokat és kén-oxidokat abszorbeált vagy adszorbeált számos kémiai formában. A reagensgáz csökkenti a nitrogén-oxidok mennyiségét a nitrogén kiküszöbölésére, és kiszorítja a kén-oxidokat. A logikus sztöchiometriai arányok 2 mól szén-monoxid és/vagy hidrogén a katalizátor/abszorberen levő nitrogén-oxid minden egyes móljára, és 1 mól reagensgáz a katalizátor/abszorberen

• ·

- Ί levő kén-oxid minden egyes móljára.

A katalizátor/abszorber regenerálását a találmány szerinti módszerrel előnyösen 121-399°C (250-750°F) hőmérséklettartományban, és előnyösen lényegében 1 atmoszféra nyomásnak megfelelő nyomáson végezhetjük. A hőmérséklet gazdaságossági okokból általában megegyezik azzal a hőmérséklettel, amelyen az abszorpciót végeztük, de a fenti hőmérséklettartományon belül korlátozás nélkül bármilyen hőmérséklet alkalmazható. A gázáramot a regeneráló kamrán meglehetősen tág tartományba eső áramlási sebességek alkalmazásával vezethetjük át. Az optimális áramlási sebesség olyan változóktól függ, mint a reakció hőmérséklete, nyomása, és a részecskeméret vagy a csatorna mérete bizonyos hordozók esetében. Az áramlási sebességet úgy mérjük, hogy a regeneráló áram (beleértve a hordozó és a reaktív gázokat) óránkénti gáztérfogatát viszonyítjuk a katalizátor/abszorbert tartalmazó kamra térfogatához; ezt az értéket a gáz óránkénti térsebességének (gas hourly space velocity, GHSV) nevezzük. A találmányunk szerinti regeneráláshoz a GHSV a 10 h’l - 100000 h'l tartományban lehet, előnyösen legalább 100 h^-1 és kisebb, mint 30000 h¹, még előnyösebben 500 h^_1 és 16000 h^_1 között. A regenerálási időt a sztöchiometriai viszonyok, azaz az abszorbeált mólok száma, a reagensgáz koncentrációja és a regeneráló géz áramlási sebessége határozzák meg. A regenerálási reakciók gyorsak és a regenerálás befejeződését a reagensgázok mennyiségének a távozó gázban való követésével lehet meghatározni. Általában az előnyös hőmérséklettartományon belül végrehajtott regenerálások legalább körülbelül 2 perctől körülbelül 10 percig terjedő időt igényelnek. A lénye• · · • · ·· gében az előnyös tartományba eső hőmérsékletek esetében a regenerálás 1 óra hosszáig terjedő időtartamot igényelhet.

A regenerálás során a nitrogén-oxidnak nitrogénné és vízzé való átalakulási reakciója 99,9 %-ig terjedő hatékonysággal mehet végbe.

A karbonát forma regenerálására legalább körülbelül 10 %-ig terjedő mennyiségben szén-dioxidot adagolhatunk a hidrogént tartalmazó regeneráló gázhoz.

A találmányunk szerinti regeneráló rendszer nem vizes és vizes, platina bevonatú katalizátorral is működik.

PÉLDÁK

A következő vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a katalizátor/abszorbert kielégítő teljesítménnyel lehet regenerálni. Azokban a példákban, amelyekben PtMO katalizátor/abszorbert alkalmaztunk, azokat a 08/307,939 alapszámú, 1994. szeptember 16.-án benyújtott USA-beli szabadalmi bejelentésben ismertetett nem vizes eljárással állítottuk elő. A 0,23 % jelentése az, hogy a katalizátor/abszorber 0,23 tömeg% platinát tartalmaz. Az abszorber mindegyik katalizátor esetében kálium-karbonát. A különböző példákban a regeneráló gáz összetétele - beleértve a regenst és a hordozót - változik, és a regenerálási hőmérséklet és a térsebesség szintén változik.

Azokban a példákban, amelyekben egy vizes platina abszorber/katalizátort alkalmazunk, a katalizátor egy platina katalizátor, amelyet egy monoetanol-amin-platina-vegyület oldatából készítettünk. A kiindulási anyag hexaklór-platinasav. A kloridot kvantitatívan reagáltatjuk és teljesen elválasztjuk a platinától. A platinát feloldjuk vízben monoetanol-amin-platina-vegyület alakjában, majd ebből az oldatból felvisszük egy hordozóra. A platinával bevont hordozót hevítjük a víz és a monoetanol-amin eltávolításéra.

A következő példákban számos változatot szemléltetünk a regeneráló gáz és a körülmények vonatkozásában, mind vizes platinára, mind szerves fémtartalmú platinakatalizátorra. Az

1-7. példák vizes katalizátorokra vonatkoznak, a 8-12. példák szerves fémtartalmú katalizátorokat mutatnak be.

Vizes katalizátor készítése

Az 1-7. példák szerinti katalizátor vizes platinakatalizátor, amit a következőképpen készítünk:

Alumínium-oxid mosó alap 26,2 g/cm³ (1,6 g/cubic inch); platina bevonat 1643 g/m³ (46 g/cubic foot), kalcinálva

500°C-on;

abszorber 7,8 % K2CO3, impregnálva 60°C-on.

Az abszorpciós bevezetett gáz összetétele az 1. és 2. példákban a következő:

N2 73 % NO 30 ppm

CO2 3 % CO 10 ppm víz 10,2 %

O₂ 13,7%

1. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F) ; GHSV 20000 h ¹

Kivezetett gáz

Idő (perc) 2 6 10 15 20 25 30

NO_X ppm	0,65	0,78	1,0 1,3	1,8	2,1	2,
CO ppm	0,9	1,4	1,8 2,2	2,7	3,1	3,
Regenerálási körülmények:	121°C (250°F),	GHSV 1000 h ¹
Bevezetett	gáz
Gőz	89,7	%	Hidrogén	1,75 %
Nitrogén	7,30	%	Szén-dioxid	1,25 %
Kivezetett	gáz
Idő (perc)	0,5	1	3 5
NO_X ppm	0,11	0,10	0,11 0,75
CO ppm	0	0	3,2 3,8
Abszorpciós	hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000	h ¹
Kivezetett	gáz
Idő (perc)	2	6	10 15	20	25	30
NO_X ppm	0,7	0,8	1,1 1,35	1,7	2,35	2,6
CO ppm	0,8	1,3	1,8 2,0	2,5	2,8	3,0

- 11 Megjegyzések: Ez a vizsgálat az abszorpció - regenerálás - abszorpció folyamatát szemlélteti 121-149°C-on (250-300°F), hidrogén mint reagensgáz és gőz mint hordozógáz alkalmazásával. Az N0_x bontás hatékonysága 99,96 % volt, azaz az abszorbeált NO_x-nek csak 0,04 %-a került a kivezetett gázba a regenerálás során. Az elbontott NO_x-et elemi nitrogénné alakítottuk át.

2. példa

Abszorpciós hőmérséklet 366°C (690°F); GHSV 20000 h^-1

Kivezetett gáz Idő (perc) 2

N0_x ppm 0,4 0,3 0,3 0,4 0,5

CO ppm 0 0 0 0 0

Regenerálási körülmények: 379°C (714°F), GHSV 1000 h

Bevezetett gáz

Gőz 89,7 %

Nitrogén 7,3 %

Hidrogén 1,73 %

Szén-dioxid 1,25 %

0,9

Kivezetett gáz Idő (perc) 1

Ν0_χ ppm CO ppm

0,1 0,1

0

0,05 0,05

7,4 8,5

9

- 12 Abszorpciós hőmérséklet 371°C (700°F); GHSV 20000 h

Kivezetett gáz Idő (perc) 2

ΝΟ_χ ppm 0,4 0,3 0,3

CO ppm

0,3 0,4 0,6 1,5

0 0 0

Megjegyzések: Ez a vizsgálat az abszorpció - regenerálás - abszorpció folyamatát szemlélteti 366-379°C-on (690-714°F), hidrogén mint reagensgáz alkalmazásával. Az N0_x bontás hatékonysága 99,9 % völt.

A 3-7. példákban alkalmazott abszorpciós bevezetett gáz összetétele:

N₂ co₂ víz %

%

10,2 %

SONO

CO

8 ppb 3 0 ppm ppm oxigén 13,8

3. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h ¹

Kivezetett gáz Idő (perc) 2

ΝΟ_χ ppm CO ppm

0,3

0,5

0,7

0,9

1,2

0,5

1,8

2,0

2,6

3,8 ·· · *·«· ·

Regenerálási körülmények: 177°C (350°F) , GHSV 1000 h ¹

Bevezetett gáz	1,25 %
Gőz Hidrogén	97 1,	% 75 %	Szén-dioxid
Kivezetett	gáz
Idő (perc)	0,5	1	1,5 2	3
ΝΟ_χ ppm	0,2	0,	2 0,2 0,1	0,1
CO ppm	0	0	0 0	0
S0₂ ppb	16	10	10 10	9
Abszorpciós	hőmérséklet	149°C (300°F); GHSV 20000	h^_1
Kivezetett	gáz
Idő (perc)	2	6	10 15	20	25	30
NO_X ppm	0,2	0,6	0,9 1,3	2,2	3,2	4,6
CO ppm
S0₂ ppb

Megjegyzések: Ez a vizsgálat az abszorpció - regenerálás - abszorpció folyamatát szemlélteti 149-177°C-on (300-350°F), hidrogén mint reagensgáz és gőz mint hordozógáz alkalmazásával, 3 perces regenerálással .

• · · ·· .

- 14 4. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h^-1

Kivezetett	gáz 2	6	10	15	20	25	30
Idő	(perc)
NO_X	ppm	1,15	1,95	3,3	5,0	6,8	8,2	9,6
CO	ppm	0,2	0,6	0,9	1,3	1,8	2,1	2,4
so₂	ppb	2,9	2,8	6,7	11,8	16,7	21,9	25,5
Regenerálási körülmények:	149°C	(300°F)	, GHSV 4200 h^_1
Bevezetett	gáz
		H₂ ppm	% N	2 ^%	co₂	% h₂o	ppm CO
		2000	76,3	13,5	10	506
Kivezetett	gáz
Idő	(perc)	2	4	6	10	16	20
ΝΟ_χ	ppm	2,5	0,55	0,37	0,24	0,17	0,14
CO	ppm	15	8,4	10,8	15,3	20,5	14,9
so₂	PPb	97	16,5	8,7	8, 1	7,9	7,7
Abszorpciós	hőmérséklet 149°C (300°F); i	GHSV 20000	h¹
Kivezetett	gáz
Idő	(perc)	2	6	10	15	20	25	30
ΝΟ_χ	ppm	0,83	1,53	2,5	4,0	5,5	6,8	8,5
CO	ppm	0	0,4	0,7	1,0	1,4	1,5	1,8
so₂	PPb	0,2	0,4	4,2	7,7	12,6	16,6	21,4

Megjegyzések: Ez a vizsgálat az abszorpció - regenerálás - abszorpció folyamatát szemlélteti, a regenerálást 149°C-on (300°F) és 4200 h^--¹· GHSV-nél, hidrogén és szén-monoxid mint reagensgázok és nitrogén mint hordozógáz alkalmazásával végezve. Az abszorpciókat 149°C-on (300°F) végeztük.

5. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h^-1

Kivezetett	gáz 2	6	10
Idő	(perc)
NO_X	ppm	0,45	0,7	1,05
CO	ppm	0	0,4	0,9
so₂	ppb	0	0	0

Regeneráiási körülmények: 149°C

Bevezetett gáz ppm H₂2000

15	20	25	30
1,5	2,0	2,5	3,4
1,2	1,5	1,9	2,2
1,1	2,8	3,7	5,7
(300°F),	GHSV 1000	h'¹
% h₂o

99,8

Kivezetett gáz

Idő	(perc)	2	6	10	13	16	20
NO_X	ppm	0	0,25	0,11	0,05	0,15	0,25
CO	ppm	0	0	0	0	0	0
so₂	ppb	0	0	0	0	0	0

• · · • · · ·

- 16 Megjegyzések: Az ΝΟ_χ bontás hatékonysága 99,85 % volt, azaz az abszorbeált NO_x-nek csak 0,15 %-a deszorbeálódott NO_x-ként, és a többi elemi nitrogénné alakult át. Ebben a vizsgálatban a K₂CO₂ koncentráció a katalizátoron 10 % volt.

6. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h ¹

Kivezetett gáz __

Idő (perc) 2 6 10 15 20 25 30

NO_X	ppm	0,35	0,45	0,55 0,75	1,3 1,85	2,
CO	ppm	0	0	0 0,1	0,2 0,3	0,
Regenerálási körülmények:	149°C (300°F),	GHSV 1000 h^_1
Bevezetett	gáz összetétele
		% h₂		% co₂	% h₂o
		1,73		1,28	egyensúlyi
Kivezetett	gáz
Idő	(perc)	0,5	1	2 3	4 5	20
ΝΟ_χ	PPm	0,05	0,03	0,01 0,03	0,03
CO	PPm
so₂	ppb	7,4	7,3	7,2 7,2	7,3

• · ·

- 17 Megjegyzések: Ezt a vizsgálatot 5 perces regenerálással végeztük, gőz mint hordozógáz és hidrogén mint reagensgáz alkalmazásával szén-dioxid jelenlétében. Az N0_x bontás hatékonysága 99,69 % volt. A K₂CO₂koncentráció a katalizátor/abszorberen ebben a vizsgálatban 10 % volt.

7. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h~l

Kivezetett gáz

Idő	(perc)	2	6	10
NO_X	ppm	0,7	0,75	0,80
CO	ppm	0	0	0
so₂	PPb	0	0	0

15	20	25	30
1,05	1,25	1,7	2,4
0	0	0,1	0,3
0	0	1,2	3,1

Regenerálási körülmények: 149°C (

300°F), GHSV 4600 h ¹

Bevezetett gáz % h₂ % h₂o

1,73 98,2

Kivezetett gáz

Idő	(perc)	0,5	2	4	6	8	10	20
ΝΟ_χ	ppm	0	0,6	0,5	0,75	0,72	0,72
CO	PPm	0	0	0	0	0	0
so₂	PPb	0	0	0	0	0	0

• · • · · · · ·

- 18 Megjegyzések: Ez a vizsgálat a regenerálást szemlélteti hidrogén mint reagensgáz és gőz mint hordozógáz alkalmazásával, 149°c-on (300°F), 4600 h^-1 GHSVnél. Az N0_x bontás hatékonysága 99,92 % volt. A katalizátoron a K₂CO3 koncentráció ebben a vizsgálatban 10 % volt.

Az alábbi, 8-12. példákban platinatartalmú szerves fémvegyületet alkalmazunk a katalizátor/abszorberen. A katalizátort a következőképpen állítjuk elő. Alumínium-oxidot bevonunk platinatartalmú szerves fémvegyülettel 26,2 g/cm³ (1,6 g/cubic inch) mennyiségben; platina bevonat 1643 g/m³ (46 g/cubic foot), kalcinálva 500°C-on; abszorber 10 % Κ₂ΟΟ₂, impregnálva 60°C-on.

Az	abszorpciós	bevezetett gáz összetétele a következő
n₂	73 %	so₂	99 ppb
co₂	3 %	N0_x	30 ppm
víz	10 %	CO	10 ppm
°2	13,8 %

8. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F)

Kivezetett	gáz 2	6	10	15	20	25	30
Idő	(perc)
N0_x	ppm	0,7	0,8	0,95	1,45	2,5	4,5	6,8
CO	ppm	0	0	0	0	0	0	0,1
^S2	PPb	0	0	0	0,2	4,0	10,4	15,8

• · ·

- 19 Regenerálási körülmények: 177°C (350°F), GHSV 6000 h^_1

Bevezetett gáz összetétele h₂ % n₂ % co₂ %

0,1 76,8 13,13

H₂O %

Kivezetett gáz Idő (perc) 1

NO_X ppm

36 25 0,07 0,65 0,65

Megjegyzések: Ez a vizsgálat a hidrogén reagensgázzal és nitrogén hordozógázzal 149-177°C-on (300-350°F) végzett regenerálást szemlélteti. Az NO_X bontás hatékonysága 93,4 %.

9. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h 1

Kivezetett	gáz
Idő (perc)	2	6	10	15	20	25	30

ΝΟ_χ	PPm	0,95	0,99	1,17	1,7	2,9	4,7	6,6
CO	PPm	0	0	0	0	0,1	0,1	0,2
^S2	ppb	0	0	0	0,8	3,8	10,7	15,2

Regenerálási körülmények

Bevezetett gáz

Kivezetett gáz Idő (perc) összetétele n₂ % 76,8

4

CO₂ % 13,1

10

ΝΟ_χ ppm

21,5 27

18,5 19

SO₂ ppb

50,1 71 55

h₂o %

17

2,5 0,8

9

Megjegyzések: Ez a vizsgálat a szén-monoxid reagensgázzal és nitrogén hordozógázzal végzett regenerálást szemlélteti. Az ΝΟ_χ bontás hatékonysága 93,0 %.

10. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h“l

Kivezetett gáz

Idő (perc) 2 6 10 15 20 25 30

ΝΟ_χ ppm 1,15 1,15 1,3 1,7 2,7 4,0 5,9 »·♦

Regenerálási körülmények

Bevezetett gáz összetétele

H₂ % N₂ %

1000 76,8

CO₂ % 13,1

H₂O % CO ppm

500

Kivezetett gáz

Idő (perc) 2 4

10 12

NO_X ppm 60 37 1,0 0,97 0,95 0,93

CO ppm 4,3 4,2 4,7 7,9 8,0 _8,6

Megjegyzések: Ez a vizsgálat a hidrogén és szén-monoxid reagensgázzal és nitrogén hordozógázzal végzett regenerálást szemlélteti. Az ΝΟ_χ bontás hatékonysága 92,9 %.

11. példa

Abszorpciós hőmérséklet 149°C (300°F); GHSV 20000 h~l

Kivezetett	gáz 2	6	10	15	20	25	30
Idő	(perc)
ΝΟ_χ	ppm	1,2	1,3	1,55	2,25	3,25	4,95	7,9
CO	ppm	0,1	0,1	0,1	0,1	0,2	0,2	0,3
so₂	PPb	0	0	0,4	2	5	9,6	20,0

• ··

- 22 Regenerálási körülmények: hőmérséklet 177°C (350°F), GHSV 6000 h^_1

Bevezetett gáz H₂ ppm

1442 összetétele N₂ %

76,7 co₂ % 13,1

H₂O % CO ppm

10,0 721

Kivezetett gáz

Idő (perc) 1

ΝΟ_χ ppm 5,0 _l,0

SO₂ ppb 39,2 9,9

Megjegyzések: Ez a vizsgálat a hidrogén és szén-monoxid reagensgázzal és nitrogén hordozógázzal végzett regenerálást szemlélteti. Az NO_X bontás hatékonysága 99,5 %.

12. példa

Abszorpciós hőmérséklet 177°C (350°F) ; GHSV 20000 h”-'Kivezetett gáz

Idő (perc) 2 6 10 15 20 25 30

ΝΟ_χ ppm 0,4 0,65 1,15 3,05 5,2 6,95 8,6

SO₂ PPb 0 0 1,1 5,5 92,2 16,6 20,6

e ·*

- 23 Regenerálási körülmények: hőmérséklet 177°C (350°F), GHSV 4200 h^-1

Bevezetett gáz összetétele

H2 ppm CO ppm

2000 1000

Kivezetett gáz

Idő (perc) 246 1016 21

ΝΟ_χ ppm 15 0,3 0,23 0,15 0,12 _ 0,11

CO ppm 4,2 10,8 13,5 15,1 32 32

Megjegyzések: Ez a vizsgálat a hidrogén és szén-monoxid reagensgázzal és nitrogén hordozógázzal 177°C-on (350°F) végzett regenerálást szemlélteti. Az NO_X bontás hatékonysága 99,8 %.

Szakember számára nyilvánvaló, hogy a találmányunk szerinti eljárásban változtatásokat és módosításokat hajthatunk végre anélkül, hogy a találmány szellemétől eltérnénk és annak oltalmi körén túllépnénk. Találmányunknak a szabadalmi igénypontok által meghatározott oltalmi körébe tehát beletartozik minden variáció, ami az ekvivalensek körén belül esik.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás kimerült abszorber regenerálására, amelyben vagy amelyen abszorbeált nitrogén-oxidok vannak jelen, azzal jellemezve, hogy előállítunk egy regeneráló gázáramot, amely egy redukáló gázt - mely redukáló gáz a nitrogén-oxidoknak a kimerült abszorberről való eltávolításához hatékony mennyiségben van jelen - és egy inért hordozógázt tartalmaz, és a regeneráló gázáramot átengedjük a kimerült atjszorber fölött a nitrogén-oxidoknak a kimerült abszorberről való eltávolításához szükséges hatékony ideig, hatékony hőmérsékleten és hatékony térsebességgel, így regenerált abszorbert kapunk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a regenerálást 121-399°C (250-750°F) hőmérsékleten végezzük .
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a regeneráló gáz 10 %-ig terjedő mennyiségben szén-dioxidot is tartalmaz.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy redukáló gázként szén-monoxidot, hidrogént vagy szén-monoxid és hidrogén keverékét alkalmazzuk.

· ·*< «

- 25
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az abszorbernek alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonát vagy -hidrogén-karbonát bevonata van.
6. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonátként kálium-karbonátot alkalmazunk.
7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az abszorber egy alumínium-oxid hordozóból és azon elhelyezkedő platina bevonatból áll. _
8. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nitrogén-oxidok eltávolítására a katalizátor/abszorberről, és az alkálifém- vagy alkáliföldfém-karbonát helyreállítására előállítunk egy közömbös hordozógáz áramot, mely egy redukáló szer - mely szén-monoxid vagy hidrogéngáz vagy ezek keveréke - hatékony mennyiségét tartalmazza, és legalább szén-monoxidot vagy szén-dioxidot is tartalmaz;

a gázáramot átengedjük a kimerült abszorber fölött megfelelő ideig, 121-399°C (250-750°F) hőmérsékleten és 10100000 h^_1 GHSV-n, így eltávolítjuk a nitrogén-oxidokat a kimerült katalizátor/abszorberről és regenerált katalizátor/abszorbert kapunk.
9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a közömbös hordozógáz nitrogént, gőzt vagy ezek keverékét tartalmazza.
10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy közömbös hordozógáz nitrogént tartalmaz és a redukáló szer 500 ppm és 10 % közötti mennyiségű szén-dioxidot vagy 500 ppm és 10 % közötti mennyiségű hidrogént tartalmaz.