[发明专利]用于处理包含氮氧化物的气流的方法和设备

说明书

本发明涉及处理包含氮氧化物的气流，特别是处理包含N₂O和/或NO_x的气流的方法。此外，本发明涉及用于处理包含氮氧化物的气流，特别是包含NO_x和/或N₂O的气流的设备。

引言

在废气处理领域中，特别是在包含氮氧化物的废气流的处理中，相当多地注意包含NO_x和N₂O二者的废气流。在这种情况下，这类废气流中的N₂O削减与其中NO_x的脱除一样重要，例如通过选择性催化还原(SCR)。鉴于N₂O是强大的温室气体这一事实，这特别适用，其加热大气的能力与突出的温室气体CO₂高约310倍。因此，避免N₂O排放在对抗温室效应的当前努力中特别重要。这很好地反映在N₂O排放目前考虑在CO₂排放交易中这一事实。此外，在几个国家制备了关于一氧化二氮排放的排放阈值。

根据目前的废气处理技术，NO_x和N₂O的削减分别地进行。因此，在NO_x和N₂O废气处理的典型方法中，N₂O在第一催化方法中在大于400℃的温度下热分解，其后然后将NO_x通过选择性催化还原使用氨处理以将其转变成氮气和水。在可选方法中，首先将NO_x通过选择性催化还原处理以除去它，其后将N₂O选择性反应以削减它。后一种方法的优点是它可在较低温度下，特别是在300-450℃的温度下进行。

在两种情况下，含过渡金属沸石通常用作用于削减N₂O的催化剂，特别是因为这类催化剂显示出对通常包含在待处理气流中的水和氧气的高抗性。这对含铁沸石体系特别有效，所述沸石体系的催化活性可通过其蒸汽处理而进一步增强，导致沸石骨架脱铝。这类沸石不仅显示出高活性，而且此外容许在NO_x充当助催化剂的存在下通过其反应而削减成氮气和氧气。因此，DE 10112396 A1、DE 10226461 A1和DE 10 2005 022650 A1分别公开了包含NO_x和N₂O的废气的两步骤处理方法，其中将N₂O在第一步骤中使用铁沸石催化剂削减，其后然后使NO_x在随后的选择性催化还原处理中使用氨作为还原剂在另一含铁沸石催化剂的存在下分解。

关于废气流中NO_x的处理，氨保持为作为其中所用选择性催化还原中的还原剂的第一选择。特别是，当使用氨作为SCR还原剂时，可实现NO_x与NH₃反应的显著高选择性。尽管检查其它还原剂，特别是氢气和烃作为可选物，所述还原剂反应性太高使得其大部分没有选择性地与待处理气体混合物中的氧气反应。

另一方面，关于N₂O削减，这可使用更宽范围的还原剂实现，所述还原剂例如包括氢气、一氧化碳、氨和烃。然而，用于N₂O削减的所述反应要求存在于待处理气流中的任何NO_x的完全脱除，因为其任何痕量可能导致其中所用含过渡金属沸石催化剂的减活和选择性损失。WO 03/084646 A1例如公开了用于处理包含NO_x和N₂O的废气的两步骤方法，其中含氮还原剂用于第一步骤中以使用选择性催化还原完全除去NO_x，其后在第二催化还原步骤中使用烃、一氧化碳和/或氢气作为还原剂N₂O削减。

因此，仍需要处理包含NO_x和N₂O的废气流的改进方法，特别是关于需要的催化步骤数目以及关于其中所用还原剂的类型。鉴于其中产生大量这些显著有害气体的大量应用，例如工业生产、发电厂或汽车运输，这特别适用。

详述