KR20140031198A

KR20140031198A - 철 화합물이 축적된 선택적 환원용 촉매의 처리 방법

Info

Publication number: KR20140031198A
Application number: KR1020137023028A
Authority: KR
Inventors: 띠에스 호프만; 브리짓 마리노
Original assignee: 슈테아그 에너지 서비시스 게엠베하
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2014-03-12
Also published as: WO2012106195A3; JP2014507273A; US8389431B2; KR101463101B1; US20120053046A1; CA2826588C; CA2826588A1; EP2670529A2; CN103732308B; WO2012106195A2; EP2670529A4; CN103732308A; JP5643905B2

Abstract

본 발명은 하나 이상의 철 화합물이 축적된 결과로서, 증가된 SO₂/SO₃ 변환율을 가지는 실활된 SCR 촉매의 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 상기 촉매가 산성 반응성 염 또는 불화수소의 수용액과, 하나 이상의 산화방지제를 첨가함으로써 처리되는 것을 특징으로 한다.

Description

철 화합물이 축적된 선택적 환원용 촉매의 처리 방법 {METHOD FOR TREATING SCR CATALYSTS HAVING ACCUMULATED IRON COMPOUNDS}

본 발명은 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 선택적 촉매방식 환원(selective catalytic reduction; SCR) 촉매를 처리하여 재생하기 위한 새로운 방법에 관한 것이다.

화석 연료를 사용하여 발전소에서 전기를 생산하기 위한 스팀의 발생과 같은 고온 열 공정은 종종 환경적으로 해로운 부산물을 생성한다. 질소 산화물(NO_x)과 이산화황(SO₂)을 포함하는 이러한 화합물들은, 연도 가스(flue gas)가 주위 환경으로 배출되기 전, 예를 들면 발전소에서 배출되어 주위 환경에 접촉하기 전에, 고온 열 공정의 연도 가스로부터 제거되어야 한다.

연도 가스의 탈황, 예를 들면 SO₂의 제거는 공지의 방법을 적용함으로써 수행될 수 있는데, 이 경우 연소 공정에서 생성되는 SO₂가 산화되어 SO₃가 된다. 이것은 연도 가스가 환원 촉매에 노출되기 전에 이루어진다. 이어서, SO₃는 알칼리성 용액 중에 흡수되고, 통상적으로는 석고의 형태로 공정으로부터 제거된다.

연도 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 표준 방법은 선택적 촉매방식 환원(SCR) 공정으로서, 전형적으로는 암모니아인 환원제가 연도 가스 내에 주입되어 혼합되고, 촉매 반응 챔버를 통해 이송되는데, 상기 챔버에서 촉매는 환원제에 의한 NO_x의 환원을 촉진시켜 원소 상태의 질소(N₂)와 물을 형성한다.

SCR 촉매와 연도 가스의 성분간의 불필요한 부반응 중 하나는, 잔존하는 SO₂가 SO₃로 변환되는 반응이다. 예를 들면, 연도 가스에 잔존하는 SO₂는 부분적으로 SO₃로 산화될 수 있고, 이것은 이어서 연도 가스 중의 물과 반응하여 황산(H₂SO₄)을 생성할 수 있다. 연도 가스 스트림 중의 황산은 촉매의 하류에 위치한 설비의 강철 표면, 예를 들면 황산의 이슬점 미만의 표면의 부식을 초래할 수 있다. 또한, H₂SO₄ 에어로졸 입자가 대기중으로 방출되는 것도 환경적 이유에서 바람직하지 않을 수 있다.

몇몇 구현예에 있어서 DeNOx 촉매로 지칭되는 촉매는, 예를 들면, 바나듐, 몰리브덴 및 텅스텐과 같은 전이 금속의 산화물을 함유하는 이산화티타늄으로 구성되어 촉매적으로 활성인 성분으로서 작용할 수 있다. 특정한 구현예에 있어서, 촉매는 플레이트 상에 벌집 형태로, 또는 파형 구조(corrugated structure)로서 배열될 수 있고, 일반적으로는 연도 가스의 유동 방향에 평행하게 설치된다. 그러나, 발전소의 가동시, 예를 들면 비산회(fly ash)의 폐색(plugging) 및/또는 연도 가스 중에 함유된 특정 화합물에 의한 활성 성분의 실활로 인해, 촉매는 활성과 효율성을 상실하게 된다. 이러한 화합물로는, 예를 들면 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As) 및 인(P)의 염을 비롯해서 다른 화합물이 포함된다.

이러한 화합물 이외에도, 철 화합물 및/또는 철 염이 물리적 및 화학적으로 촉매 표면에 결합하여 촉매의 성능을 더욱 감소시킬 수 있다. 연구 결과, 발전소에서 SCR 촉매의 정기 작업시 SO₂에서 SO₃로의 변환이 불필요하게 증강된 주된 원인은 철 이온일 수 있다는 의견이 제시된다. 철 오염은 발전소에서 연소되는 연료를 포함하는 다양한 소스에 기인할 수 있다. 예를 들면, 석탄의 원천과 연륜에 따라, 천연 철 함량은, 석탄 내 무기질 성분의 총량 기준으로 약 5중량% 내지 약 8중량%의 범위일 수 있다.

일반적으로는, SCR 촉매의 재생시, 예를 들면 침지(soaking) 단계 및 중화 단계에 의해 촉매를 세정하고 회복시키기 위해 황산(H₂SO₄) 및 염산(HCl)과 같은 무기산을 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 무기산은 전형적으로 냄새가 없으므로 이점이 무기산 사용이 가지는 또 하나의 이점이다. 특히 황산은 비교적 저렴하고 상업적으로 입수가능하다. 또한, 황산을 사용할 수 있는 이유는, 연도 가스 중에 SO₂와 SO₃가 존재할 수도 있고, 발전소 설비의 가동시 촉매에 의해 포집될 수 있으며, 촉매가 물 또는 다른 수용액 중에 잠길 때, SO₂와 SO₃가 촉매로부터 제거되어 묽은 황산 용액을 형성하기 때문이다. 그러나, 촉매를 황산으로 처리하는 것은 묽은 수용액 중의 H₂SO₄가 촉매의 스틸 캐스팅(steel casting)을 부식시키기 때문에 단점이 있다. 촉매 캐스팅의 부식은 수용성 철 화합물의 방출을 초래하고, 이러한 화합물은 SCR 촉매의 기공에 침투하여 SO₂를 SO₃로 변환시키는 불필요한 공정을 증강시키게 된다.

DeNOx 촉매로부터 철 오염물을 제거하는 공정은 미국특허 제7,569,506호에 기재되어 있는데, 여기서 촉매는 하나 이상의 산화방지제와 함께 무기산 또는 유기산의 수용액을 포함하는 반응 용액 중에 설치된다. 무기산으로는 염산, 인산, 질산 및 특히 황산이 기재되어 있다. 유기산으로는 옥살산, 시트르산, 말론산, 포름산, 클로로아세트산 및 벤졸 설폰산과 같은 비교적 강한 유기산도 사용되었다. 이 특허문헌에 기재된 방법이 촉매 상의 철 축적물을 제거하는 데 효과적이었지만, 상기 문헌에 기재된 강산은 또한 스틸 기판 및 촉매의 스틸 캐스팅으로부터 철 이온을 방출시키는 작용을 한다. 이러한 철 이온은 촉매의 기공에 침투할 수 있고, 잠재적으로 SO₂로부터 SO₃로의 변환을 불필요하게 증강시킨다.

따라서, 연도 가스 스트림 내에서 SO₂를 SO₃로 변환시키는 공정을 최소화 또는 감소시키면서 철 화합물에 의한 오염을 배제하거나 최소화하여 촉매의 DeNOx 성능을 최적화할 수 있는 SCR 촉매의 대안적 재생 방법에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 목적은 그러한 필요성을 충족시키는 새로운 SCR 촉매의 재생 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는, DeNOx 촉매와 같은 SCR 촉매를 재생하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 SCR 촉매를, 산성 반응성 염 또는 불화수소를 포함하는 실질적으로 수성인 용액과 하나 이상의 산화방지제로 처리하는 단계, 및 상기 SCR 촉매 상에 축적되어 있는 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함한다.

또 다른 구현예에 있어서, 본 발명은 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 DeNOx 촉매를 재생하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 하나 이상의 철 화합물이 축적된 DeNOx 촉매를, 약 2.0 내지 약 5.0의 pH 범위를 가지고 약 0.1∼약 4.0중량%의 산성 반응성 암모늄염과 약 0.5∼약 2.0중량%의 아스코르브산 또는 그의 유도체를 포함하는 실질적으로 수성인 용액으로 처리하는 단계, 상기 DeNOx 촉매 상에 축적된 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계, 처리된 DeNOx 촉매를 물 또는 수용액으로 세척하는 단계, 및 DeNOx 촉매를 건조하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 구현예는, 본 명세서에 기재된 방법에 따라 재생된 SCR 촉매를 제공한다.

본 발명에 의하면, 연도 가스 스트림 내에서 SO₂를 SO₃로 변환시키는 공정을 최소화하면서 철 화합물에 의한 오염을 배제하여 촉매의 DeNOx 성능을 최적화할 수 있는 SCR 촉매의 재생 방법이 제공된다.

첨부된 도면은 본 발명의 특정한 구현예를 명확히 설명하는 데 도움을 주는 것이며, 본 발명을 도시된 예에 한정하려는 것은 아니다.
도 1a, 1b, 및 1c는 암모늄염 및 아스코르브산의 농도의 함수로서 pH의 변동성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 산 또는 산 반응성 성분 및 아스코르브산의 농도의 함수로서 전체 철 농도를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 하나 이상의 철 화합물로 오염된 SCR 촉매를 재생하는 방법을 제공한다. SCR 촉매는, 예를 들면, 고농도의 철 화합물을 가지는 화석 연료의 연소 또는 발전소 컴포넌트로부터 철 화합물의 침출을 통해, 철 화합물로 오염될 수 있다. 이러한 철계 화합물은 촉매 사용 사이클에서 SO₂/SO₃ 변환율을 증가시키는 데 주된 기여를 할 수 있다. 철 화합물은, 예를 들면, 촉매의 하나 이상의 표면 상에, 또는 촉매의 기공 내에 증착되거나, 촉매 반응성 화합물 또는 구조적 성분들과 화학적 반응에 참여함으로써, SCR 촉매와 기계적 및/또는 화학적으로 반응할 수 있고, 그 결과 촉매적 성능의 약화 및 SO₂/SO₃ 변환율의 증가를 초래할 수 있다. 예를 들면, 촉매 상에 증착되거나, 촉매와 화학적으로 반응한 철 화합물은 연도 가스 중 SO₂를 SO₃로 산화시킬 수 있고, 그 경우에 SO₃는 연도 가스 중의 물과 반응하여 황산을 형성할 수 있다. 황산은 연도 가스 방출 시스템의 하류 컴포넌트와 반응하여 이들 컴포넌트를 부식시키거나 산화시킬 수 있어서, 잠재적으로 컴포넌트 고장을 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명의 재생 방법의 목표 중 하나는, 촉매적 활성의 손실을 일으키는 다양한 오염물을 제거하는 것뿐만 아니라, 재생 공정중에 촉매의 표면 및 기공으로부터 하나 이상의 철 화합물을 제거함으로써 SO₂/SO₃ 변환율 포텐셜(potential)을 유지 또는 감소시키는 것이다.

가동예 이외에, 또는 달리 표시되는 경우 이외에, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 성분의 양, 공정 조건 등을 나타내는 모든 수치는, 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 이하의 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 제시되는 수치적 파라미터는 근사치로서, 얻고자 하는 성질에 따라 변동될 수 있다. 적어도, 특허청구범위에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 의도가 아니고, 각각의 수치적 파라미터는 보고된 유효 숫자를 고려하고, 통상적 반올림법을 적용함으로써 해석되어야 한다.

본 발명의 폭넓은 범위를 제시하는 수치적 범위와 파라미터가 근사치이기는 하지만, 특정예에 제시된 수치적 값들은 가능한 한 정확히 기재된다. 그러나, 어느 수치적 값이든지, 예를 들면, 장치 및/또는 작업자 오류와 같이, 각각의 테스트 측정에서 나타나는 표준편차로부터 불가피하게 생기는 소정의 오차를 내포할 수 있다.

또한, 본 명세서에 기재된 어느 수치적 범위든지 모든 하부-범위(sub-range)가 포함되어 있는 것으로 한다. 예를 들면, "1 내지 10"의 범위는 기재된 최소값 1과 기재된 최대값 10 사이(1과 10을 포함), 즉 1 이상의 최소값과 10 이하의 최대값 사이의 모든 하부-범위를 포함한다.

본 명세서에 인용된 모든 특허, 출판물, 또는 다른 개시물은 그 전체 또는 일부가 원용에 의해 포함되지만, 그 포함되는 내용은 본 명세서에 개시되어 있는 정의, 진술 또는 다른 개시 내용과 상충되지 않는 범위까지만 해당된다. 본 명세서에 명백히 제시된 개시 내용은 그 자체 및 필요한 범위까지, 원용에 의해 본 명세서에 포함된 어떠한 상충되는 내용에 대해서도 우선한다. 원용에 의해 본 명세서에 포함되어 있다고 하지만, 본 명세서에 제시된 정의, 진술, 또는 다른 개시 내용과 상충되는 임의의 내용 또는 그 일부는, 포함되는 내용과 이미 개시된 내용 사이에 상충을 일으키지 않는 범위까지만 포함될 것이다.

본 명세서는 다양한 예시적 비제한적 구현예를 참조하여 본 발명의 여러 가지 상이한 특징 및 측면을 설명한다. 그러나, 본 발명은 당업자라면 유용하다는 것을 알수 있는, 본 명세서에 기재된 여러 가지 특징, 측면 및 구현예를 임의의 조합으로 결합함으로써 달성될 수 있는, 다수의 대안적 구현예를 포함하는 것으로 이해된다.

본 발명은 하나 이상의 철 함유 화합물로 오염된, DeNOx 촉매와 같은 SCR 촉매의 처리 방법을 제공한다. 본 명세서에서 사용되는 "SCR 촉매"라는 용어는, 화석 연료, 바이오 연료 또는 이것들의 조합의 연소에 의해 동력을 얻는 발전소의 연도 가스와 같은 연도 가스 중의 특정한 성분을 선택적으로 환원시키도록 설계된 선택적 촉매방식 환원 촉매를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "DeNOx 촉매"라는 용어는, 암모니아의 존재 하에서 질소 산화물을 선택적으로 환원시켜 원소 상태의 질소와 물을 생성함으로써, 연도 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 SCR 촉매를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "철 함유 화합물"이라는 용어는, 제한되는 것은 아니지만, 제1 철(Fe²⁺) 이온과 함께 형성되는 이온성 화합물 또는 제2 철(Fe³⁺) 이온과 함께 형성되는 이온성 화합물과 같은 이온성 철 화합물을 의미한다(철 함유 화합물의 혼합물을 포함). 본 명세서에서, 하나 이상의 철 화합물로 오염되거나 또는 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 SCR 촉매는, 그 촉매 상에 증착되어 있거나 그 촉매와 화학적으로 반응되어 있는 상태로, 촉매(즉, 플레이트형 촉매)가 내포될 수 있는 금속 기판을 제외한 총 촉매 물질의 중량에 대해 0.3중량%보다 높은 철 농도(X선 형광분석법에 의해 측정된 값)를 가질 수 있다. 철 농도는 X선 형광 기술을 이용하여 촉매 중의 Fe₂O₃ 농도로서 측정될 수 있는데, X선 형광 기술은 또한, SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, BaO, Na₂O, K₂O, SO₃, P₂O₅, V₂O₅, WO₃, MoO₃, As 및 Cr₂O₃를 포함하는 다른 성분들의 농도를 측정하는 데 사용될 수도 있다. 철 농도의 측정에는 다른 방법이 사용될 수도 있다. 특정한 구현예에 있어서, SCR 촉매는 X선 형광분석법을 이용하여 측정했을 때 약 0.3중량% 내지 약 12중량%의, Fe₂O₃의 촉매 중 철 농도를 가질 수 있다.

일 구현예에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 철 함유 화합물이 축적된, DeNOx 촉매와 같은 SCR 촉매의 재생 방법을 제공한다. 상기 방법은, 하나 이상의 철 함유 화합물이 축적된 SCR 촉매를, 산성 반응성 염 또는 불화수소를 포함하는 실질적으로 수성인 용액 및 하나 이상의 산화방지제로 처리하는 단계; 및 상기 SCR 촉매 상에 축적되어 있는 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에 따르면, 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거함으로써, 연도 가스에서 SO₂로부터 SO₃로 산화되는 비율이 새 촉매를 사용했을 때 관찰되는 연도 가스에서 SO₂로부터 SO₃로 산화되는 비율과 같거나 더 낮은, 재생 촉매가 제공된다.

특정한 구현예에 있어서, SCR 촉매는 하나 이상의 산성 반응성 염을 포함하는 실질적으로 수성인 용액과 하나 이상의 산화방지제로 처리될 수 있다. 여기서 사용되는 "산성 반응성 염"이라는 용어는, 물에 용해됐을 때 산성 용액(즉, 7.0 미만의 pH를 가지는 수용액)을 형성하는 임의의 이온성 염, 및 구체적 구현예에 있어서는, 5.0 미만의 pH를 가지는 산성 수용액을 형성하는 임의의 이온성 염을 의미한다. 본 발명의 다양한 구현예에서 사용하기에 적합한 산성 반응성 염의 예는, 제한되지는 않지만, 적합한 카운터 이온, 예를 들면 플루오르 이온(F^-), 염소 이온(Cl^-), 브롬 이온(Br^-), 요오드 이온(I^-), 아스타틴 이온(At^-), 질산 이온(NO₃ ^-), 인산이수소 이온(H₂PO₄ ^-), 황산수소 이온(HSO₄ ^-), 및 황산 이온(SO₄ ^2-)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 카운터 음이온을 가진 암모늄계 산성 반응성 염, 예를 들면 NH₄ ⁺, 1차, 2차, 또는 3차 암모늄염(1차, 2차, 또는 3차 암모늄염은 하나 이상의 알킬기 또는 다른 적합한 유기기로 치환될 수 있음)을 포함한다. 다른 구현예에 있어서, 산성 반응성 염은 플루오르 이온(F^-), 염소 이온(Cl^-), 브롬 이온(Br^-), 요오드 이온(I^-), 아스타틴 이온(At^-), 옥살산 이온(C₂O₄ ^2-), 질산 이온(NO₃ ^-), 인산이수소 이온(H₂PO₄ ^-), 황산수소 이온(HSO₄ ^-), 및 황산 이온(SO₄ ^2-)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 카운터이온을 가진 알칼리 토금속의 염을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "실질적으로 수성인 용액"이라는 용어는, 물 및 하나 이상의 이온성 화합물 또는 불화수소와 물에 용해된 하나 이상의 산화방지제 화합물을, 용액이 액체로서 자유 유동될 수 있는 농도로 포함하는(즉, 포화점 이하로 용해된) 용액을 의미한다. 실질적으로 수성인 용액은, 촉매의 기공 내로 용액의 침투를 포함하여, 실질적으로 수성인 용액이 촉매의 표면에 접촉하여 습윤시킬 수 있는 능력(습윤성)을 방해하지 않는 한, 극성 유기 용매, 예를 들면 알코올과 같은 유기 용매 등의 하나 이상의 다른 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 특정한 구현예에 있어서, 산성 반응성 염은 불화암모늄, 염화암모늄, 브롬화암모늄, 요오드화암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 또는 이것들의 임의의 혼합물과 같은 암모늄염일 수 있다. 구체적 구현예에 있어서, 산성 반응성 염은 염화암모늄, 황산암모늄 또는 이것들의 혼합물일 수 있다. 특정한 구현예에 있어서, 상기 실질적으로 수성인 용액은 산성 반응성 염을 약 0.1% 내지 약 10.0%의 농도 범위로 포함할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 상기 실질적으로 수성인 용액은 산성 반응성 염을 약 0.1∼약 4.0중량%의 농도 범위로 포함할 수 있고, 다른 구현예에서는 용액의 약 0.5∼약 2.0중량%의 범위로 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 상기 실질적으로 수성인 용액은 용액의 pH를 5.0 미만이 되도록 하기에 충분한 산성 반응성 염을 포함할 수 있다.

다른 구현예에 따르면, SCR 촉매는 불화수소와 하나 이상의 산화방지제를 포함하는 실질적으로 수성인 용액(즉, 하나 이상의 산화방지제를 포함하는 실질적으로 수성인 불화수소산 용액)으로 처리될 수 있다. 여기서 사용되는 "불화수소를 포함하는 실질적으로 수성인 용액" 및 "불화수소산 용액"이라는 용어는 동일한 의미를 가지며, 상호교환적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 이러한 구현예에 따르면, 실질적으로 수성인 용액은 용액의 약 0.05∼약 0.2중량% 범위의 농도로 불화수소를 포함할 수 있다.

산성 반응성 염 또는 불화수소 이외에도, 상기 실질적으로 수성인 용액은 하나 이상의 산화방지제를 추가로 포함한다. 적합한 산화방지제는, 예를 들면, 아스코르브산과 같은 에놀이나 엔디올, 시트르산과 같은 카르복시산, 및 타르타르산과 살리실산과 같은 하이드록시카르복시산 또는 이러한 화합물 중 임의의 유도체를 포함할 수 있다. 구체적 구현예에 있어서, 산화방지제는 아스코르브산 또는 그의 유도체일 수 있다. 이러한 구현예에 따르면, 상기 실질적으로 수성인 용액은 아스코르브산(또는 그의 유도체)와 같은 산화방지제를 용액의 약 0.5∼약 10.0중량%의 농도로 함유할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 산화방지제의 농도는 용액의 약 0.5∼약 2.0중량%의 범위일 수 있다.

상기 실질적으로 수성인 용액이 산성 반응성 염 또는 불화수소 중 어느 하나를 포함하는 구현예에 따르면, 산성 반응성 염 또는 불화수소는 용액의 pH를 5.0 미만으로 만들기에 충분한 농도로 첨가되고, 예를 들면 몇몇 구현예에 있어서 그 pH 범위는 약 2.0 내지 약 5.0일 수 있다.

작업에 관한 어느 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 본 발명자들은 상기 산화방지제 화합물이 촉매 상에 축적되어 있는 하나 이상의 철 화합물을 환원시키고 및/또는 그 화합물에 결합함으로써, 철 화합물의 보다 안정한 형태를 형성할 수 있고, 이것은 다시 수용액 중에서 가용화되어 촉매로부터 제거되는 것으로 생각한다. 예를 들면, 산화방지제가 아스코르브산을 포함하는 구현예에 있어서, 아스코르브산은 불용성인 Fe³⁺ 이온을 Fe²⁺ 이온으로 환원시키고, 이것은 아스코르브산과 함게 용해성인 금속/리간드 착체를 형성할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 산화방지제는 철 화합물을 환원시킬 수 있고, 환원된 철 화합물은 실질적으로 수성인 용액 중의 성분과 용해성 착체를 형성할 수 있다. 이어서, 산화방지제/철 착체 또는 철의 환원된 형태는 가용화되어 촉매의 표면으로부터 세척될 수 있다. 그러나, 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 산화방지제/철 착체의 결합, 환원 및/또는 가용화는 상기 실질적으로 수성인 용액 중에 산성 반응성 염 또는 불화수소의 존재를 필요로 한다. 예를 들면, 산성 반응성 염 또는 불화수소가 존재하지 않으면, 철 화합물에 대한 산화방지제의 결합 상수가, 촉매에 대한 철의 결합 상수에 비해 부족하여 안정된 용해성 착체를 형성할 수 없다. 즉, 촉매에 대한 철의 결합 상수가 철 화합물에 대한 산화방지제의 결합 상수보다 높다. 특히, 철이 촉매 표면에, 또는 그 자체로 촉매 표면에 부착되어 있는 독물(poison)에 화학적으로 결합되어 있을 때에는, 그러한 화학적, 이온적 또는 물리적 결합이나 인력(attraction)을 끊음으로써 자유(free) 철 화합물이 산화방지제와 반응할 수 있도록 하기 위해 산성 반응성 염 또는 불화수소와 같은 보다 강한 반응제가 필요할 수 있다.

특정한 구현예에 따르면, SCR 촉매의 처리 및 재생은 하나 이상의 철 화합물을 실질적으로 수성인 용액 내로 제거하기에 적합한 임의의 온도에서 이루어질 수 있다. 일 구현예에 있어서, SCR 촉매를 실질적으로 수성인 용액으로 처리하는 공정은 약 0℃ 내지 약 100℃, 또는 약 0℃ 내지 약 60℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, SCR 촉매를 실질적으로 수성인 용액으로 처리하는 공정은 약 20℃ 내지 약 60℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있다.

실질적으로 수성인 용액에 의한 촉매의 처리는, 상기 실질적으로 수성인 용액이 담겨있는 탱크 또는 용기에 촉매를 적어도 부분적으로 침지시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 실질적으로 수성인 용액에 의한 촉매의 처리는, 상기 실질적으로 수성인 용액을 촉매에 분무하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 실질적으로 수성인 용액에 의한 촉매의 처리는, 예를 들면, 제한되지는 않지만, 미국특허 출원번호 2008/0115800호에 기재된 방법에 따라 상기 용액을 촉매의 하나 이상의 개구부를 통해 유출시키는 공정일 수 있고, 상기 특허 내용은 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

특별한 구현예에 있어서, SCR 촉매의 처리는, 예를 들면, 실질적으로 수성인 용액이 담겨있는 탱크에 촉매가 적어도 부분적으로 침지되어 있는 상태에서, 촉매를 이동시키는 공정과 실질적으로 수성인 용액을 교반하는 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 처리 단계시 촉매의 이동 및/또는 용액의 교반은 실질적으로 수성인 용액과 촉매의 표면간의 접촉을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 촉매의 표면 상의 하나 이상의 철 화합물 또는 촉매에 화학적으로 결합된 철 화합물과의 접촉을 향상시킬 수 있다. 이에 추가적으로, 촉매의 이동 및/또는 촉매를 수용하는 용액의 교반은 촉매의 표면으로부터 비산회 입자 물질 및/또는 철 화합물을 제거하는 데 도움을 줌으로써(그 자체로 또는 산화방지제와 착체를 형성한 후) 하나 이상의 철 화합물의 제거를 더욱 향상시킬 수 있다. 특정한 구현예에 따르면, 촉매의 이동은, 촉매를 상하 운동시키는 공정, 촉매를 길이 방향, 측방향, 원형 방향 또는 대각선 방향 중 하나 이상의 방향으로 이동시키는 공정, 촉매를 수직, 수평 또는 대각선 축 중 적어도 하나의 축을 중심으로 피벗시키는 공정, 또는 촉매를 진탕(shaking)시키거나 진동(vibrating)시키는 공정 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 실질적으로 수성인 용액의 교반은, 용액을 교반하는 공정, 기계적 믹서 또는 송풍기를 사용하여 용액을 혼합하는 공정, 용액을 순환시키는 공정, 촉매의 하나 이상의 개구부를 통해 용액을 주입하는 공정, 촉매의 하나 이상의 표면 상에 용액을 분무하는 공정, 및 초음파 또는 저주파 진동으로 용액과 촉매를 처리하는 공정 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적 구현예에 있어서, 촉매의 처리는 용액 중에서 촉매를 이동시키는 단계와 용액을 교반하는 단계를 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에 기재된 바와 같이, 전술한 바와 같이 SCR 촉매를 처리한 후, 상기 방법은 SCR 촉매 상에 축적된 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 철 화합물은 예를 들면 실질적으로 수성인 용액 중에 용해시키거나 실질적으로 수성인 용액 중에 제거됨으로써, 실질적으로 수성인 용액으로 처리된 후 제거될 수 있다. 촉매가 수용액으로부터 제거되기 때문에, 철 화합물과 잔류물은 수용액 중에 잔류하고, 따라서 촉매 표면으로부터 제거된다. 특정한 구현예에 따르면, 충분한 양의 철 화합물이 촉매로부터 제거됨으로써, 촉매의 활성(예; SO₂/SO₃ 변환율 포텐셜)이 새 촉매에 존재하는 수준 또는 그 이하로 재생된다. 구체적 구현예에 있어서, 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거함으로써, 촉매 표면 상에 또는 촉매 기공 내에 Fe₂O₃ 오염물과 같은 철 오염물을 0.3중량% 미만으로 가지는 재생 촉매가 얻어진다.

본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따른 방법은, 촉매에 대해 수행하는 하나 이상의 전처리 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에 있어서, 상기 방법은 기계적 전처리 단계 및 세척 전처리 단계로부터 선택되는 전처리 단계를 포함할 수 있다. 기계적 전처리는 촉매의 표면의 적어도 일부로부터 분진 또는 비산회의 적어도 일부를 제거하도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 촉매의 표면으로부터 비산회, 분진, 다른 입자상 물질 및 고체를 제거하기 위해 촉매의 표면의 적어도 일부를 강제된 공기 또는 다른 가스의 스트림에 노출시키는 강제 공기 세정 또는 기체 세정 단계를 촉매에 대해 수행할 수 있다. 고체 입자상 물질의 적어도 일부를 제거하기 위해, 해당 기술분야에 공지되어 있는 다른 기계적 전처리 단계, 예를 들면, 제한되는 것은 아니지만, 진탕, 스크레이핑(scraping), 및 포킹(poking)을 이용할 수도 있다.

다른 구현예에 따르면, 상기 방법은 물(예; 탈이온수), 수용액, 또는 알코올 용매와 같은 극성 유기 용매로 SCR 촉매를 세척하는 공정을 포함하는 전처리 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 촉매 표면을 물, 수용액, 또는 극성 유기 용매로 분무하여 촉매를 세척하거나, 또는 물, 수용액, 또는 극성 유기 용매가 담겨 있는 용기에 촉매를 적어도 부분적으로 침지하고, 선택적으로는 이동시키거나 교반하는 공정을 이용하여, 촉매의 표면으로부터 분진 또는 비산회 고체와 같은 고체, 및 수용성 화합물(Na⁺, K⁺, P³⁺, 기타 용해성 염 등)을 제거할 수 있다. 대안적으로, 상기 전처리 단계는, 미국특허 출원번호 2008/0115800호에 기재되어 있는 처리를 촉매에 대해 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 다른 방법은, SCR 촉매를 재생하기 위한 다른 공지의 처리 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 다른 처리 단계는 미국특허 제6,299,695호; 제6,387,836호; 제7,723,251호; 및 제7,741,239호, 및 미국특허 공개번호 2007/0161509호; 2009/0209417호; 및 2009/0239735호에 기재되어 있는 다양한 공정을 포함하고, 상기 특허문헌의 내용은 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

구체적 구현예에 있어서, 본 발명의 방법은, SCR 촉매를 본 명세서에 기재된 실질적으로 수성인 용액으로 처리한 후, 물, 수용액, 또는 극성 유기 용매로 세척하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 처리 및 제거 단계 후 SCR 촉매를 세척하는 단계는, 잔류 철 또는 다른 오염물을 용해 또는 제거함으로써, 촉매 표면 상에 잔존하는 철이나 다른 오염물을 추가로 제거할 수 있다. 촉매는, 전술한 바와 같이, 촉매 표면에 용액을 분무하는 공정, 용액 중에 적어도 부분적으로 침지시키는 공정(선택적으로 촉매를 이동시키거나 용액을 교반하면서), 또는 촉매 채널을 통해 용액을 주입하는 공정 중 하나 이상의 공정에 의해 세척될 수 있다. 세척 단계 후, 촉매는, 예를 들면 100℃ 이상의 온도에서 건조 오븐 중에서 건조시킴으로써 건조될 수 있다. 대안적으로, 처리 및 제거 단계 후 촉매가 세척 단계를 거치지 않는 구현예에 있어서는, 촉매는 축적된 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계 후에 바로 건조될 수 있다.

본 명세서에 기재된 다양한 구현예 중 어느 하나에 따른 촉매의 처리 후, 촉매는 선택적으로, 예를 들면, SCR 촉매를 하나 이상의 촉매적 활성 금속 화합물로 함침시킴으로써 추가로 재생될 수 있다. 예를 들면, 의도된 사용시(즉, 발전소 연도 가스로부터 하나 이상의 성분을 제거할 때) 및/또는 촉매의 다양한 처리/재생 공정시, 예를 들면, SCR 촉매 중 하나 이상의 촉매적 활성 금속 화합물의 일부가 상실되거나 실활됨으로 인해 촉매의 활성은 약해질 수 있다. 재생된 SCR 촉매의 재함침(re-impregnating)은, 바나듐 화합물, 몰리브덴 화합물 및 텅스텐 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 이들 금속의 산화물과 같은, 하나 이상의 촉매적 활성 금속 화합물의 함침을 포함할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 재생된 SCR 촉매는, 예를 들면, 재생된 촉매의 기계적 강도와 구조적 일체성을 향상시키기 위해 추가로 재하소(re-calcinating)될 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 DeNOx 촉매를 재생하는 방법을 제공한다. 이러한 구현예에 따른 방법은, 하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 DeNOx 촉매를, 약 2.0 내지 약 5.0의 pH 범위를 가지고 약 0.1중량% 내지 약 4.0중량%의, 본 명세서에 기재된 산성 반응성 암모늄 염, 및 약 0.5중량% 내지 약 2.0중량%의 아스코르브산 또는 그의 유도체를 포함하는 실질적으로 수성인 용액으로 처리하는 단계; 상기 DeNOx 촉매 상에 축적되어 있는 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계; 상기 처리된 DeNOx 촉매를 물 또는 다른 수용액으로 세척하여 일체의 잔류 철 화합물 또는 다른 오염물을 제거하는 단계; 및 상기 DeNOx 촉매를 건조하는 단계를 포함한다. 이러한 단계의 구체적 구현예는 본 명세서에 구체적으로 기재되어 있다.

다른 구현예는 본 명세서에 제시된 임의의 방법에 따라 재생된 SCR 촉매를 제공한다. 본 명세서에 기재된 방법은 DeNOx 촉매와 같은, 하나 이상의 철 화합물이 축적됨으로써 연도 가스에서 SO₂로부터 SO₃로의 변환율 증가를 초래하는 SCR 촉매를 취하고, 오염시키는 철 화합물의 적어도 일부를 제거함으로써 촉매를 재생하고, 그 결과 연도 가스에서 SO₂로부터 SO₃로의 변환율을 감소시킨다. 본 명세서에 기재된 방법 중 어느 하나에 따라 처리된, 재생된 SCR 촉매, 예를 들면, 재생된 DeNOx 촉매는 새 촉매에 비해 SO₂로부터 SO₃로의 동일하거나 더 낮은 산화율을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 특정한 구현예에 따르면, 본 발명의 구현예에 따라 처리된 DeNOx 촉매와 같은 SCR 촉매는, 처리되지 않은 철 오염 촉매에 비해 SO₂로부터 SO₃로의 변환율의 감소를 10% 이상 나타낼 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 처리된 촉매는, 처리되지 않은 철 오염 촉매에 비해 SO₂로부터 SO₃로의 변환율의 감소를 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 또는 심지어 70% 이상 나타낼 수 있다.

명세서에 재시되고 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명은 이하의 비제한적 실시예와 함께 검토하면 더욱 잘 이해될 것이다.

실시예

실시예 1

이 실시예에서, 염-아스코르브산 혼합물의 pH에 의거하여, 암모늄염에 대한 잠재적 후보물질을 확인하기 위해 예비 테스트를 실시했다. 다양한 암모늄 산성 반응성 염의 실질적으로 수성인 용액의 pH를 조사했다. 이 실시예에서 조사한 염은: 염화암모늄(NH₄Cl); 불화암모늄(NH₄F); 질산암모늄(NH₄NO₃); 및 황산암모늄((NH₄)₂SO₄)이었다.

염 농도는 1중량%, 2중량% 및 4중량%에서 선택되었고, 아스코르브산 농도는 0.5중량%, 1중량% 및 2중량%였다. 이러한 조성물의 수용액에 있어서 pH에 대한 영향이 표 1에 나타나 있다. 도 1a, 1b 및 1c는 상이한 온도에서 암모늄염과 아스코르브산의 다양한 농도의 pH에 대한 영향을 나타낸다. 도 1a는 초기에 아스코르브산 0.5중량%를 1% 염 용액에 첨가한 후에, 모든 염에 대해 pH가 6 내지 7로부터 2.5 내지 3.5로 저하된 다음에는, 아스코르브산을 2중량%까지 첨가한 후에도 거의 일정하게 유지됐음을 나타낸다. 염 농도를 더 증가시켜도 pH 값에는 영향이 없었다. 또한, NH₄F는 다른 염에 비해 아스코르브산 첨가 후 현저히 높은 pH를 가지는 것을 알 수 있다. 이러한 효과는 NH₄F 농도의 증가에 따라 더 컸다(도 1a와 1c의 비교). 불화암모늄 용액에 있어서 가장 낮은 pH 값은 1중량% NH₄F 및 2.0중량% 아스코르브산에 대한 4.40이었다(도 1a). 염화암모늄 용액에 있어서 가장 낮은 pH 값은 4중량% NH₄Cl 및 2.0중량% 아스코르브산에 대한 2.78이었다(도 1c). 4중량% NH₄NO₃ 및 2.0중량% 아스코르브산을 함유하는 질산암모늄 용액의 경우에 pH 2.84의 비슷한 값이 얻어졌다(도 1c). 대응하는 (NH₄)₂SO₄ 용액(4중량% (NH₄)₂SO₄ 및 2.0중량% 아스코르브산)은 더 높은 pH 값인 3.55를 가졌지만, 산성 반응성 암모늄염 NH₄Cl과 (NH₄)₂SO₄을 더 검토하기로 결정했다.

실시예 2

염화암모늄, 황산암모늄, 불화수소와 아스코르브산의 조합을 이용한 철의 제거에 대해 벌집형 SCR 촉매를 테스트했다. 약 30g의 벌집형 촉매를 조사하려는 용액(표 3 내지 5 참조) 270ml 중에 넣고, 수조에서 4시간 동안 가열 및 혼합했다. 테스트 시작 시점, 1시간 후 및 4시간 후에 상기 용액의 샘플을 채취하고, 표 2에 제시된 분석 시험법을 사용한 pH, Fe²⁺ 및 총체적 철 분석을 위해 보관했다.

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, Fe²⁺ 분석에 대한 범위는 매우 넓지만 총체적 철 분석에 대한 한계는 3,000mg/L이다. 총체적 철 분석을 위한 측정 범위 내에 유지하기 위해서는 1:200 이하의 희석비가 필요했다. 그 결과, 측정된 총체적 철 값이 몇몇 경우에는 측정된 Fe²⁺ 값보다 낮았다. 총체적 철은 Fe²⁺와 Fe³⁺의 합이다. 따라서, 총체적 철은 Fe²⁺농도와 적어도 같거나 더 클 것이다. Fe²⁺ 테스트 스트립법을 이용한 시각적 비교가 가지는 불명확성과, 총체적 철 측정을 이용하여 관찰되는 정확하기는 하나 매우 희박한 값으로 인해, 어느 정도의 실험적 오차가 나타날 수 있다.

이 실시예에서의 포뮬레이션으로 처리된 SCR 촉매로부터 측정한 pH, Fe² ⁺ 농도 및 총체적 철 놀도의 결과를 각각 표 3, 4 및 5에 각각 나타낸다. 일반적으로, 총체적 철 농도의 증가는 암모늄염 농도의 증가에 비례했다. 아스코르브산 농도를 0.3중량%로부터 0.5중량%로 증가시킨 결과, 4시간 후 총체적 철 농도는, 0.5중량% (NH₄)₂SO₄ 용액의 경우에 126mg/L로부터 184mg/L(47%)로 증가되었고, 0.5중량% NH₄Cl 용액의 경우에 122mg/L로부터 199mg/L(64%)로 증가되었다. 4시간 후 테스트 용액 중 총체적 철 농도는, 0.2중량% 불화수소와 0.5중량% 아스코르브산을 조합한 경우에 257mg/L였다. 2중량% (NH₄)₂SO₄와 0.5중량% 아스코르브산의 조합은 249mg/L의 총체적 철 값을 나타냈다. 총체적 철 230mg/L의 농도는 2중량% NH₄Cl과 0.5중량% 아스코르브산의 혼합물에서 확인되었다. 다양한 테스트 조건에 대한 총체적 철 농도의 그래프 표시를 도 2에 나타낸다.

실시예 3 - SO₂로부터 SO₃로의 변환율의 변화에 대한 판정

이 실시예에서는, 본 발명의 일 구현예에 따라 처리된 SCR 촉매에 대한 SO₂로부터 SO₃로의 변환율의 변화를 판정했다. 철이 오염된 SCR 촉매의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율을, 본 발명의 일 구현예에 따른 처리 이전과 이후에 판정했다.

촉매의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율을 판정하기 위해, 철로 오염된 벌집형 SCR 촉매로부터 샘플 로그(log)를 분석했다. SO₂로부터 SO₃로의 변환율은 Chapter 4: SO₂ to SO₃ Oxidation of Electric Power Research Institute, "Protocol for Laboratory Testing of SCR Catalyst: 2nd Edition," D. Broske, Technical Update, December 2007, pp 4-1 to 4-11에 기재된 프로토콜에 따라 판정된다. 미처리 샘플 로그의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율은 0.752%인 적으로 판정되었다. 이어서, 샘플 로그는 2중량% (NH₄)₂SO₄ 및 0.5중량% 아스코르브산을 포함하는 수용액 중에서 40∼50℃의 온도에서 3시간 동안 처리되었다. 샘플 로그는 이어서 탈이온수로 캐스케이딩(cascading) 방식으로 1시간 동안 세척되었다. 철 제거율을 판정하기 위해 처리 용액의 Fe²⁺ 함량이 측정되었다. 촉매가 완전히 헹구어져 가용화된 철이 제거되었는지를 확인하기 위해, 캐스케이드 세척의 철 함량도 분석되었다. 철 제거 분석 데이터가 표 6에 제시되어 있다. 상기 철 제거 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 3시간 후 처리 용액의 Fe²⁺ 농도는 275 mg Fe²⁺/L였다.

다음으로, 샘플 로그는 건조되고 400∼425℃(750∼800℉)에서 8시간 동안 하소(calcination)되고, 처리된 샘플 로그의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율이 판정되었다. 처리된 샘플 로그는 0.201%의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율을 나타냈는데, 이것은 미처리 철 오염된 로그에 비해 SO₂로부터 SO₃로의 변환율이 73% 감소된 것에 해당한다.

Claims

하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 SCR 촉매의 재생 방법으로서,
하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 SCR 촉매를, 산성 반응성 염 또는 불화수소를 포함하는 실질적으로 수성인 용액과 하나 이상의 산화방지제로 처리하는 단계, 및
상기 SCR 촉매 상에 축적되어 있는 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계
를 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항에 있어서,
상기 실질적으로 수성인 용액이 산성 반응성 염과 하나 이상의 산화방지제를 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 산성 반응성 염이 암모늄계 산성 반응성 염인, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산성 반응성 염이, 염화암모늄, 불화암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 및 임의의 이것들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 암모늄염인, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산성 반응성 염이 염화암모늄 또는 황산암모늄인, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산성 반응성 염의 농도가 약 0.1중량% 내지 약 10.0중량%, 바람직하게는 약 0.5중량% 내지 약 2.0중량%인, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실질적으로 수성인 용액이, 약 0.05중량% 내지 약 0.2중량%의 농도 범위로 불화수소를 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실질적으로 수성인 용액이 약 2.0 내지 약 5.0의 pH 범위를 가지는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 산화방지제가 아스코르브산 또는 그의 유도체를 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제9항에 있어서,
상기 실질적으로 수성인 용액 중 아스코르브산 또는 그의 유도체의 농도가 약 0.5중량% 내지 약 10.0중량%의 범위인, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 SCR 촉매가 DeNOx 촉매인, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 SCR 촉매의 처리 단계가, 약 0℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에서 상기 SCR 촉매를 처리하는 단계를 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 SCR 촉매의 처리 단계가, 상기 촉매를 용액 중에서 이동시키는 단계 및 상기 실질적으로 수성인 용액을 교반하는 단계 중 하나 이상을 추가로 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제13항에 있어서,
상기 촉매를 용액 중에서 이동시키는 단계는, 상기 촉매를 상하 운동시키는 단계; 상기 촉매를 수직, 수평 또는 대각선 축을 중심으로 피벗시키는 단계; 상기 촉매를 길이 방향으로 이동시키는 단계; 및 상기 촉매를 진탕시키는 단계 중 하나 이상을 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 실질적으로 수성인 용액을 교반하는 단계는, 상기 용액을 교반하는 단계, 상기 용액을 재순환시키는 단계, 상기 용액을 상기 촉매의 하나 이상의 개구부를 통해 주입하는 단계, 및 상기 용액을 초음파 또는 저주파 진동으로 처리하는 단계 중 하나 이상을 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 촉매를 전처리하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 전처리 단계는 상기 촉매의 표면으로부터 비산회(fly ash)의 적어도 일부를 제거하는 기계적 전처리 공정, 상기 촉매를 물 또는 제2 수용액으로 세척하는 공정, 및 이러한 공정의 조합 중 하나를 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 단계 후, 상기 SCR 촉매를 물 또는 제3 수용액으로 세척하는 단계 및 상기 SCR 촉매를 건조하는 단계를 추가로 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 SCR 촉매를 하나 이상의 촉매적 활성 금속 화합물로 재함침시키는 단계를 추가로 포함하는, SCR 촉매의 재생 방법.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리된 SCR 촉매가, 미처리 SCR 촉매에 비해, 감소된 값의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율을 가지는, SCR 촉매의 재생 방법.
하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 DeNOx 촉매의 재생 방법으로서,
하나 이상의 철 화합물이 축적되어 있는 DeNOx 촉매를, 약 2.0 내지 약 5.0의 pH 범위를 가지며 약 0.1중량% 내지 약 4.0중량%의 산성 반응성 암모늄염 및 약 0.5중량% 내지 약 2.0중량%의 아스코르브산 또는 그의 유도체를 포함하는 실질적으로 수성인 용액으로 처리하는 단계,
상기 DeNOx 촉매 상에 축적되어 있는 하나 이상의 철 화합물의 적어도 일부를 제거하는 단계;
상기 처리된 DeNOx 촉매를 물 또는 수용액으로 세척하는 단계; 및
상기 DeNOx 촉매를 건조하는 단계
를 포함하는, DeNOx 촉매의 재생 방법.
제20항에 있어서,
상기 처리된 DeNOx 촉매가, 미처리 DeNOx 촉매에 비해, 감소된 값의 SO₂로부터 SO₃로의 변환율을 가지는, DeNOx 촉매의 재생 방법.