NO330831B1 - Katalytisk prosess for reduksjon av nitrogenoksider i avgass og anvendelse av en sammensetning i denne. - Google Patents
Katalytisk prosess for reduksjon av nitrogenoksider i avgass og anvendelse av en sammensetning i denne. Download PDFInfo
- Publication number
- NO330831B1 NO330831B1 NO20053881A NO20053881A NO330831B1 NO 330831 B1 NO330831 B1 NO 330831B1 NO 20053881 A NO20053881 A NO 20053881A NO 20053881 A NO20053881 A NO 20053881A NO 330831 B1 NO330831 B1 NO 330831B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- reducing agent
- ammonium
- weight
- temperature
- catalyst
- Prior art date
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title abstract description 9
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 24
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 24
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 11
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 7
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims description 4
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 13
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 13
- 230000007306 turnover Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- WTHDKMILWLGDKL-UHFFFAOYSA-N urea;hydrate Chemical compound O.NC(N)=O WTHDKMILWLGDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWXRPVHRDWXIEA-UHFFFAOYSA-N azanium formate hydrate Chemical compound [NH4+].O.[O-]C=O IWXRPVHRDWXIEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFEMJQJXCAAMGM-UHFFFAOYSA-N azanium;urea;formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O.NC(N)=O NFEMJQJXCAAMGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N prop-2-yn-1-ol Chemical compound OCC#C TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001393 triammonium citrate Substances 0.000 description 1
- 235000011046 triammonium citrate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/90—Injecting reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Cleaning Of Streets, Tracks, Or Beaches (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Foreliggende oppfinnelse omhandler en katalytisk prosess for å redusere nitrogenoksider i avgasser, i hvilken prosess en reduksjonsmiddelholdig sammensetning blandes med avgassen og den oppnådde blandingen bringes i kontakt med katalysatoren. Ifølge oppfinnelsen, inneholder sammensetningen f.eks. 1 til 60 vekt-% ammoniumformat. Spesielt kan et lavt frysepunkt oppnås med slik vannholdig sammensetning.I tillegg blir en god reduksjonsomsetning oppnådd selv ved lave temperaturer.
Description
Foreliggende oppfinnelse omhandler katalytisk reduksjon av nitrogenoksider i avgasser. Fremgangsmåten kan anvendes spesielt i forbrenningsprosesser, slik som i en dieselforbrenningsprosess, for å behandle eksosgasser for eksempel i kjøretøyer. I tillegg kan fremgangsmåten anvendes for eksempel, i behandling av avgasser i industri og i energiproduksjon.
Bakgrunn
Mengden nitrogenoksider (NOx) i avgasser fra forbrenningsprosesser kan reduseres ved å redusere disse oksidene. For dette formålet, kan en anvende for-bindelser som inneholder ammoniumnitrogen, slik som ammoniakk, urea, ammoniumkarbamat, ammoniumkarbonat, ammoniumbikarbonat, ammoniumformat, ammoniumoksalat eller ammoniumhydroksid.
Ved nitrogenoksidfjerning, er ett signifikant alternativ å anvende selektiv katalytisk reduksjon (SCR teknikker), i hvilke nitrogenoksider blir redusert til nitrogen og vann ved hjelp av en katalysator og et reduksjonsmiddel. Spesielt har ammoniakk og urea blitt anvendt som reduksjonsmiddel. Reduksjonstemperaturen har vanligvis vært 265 til 425°C, typisk 350 til 400°C. For eksempel, har V205-Ti02katalysator blitt anvendt som katalysator.
I SCR teknikker for kjøretøyer, forårsaker ammoniakk og ammoniakkvann problemer på grunn av driftssikkerhetsårsaker. Følgelig er det foretrukket å anvende for eksempel urea, som er omtrent risikofritt. En annen årsak til den fordel-aktige anvendelsen av urea er at det inneholder dobbelt så mye nitrogen per mol som ammoniumsaltene nevnt over. Faktisk er en vandig løsning av urea en svært hensiktsmessig nitrogenoksidfjerner. Urea blir oppløst til en omtrent 32,5 vekt-% løsning, hvorved løselighet er tilstrekkelig og temperaturstabiliteten lavest (omtrent -11°C).
I Nord-Europa og kaldere regioner generelt er problemet imidlertid at ute-temperaturen ofte er under -11 °C, slik at det er en åpenbar risiko for at urealøs-ningen fryser. Fryseproblemene kan reduseres ved å installere forskjellige tempe-raturfølere og motstander som frysing hovedsakelig forhindres med eller som en frossen urealøsning løses opp tilbake til væskeform med.
Litteratur nevner anvendelsen av etanol [F.F. Mao et el. "Urea-ethanol-water solution for diesel NOxcontrol Using Urea", 6th Diesel Engine Emissions Reduction (DEER) Workshop 20.-24. August] og propylenglykol [Lambert et al.
"Application of Organic Freeze-Point Depressant in Aqueous Urea Solution: Effect of Nox Reduction", SAE 2003-01-0775] som kuldebestandige midler av urea vann løsning i reduksjonen av nitrogenoksider i eksosgasser i dieselforbrenningsprosess. Publikasjon nr. US 6 387 336 viser at det er mulig å redusere frysepunktet av urea-vann-løsning med additiver, slik som ammoniumformat (kolonne 1 linjene 46-60). Ifølge publikasjonen er disse additivene, imidlertid, spesielt korrosive, slik at deres anvendelse er problematisk. Som en ytterligere ulempe blir det vurdert at på grunn av vannet inneholdt i blandingen, vil temperaturen av eksosgassen redusere svekkelse av katalysatoraktiviteten. Derfor blir ammoniakk anvendt som NOx-reduserende middel ifølge oppfinnelsen.
Selektiv ikke-katalytisk reduksjon (SNCR teknikker) blir også anvendt. For
eksempel, i publikasjon Nr. US 5 116 584 er spesielt SNCR teknikkene beskrevet. Vanligvis blir en relativt høy temperatur, typisk 900 til 1000°C anvendt i SNCR teknikker. Publikasjon Nr. US 3 900 554, viser imidlertid en prosess, i hvilken ammoniakk, ammoniumformat, ammoniumoksalat eller ammoniumkarbonat anvendes som reduksjonsmiddel og i hvilken temperaturen av eksosgasser er 704 til 1093°C. Publikasjon nr. 4 873 066 viser i sin tur en SNCR prosess, i hvilken tri-ammonium sitrat eller ammoniumformat anvendes som reduksjonsmiddel, slik at temperaturen av eksosgassene kan være relativt lav, under 649°C. 482°C nevnes som den laveste temperaturen.
Generell beskrivelse av oppfinnelsen
Som definert i de uavhengige kravene, har det nå blitt funnet opp en fremgangsmåte for å redusere nitrogenoksider og anvendelse av en sammensetning i fremgangsmåten.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig en katalytisk prosess for å redusere nitrogenoksider i avgasser, i hvilken prosess en reduksjonsmiddelsammensetning som inneholder reduserende middel for nitrogenoksider blir blandet med gassen, og den oppnådde blandingen blir brakt i kontakt med en katalysator for å utføre en reduksjonsreaksjon, hvori reduksjonsmiddelsammensetningen inneholder ammoniumformat, at reaksjonen utføres ved en temperatur på 120 til 700°C, og at katalysatoren er en V205-W03, zeolitt eller V205-Ti02katalysator, eller lignende anvendt i selektive katalytiske reduksjonsteknikker og egnet for selektive katalytiske reduksjonsteknikker og i stand til å fungere ved nevnte temperatur og bestandig nok ved driftsbetingelsene.
Oppfinnelsen vedrører også anvendelse av ammoniumformat i en katalytisk reduksjonsprosess av nitrogenoksider i avgasser ved temperaturen på 120 til 700°C, hvorved katalysatoren er en V2O5-WO3, zeolitt eller V205-Ti02katalysator, eller lignende anvendt i selektive katalytiske reduksjonsteknikker og egnet for selektive katalytiske reduksjonsteknikker og i stand til å fungere ved nevnte temperatur, og er bestandig nok ved driftsbetingelsene.
De avhengige kravene definerer noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen.
Konsentrasjonen av ammoniumformat i sammensetningen kan være f.eks.
1 til 60 vekt-%, spesielt 10 til 50 vekt-%, foretrukket 35 til 45 vekt-%. Sammensetningen kan for eksempel være en løsning eller dispersjon. Væsken i sammensetningen er vanligvis vandig, for eksempel, bare vann.
I tillegg til ammoniumformat, kan reduksjonsmiddelsammensetningen inneholde ett eller flere andre reduserende midler for nitrogenoksider. Det reduserende midlet kan være en forbindelse som omfatter spesielt ammoniumnitrogen, slik som ammoniakk, urea, ammoniumkarbamat, ammoniumkarbonat, ammoniumbikarbonat, ammoniumoksalat eller ammoniumhydroksid. Konsentrasjonen av reduksjonsmiddel i sammensetningen kan være f.eks. 1 til 40 vekt-%, foretrukket 10 til 30 vekt-%. Derfor kan konsentrasjonen av ammoniumformat spesielt være 1 til 40 vekt-%, foretrukket 10 til 30 vekt-%. Spesielt kan urea anvendes.
Sammensetningen kan også inneholde andre nødvendige additiver, slik som anti-korrosive midler, for eksempel, alkohol, slik som propanol eller propar-gylalkohol, eller andre anti-korrosive midler av kjente organiske salter og syrer, slik som sulfoniumforbindelser og alkylammoniumforbindelser.
Enhver katalysator egnet for SCR teknikker og i stand til å fungere ved nevnte temperatur og effektiv og bestandig nok ved driftsbetingelsene, kan anvendes som katalysator. For eksempel, kan V2O5-WO3zeolitt eller V205-Ti02katalysator foretrukket anvendes som katalysator.
Den øvre grensen av reduksjonstemperaturen er 700°C, som eksempel 550°C, mer spesielt 350°C, mest spesielt 250°C. Den lavere grensen er 120°C, som eksempel 150°C. Den spesielle fordelen med oppfinnelsen er dens funksjonalitet (dvs. ikke bare god omsetning, men total funksjonalitet) ved lave temperaturer, slik som mellom 120 og 250°C.
Sammensetninger som består uten frysing selv ved svært lave temperaturer kan fremstilles. Prosesseringen av sammensetningen er derfor enklere ikke bare i den faktiske anvendelse men også i transportering, lagring og levering. Ammoniumformat er effektiv for å redusere frysepunktet for eksempel av en vandig løsning av urea. Derfor har ammoniumformat også fordelen av å virke som en slik nitrogenoksidreduserer.
Ifølge oppfinnelsen kan reduksjonen også utføres med svært gode omset-ninger også ved lave temperaturer. For eksempel, når tilsatt til urealøsning, forbedrer ammoniumformatet omsetningen av NOxved temperaturer mellom 150 og 550°C, for eksempel, spesielt mellom 150 og 250°C. Dette er fordelaktig, spesielt etter en kaldstart, når temperaturene av motor, eksosgasser og katalysator er lave. Prosessen er egnet for anvendelse for eksempel for rensing av eksosgassene i en dieselforbrenningsprosess. Prosessen er spesielt egnet for anvendelse i dieselkjøretøyer. Effektiv rensing også ved lave temperaturer er deretter spesielt fordelaktig. For eksempel kjører mange bybusser og mindre kjøretøyer lange peri-oder ved svært lave motortemperaturer.
Når en anvender prosessen ifølge oppfinnelsen, har kjøretøyet en beholder for reduksjonsmiddelsammensetningen. Sammensetningen tilføres gjennom tilførselsapparaturen (pumpe, rørsystem, dyser, etc.) til SCR katalysatoren i eksosgassledningen. I tillegg til SCR katalysatoren, kan systemet omfatte pre-oksidasjons-, hydrolyse-, og post-oksidasjonskatalysatorer. Det har også blitt funnet at i denne typen prosess forårsaker anvendelsen av ammoniumformat ikke noen spesielle korrosjonsproblemer i materialer som normalt anvendes i utstyret, slik som i rustfritt stål og i plastmaterialer.
Oppfinnelsen kan også anvendes i industri og i energiproduksjon, f.eks. i kraftverk og i "brenselkokekjelapplikasjoner".
Eksempler
Oppfinnelsen er beskrevet i ytterligere detalj under ved hjelp av eksempler.
Reduksjon av frysepunktet av en urealøsning
Målinger ble gjort med tanke på å bestemme opererbarheten av ammoniumformat som et kuldebestandig middel for en vandig urealøsning.
Målingene viste at relativt sterk underkjøling forekom hver gang i løsning-ene. Minimumstemperaturen nådde omkring 5 grader under det indikerte frysepunktet. Derfor startet for eksempel, 20% urea + 20% ammoniumformat løsning frysing ved -31 °C, og deretter steg temperaturen til -26,5°C, som så ble registrert som frysepunktet av denne spesielle løsningen.
I form av praktiske anvendelser, vil et frysepunkt på -20°C av løsningen være tilstrekkelig.
Siden underkjøling øker i tidens løp, ble målinger gjort for å bestemme lang-tidsvirkningen av ammoniumformat som et kuldebestandig middel for en vandig urealøsning. På den samme tiden, ble fryseopptredenen av et rent ammoniumformat vann målt ved temperaturer under -20°C. Testene ble utført i en dyp-frysingsbeholder, hvis temperatur ble justert til det ønskede nivået hver gang.
Deretter ble temperaturen i beholderen redusert til -25°C. 30 vekt-% ammoniumformat, 40 vekt-% ammoniumformat og 30 vekt-% urea + 30 vekt-% ammoniumformat forble fremdeles flytende.
Målingene tillater konklusjonen at frostbestandigheten av den vandige urea-løsningen blir merkbart forbedret allerede med en tilsetning av 10 vekt-% ammoniumformat. Frostbestandigheten av en 30 til 40 vekt-% vandig ammoniumformat-løsning er også tilstrekkelig for praktiske applikasjoner.
Virkning på NOxemisjoner
Virkningen av ammoniumformat (AF) på reduksjonsprosessen av nitrogenoksider ble undersøkt.
Testene anvendte en SCR katalysator w5935 fra Ecocat Oy, som ble aldret (600°C/5 timer) n 2,4 V205-13 W03/Ti02-Si02basert katalysator. Sammensetningen av råmaterialet var: NO 1000 ppm, urea eller ammoniumformat tilsvarende ammoniumkonsistensen 1000 ppm, oksygen 10%, vann 8%, resten er nitrogen. Forsøkshastigheten var 25.000 time"<1>. Figurene presenterer omsetningen av NOxved forskjellige temperaturer. Den første figuren presenterer omsetningen av bare urealøsning og av bare ammoniumformatløsning. Den andre figuren presenterer i tillegg en omsetning av tre urea ammoniumformat løsninger. Figurene viser at ammoniumformat forbedrer omsetningen av NOx. Forbedringen er spesielt signifikant mellom 150 og 250°C.
Claims (11)
1. Katalytisk prosess for å redusere nitrogenoksider i avgasser, i hvilken prosess en reduksjonsmiddelsammensetning som inneholder reduserende middel for nitrogenoksider blir blandet med gassen, og den oppnådde blandingen blir brakt i kontakt med en katalysator for å utføre en reduksjonsreaksjon,karakterisert vedat reduksjonsmiddelsammensetningen inneholder ammoniumformat, at reaksjonen utføres ved en temperatur på 120 til 700°C, og at katalysatoren er en V2O5-WO3, zeolitt eller V205-Ti02katalysator, eller lignende anvendt i selektive katalytiske reduksjonsteknikker og egnet for selektive katalytiske reduksjonsteknikker og i stand til å fungere ved nevnte temperatur og bestandig nok ved driftsbetingelsene.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
hvori reduksjonsmiddelsammensetningen inneholder 1 til 60 vekt-%, spesielt 10 til 50 vekt-%, foretrukket 35 til 45 vekt-% ammoniumformat.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,
hvori reduksjonsreaksjonen utføres ved en temperatur, som er maksimalt 550°C, spesielt maksimalt 450°C, mer spesielt maksimalt 350°C, mest spesielt maksimalt 250°C.
4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav,
hvori reduksjonsreaksjonen utføres ved en temperatur, som er minimum 150°C.
5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav,
hvori reduksjonsmiddelsammensetningen inneholder vann.
6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav,
hvori reduksjonsmiddelsammensetningen, i tillegg til ammoniumformat, inneholder ett eller flere andre nitrogenoksidreduserende midler, spesielt ammoniumnitrogen-holdig middel, slik som ammoniakk, urea, ammoniumkarbamat, ammoniumkarbonat, ammoniumbikarbonat, ammoniumoksalat eller ammoniumhydroksid.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,
hvori det andre reduksjonsmidlet er urea.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7,
hvori reduksjonsmiddelsammensetningen inneholder 1 til 40 vekt-%, foretrukket 10 til 30 vekt-% av det andre reduksjonsmidlet.
9. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 6 til 8,
hvori reduksjonsmiddelsammensetningen inneholder 1 til 40 vekt-%, foretrukket 10 til 30 vekt-% ammoniumformat.
10. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 til 9 for å redusere nitrogenoksider i avgasser fra dieselkjøretøyer.
11. Anvendelse av ammoniumformat i en katalytisk reduksjonsprosess av nitrogenoksider i avgasser ved temperaturen på 120 til 700°C, hvorved katalysatoren er en V2O5-WO3, zeolitt eller V205-Ti02katalysator, eller lignende anvendt i selektive katalytiske reduksjonsteknikker og egnet for selektive katalytiske reduksjonsteknikker og i stand til å fungere ved nevnte temperatur, og er bestandig nok ved driftsbetingelsene.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20030168A FI116897B (fi) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | Ammoniumformiaatin käyttö pelkistysprosessissa |
| PCT/FI2004/000057 WO2004069385A1 (en) | 2003-02-04 | 2004-02-04 | Catalytic process for reducing nitrogen oxides in flue gases and reducing agent composition |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20053881D0 NO20053881D0 (no) | 2005-08-18 |
| NO20053881L NO20053881L (no) | 2005-09-01 |
| NO330831B1 true NO330831B1 (no) | 2011-07-25 |
Family
ID=8565531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20053881A NO330831B1 (no) | 2003-02-04 | 2005-08-18 | Katalytisk prosess for reduksjon av nitrogenoksider i avgass og anvendelse av en sammensetning i denne. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7595034B2 (no) |
| EP (1) | EP1594593B1 (no) |
| JP (1) | JP4798453B2 (no) |
| KR (1) | KR101089360B1 (no) |
| CN (1) | CN100366327C (no) |
| AT (1) | ATE361141T1 (no) |
| CA (1) | CA2514881C (no) |
| DE (1) | DE602004006233T2 (no) |
| ES (1) | ES2286604T3 (no) |
| FI (1) | FI116897B (no) |
| NO (1) | NO330831B1 (no) |
| RU (1) | RU2346732C2 (no) |
| WO (1) | WO2004069385A1 (no) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10251588A1 (de) * | 2002-11-06 | 2004-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine |
| FI117891B (fi) | 2004-08-04 | 2007-04-13 | Kemira Oyj | Pelkistysainekoostumus |
| US7535034B2 (en) * | 2006-02-27 | 2009-05-19 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | PNP light emitting transistor and method |
| JP5243705B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2013-07-24 | 三井化学株式会社 | 内燃機関排気処理用ＮＯｘ還元剤 |
| FI120966B (fi) * | 2007-02-15 | 2010-05-31 | Kemira Oyj | Menetelmä pelkistysainekoostumuksen valmistamiseksi |
| FR2912932B1 (fr) * | 2007-02-23 | 2011-06-10 | Total France | Solution aqueuse pour traitement des gaz d'echappement des moteurs diesel |
| DE102007062594B4 (de) | 2007-12-22 | 2021-08-05 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Herabsenken eines Gefrierpunkts einer harnstoffhaltigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsanlage |
| DE102009040352A1 (de) * | 2009-09-05 | 2011-03-17 | Johnson Matthey Catalysts (Germany) Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines SCR aktiven Zeolith-Katalysators sowie SCR aktiver Zeolith-Katalysator |
| DE102010022775A1 (de) | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Uhde Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von NOx und N2O |
| DE102010039481A1 (de) | 2010-08-18 | 2012-02-23 | Robert Bosch Gmbh | SCR-Drucksystem zur Änderung des Gefrierpunktes des Additivs |
| DE102010040365A1 (de) | 2010-09-07 | 2012-03-08 | Robert Bosch Gmbh | Druckluftzerstäuber |
| CN102213125A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-10-12 | 辽宁润迪精细化工有限公司 | 一种改善低温性能的尿素还原剂组合物 |
| CN102213124B (zh) * | 2011-05-24 | 2013-02-06 | 辽宁润迪精细化工有限公司 | 一种超低温尿素还原剂组合物 |
| CN102213126B (zh) * | 2011-05-24 | 2013-02-06 | 辽宁润迪精细化工有限公司 | 一种低温尿素还原剂组合物 |
| US8518354B2 (en) | 2011-07-29 | 2013-08-27 | Deere & Company | Diesel exhaust fluid formulation having a high ammonium content and a low freezing point |
| EP2620213A1 (en) | 2012-01-27 | 2013-07-31 | Paul Scherrer Institut | Catalyst for the conversion of liquid ammonia precursor solutions to gaseous ammonia avoiding the formation of undesired side products |
| CN103511040A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-15 | 刘观柏 | 一种用于发动机scr的碳酸氢铵干法制氨及计量喷射系统 |
| CN104147926A (zh) * | 2014-08-03 | 2014-11-19 | 长春市永畅实业有限责任公司 | 一种可低温释氨还原剂混合物 |
| CN104265422B (zh) * | 2014-08-03 | 2017-08-11 | 长春市永畅实业有限责任公司 | 一种低温条件释氨还原剂组合物及其制备方法 |
| CN104128090A (zh) * | 2014-08-03 | 2014-11-05 | 长春市永畅实业有限责任公司 | 一种满足车辆低温去除氮氧化物的还原剂 |
| US10876454B2 (en) | 2018-11-08 | 2020-12-29 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Automotive exhaust aftertreatment system with multi-reductant injection and doser controls |
| US10683787B2 (en) | 2018-11-08 | 2020-06-16 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Automotive exhaust aftertreatment system having onboard ammonia reactor with hybrid heating |
| US10767529B2 (en) | 2018-11-08 | 2020-09-08 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Automotive exhaust aftertreatment system having onboard ammonia reactor with heated doser |
| US11193413B2 (en) | 2019-12-12 | 2021-12-07 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Exhaust aftertreatment system with virtual temperature determination and control |
| US11319853B2 (en) | 2020-03-31 | 2022-05-03 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Automotive exhaust aftertreatment system with doser |
| US11022014B1 (en) | 2020-04-28 | 2021-06-01 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Exhaust aftertreatment system with heated flash-boiling doser |
| US11092054B1 (en) | 2020-04-29 | 2021-08-17 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Flash-boiling doser with thermal transfer helix |
| US11511239B2 (en) | 2020-04-29 | 2022-11-29 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Heated flash-boiling doser with integrated helix |
| US11384667B2 (en) | 2020-05-29 | 2022-07-12 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Exhaust aftertreatment system with heated dosing control |
| US11225894B1 (en) | 2020-06-30 | 2022-01-18 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Exhaust aftertreatment system with thermally controlled reagent doser |
| CN113144849B (zh) * | 2021-05-07 | 2023-01-24 | 西安睿宇翰江商贸有限公司 | 一种冶炼烟气脱硝剂、脱硝溶液及其应用 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1111936A (en) * | 1966-01-28 | 1968-05-01 | Distillers Co Yeast Ltd | De-icer composition |
| US3900554A (en) | 1973-03-16 | 1975-08-19 | Exxon Research Engineering Co | Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia |
| DE3532226A1 (de) | 1985-08-13 | 1987-03-19 | Sued Chemie Ag | Katalysator zur verringerung des stickoxidgehalts von verbrennungsabgasen |
| US4873066A (en) | 1988-06-15 | 1989-10-10 | Fuel Tech, Inc. | Low temperature process for the reduction of nitrgen oxides in an effluent |
| CH675623A5 (no) * | 1988-09-27 | 1990-10-15 | Von Roll Ag | |
| JPH02203923A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-13 | Hitachi Zosen Corp | 窒素酸化物の接触還元方法 |
| US5139755A (en) * | 1990-10-17 | 1992-08-18 | Energy And Environmental Research Corporation | Advanced reburning for reduction of NOx emissions in combustion systems |
| DE4038054A1 (de) * | 1990-11-29 | 1992-06-04 | Man Technologie Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur selektiven katalytischen no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-reduktion in sauerstoffhaltigen abgasen |
| US5116584A (en) | 1991-04-05 | 1992-05-26 | Energy And Environmental Research Corporation | Methods for enlarging the useful temperature window for NOx reduction in combustion systems |
| DE4221451C2 (de) * | 1992-06-30 | 1996-02-29 | Werner Prof Dr Weisweiler | Verfahren und Vorrichtung zur katalysierten Entstickung der Abgase von Dieselmotoren und Mager-Ottomotoren |
| US5536482A (en) * | 1992-10-13 | 1996-07-16 | Nalco Fuel Tech | Process for pollution control |
| JP3992083B2 (ja) * | 1993-05-11 | 2007-10-17 | バブコック日立株式会社 | 固体還元剤を用いる排煙脱硝方法および装置 |
| RU2088316C1 (ru) | 1995-02-28 | 1997-08-27 | Институт катализа имени Г.К.Борескова СО РАН | Способ очистки отходящих газов от оксидов азота |
| JPH08323151A (ja) * | 1995-06-05 | 1996-12-10 | Tokyo Gas Co Ltd | ＮＯｘ含有排ガスの浄化方法 |
| DE19728343C5 (de) | 1997-07-03 | 2013-02-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen NOx-Reduktion |
| US6280695B1 (en) * | 2000-07-10 | 2001-08-28 | Ge Energy & Environmental Research Corp. | Method of reducing NOx in a combustion flue gas |
-
2003
- 2003-02-04 FI FI20030168A patent/FI116897B/fi not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-02-04 RU RU2005127476/15A patent/RU2346732C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-02-04 KR KR1020057014113A patent/KR101089360B1/ko active IP Right Grant
- 2004-02-04 JP JP2006502059A patent/JP4798453B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-02-04 DE DE602004006233T patent/DE602004006233T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-04 CA CA2514881A patent/CA2514881C/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-04 ES ES04707952T patent/ES2286604T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-04 US US10/544,397 patent/US7595034B2/en active Active
- 2004-02-04 WO PCT/FI2004/000057 patent/WO2004069385A1/en active IP Right Grant
- 2004-02-04 AT AT04707952T patent/ATE361141T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-02-04 EP EP04707952A patent/EP1594593B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-04 CN CNB2004800035522A patent/CN100366327C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-08-18 NO NO20053881A patent/NO330831B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2346732C2 (ru) | 2009-02-20 |
| RU2005127476A (ru) | 2006-03-27 |
| EP1594593A1 (en) | 2005-11-16 |
| JP2006517857A (ja) | 2006-08-03 |
| CA2514881C (en) | 2011-07-05 |
| CA2514881A1 (en) | 2004-08-19 |
| KR101089360B1 (ko) | 2011-12-05 |
| EP1594593B1 (en) | 2007-05-02 |
| KR20050100647A (ko) | 2005-10-19 |
| DE602004006233T2 (de) | 2008-01-10 |
| CN100366327C (zh) | 2008-02-06 |
| NO20053881D0 (no) | 2005-08-18 |
| NO20053881L (no) | 2005-09-01 |
| JP4798453B2 (ja) | 2011-10-19 |
| CN1747777A (zh) | 2006-03-15 |
| DE602004006233D1 (de) | 2007-06-14 |
| US20060147362A1 (en) | 2006-07-06 |
| US7595034B2 (en) | 2009-09-29 |
| FI116897B (fi) | 2006-03-31 |
| ES2286604T3 (es) | 2007-12-01 |
| FI20030168A0 (fi) | 2003-02-04 |
| ATE361141T1 (de) | 2007-05-15 |
| FI20030168A (fi) | 2004-08-05 |
| WO2004069385A1 (en) | 2004-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO330831B1 (no) | Katalytisk prosess for reduksjon av nitrogenoksider i avgass og anvendelse av en sammensetning i denne. | |
| CA2576502C (en) | Reducing agent composition | |
| EP2295753B1 (en) | Method for urea injection control | |
| WO2000030733A1 (en) | Liquid urea exhaust gas treatment additive | |
| JP2007145796A (ja) | 尿素水及びそれを用いた脱硝装置 | |
| CN114832829A (zh) | 一种燃气尾气高温脱硝催化剂及其制备方法 | |
| JP2000026834A (ja) | 内燃機関排出ガス浄化用還元剤組成物 | |
| KR102487421B1 (ko) | 복합 성분의 탈질 환원제 | |
| JP2003269141A (ja) | 排煙脱硝用の還元剤組成物 | |
| JP5243705B2 (ja) | 内燃機関排気処理用ＮＯｘ還元剤 | |
| EP3505731A1 (en) | Method of partially converting a solution comprising an ammonia precursor | |
| CN116407946B (zh) | 一种低温车用尾气处理液及其制备方法 | |
| JP2003260331A (ja) | 排煙脱硝用の還元剤組成物 | |
| PL243194B1 (pl) | Preparat wspomagający oczyszczanie spalin z tlenków azotu, zwłaszcza spalin emitowanych przez silniki wysokoprężne | |
| CN117531349A (zh) | 一种缓蚀稳定助剂及其在脱硝剂中的应用 | |
| WO2023118397A1 (en) | Additive for nox reducing solution | |
| EP4452466A1 (en) | Additive for nox reducing solution | |
| WO2024160995A1 (en) | Apparatus and method for pollutant removal | |
| WO2017141591A1 (ja) | 排気浄化システム | |
| Hu et al. | Removal of NO by Selective Catalytic Reduction with Ethylene over Catalyst Cu/ZSM-5 | |
| TW201121639A (en) | oxides. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |