[发明专利]一种用于减少氮氧化物的反应器

说明书

一种用于降低物流中NOx浓度的反应器，包括：所述物流的入口；含有降低的NOx浓度的物流的出口；一个或多个催化剂床，其包括具有NOx还原催化剂的陶瓷或金属泡沫；从所述入口到所述出口的一个或多个流动路径，所述流动路径穿过至少一个催化剂床，其中所述催化剂床在顶部和底部封闭，使得穿过所述催化剂床的所述流动路径以横向流动的形式穿过所述催化剂床的侧面。

参考相关申请

本申请要求2015年12月22日提交的美国临时专利申请第62/270853号的权益。

技术领域

本发明涉及一种在陶瓷或金属泡沫上包括一种或多种NO_x还原催化剂的反应器和一种用于降低气流中NO_x浓度的方法。

背景技术

氮的氧化物是包含化学品如硝酸的制造或空气中的燃烧过程在内的许多工业过程中常见的副产物和/或期望的中间体。式NO和NO2的氮氧化物通常一起被称为NO_x。NO_x是一种大规模污染物，并且已经为从产生其的工艺中减少废气流中的NO_x作出了巨大的努力。从气流中除去NO_x的方法在本领域中通常被称为脱NO_x法，并且其中所用的催化剂被称为脱NO_x催化剂。

现有技术描述了这样的过程，其中含有待处理NOx的气流中的粉尘被捕获在催化剂上，然后通过清洗或其它手段将粉尘从催化剂中除去。例如，美国专利4044102描述了一种有效地从烟道气流减少氮氧化物和粉尘的反应器。催化剂在移动床中传送，使得其与气体接触并带走粉尘。然后催化剂通过出口，其在那里再生并除去粉尘。所述专利教示了优选地在除去NO_x之前从气体中除去粉尘以防止粉尘积聚在催化剂床的表面上和催化剂颗粒之间的空隙中。

作为另一个实例，美国专利5413699描述一种反应器，其中含有粉尘和NO_x的气体以足够的速度通过催化剂床以使催化剂床流化。沉积在催化剂上的颗粒通过流化清除或洗除以防止脱NO_x催化剂结垢。所述专利教示了10-50mg/Nm³的粉尘负载太高而无法使市售脱NO_x催化剂具有长的使用寿命。

另外，许多专利和公开的申请涉及使用陶瓷泡沫来处理柴油发动机废气。例如，美国专利5536477描述一种陶瓷泡沫过滤器，其具有基本捕获全部存在于废气流中的烟灰的能力。

固定床催化剂系统由于其优异的活性可以在较低温度下从工业生产流中除去NOx；然而，其也倾向于捕获气流中的大部分颗粒，并且因此经历快速的压降增加。另一方面，蜂窝式催化剂系统允许颗粒物质容易地通过，但其具有低很多的活性，并且因此需要高很多的操作温度。优选提供一种催化剂和一种方法，所述催化剂和方法允许在低温下有效地从含颗粒气流中除去NOx，同时允许大部分粉尘通过催化剂床并且不被捕获在催化剂上。

反应器也可以以此类方式配置以防止粉尘积聚在固定床NOx还原催化剂上。

发明内容

本发明提供了一种用于降低物流中NO_x浓度的反应器，包括：物流的入口；含有降低的NO_x浓度的物流的出口；一个或多个催化剂床，其包括具有NO_x还原催化剂的陶瓷或金属泡沫；从入口到出口的一个或多个流动路径，所述流动路径穿过至少一个催化剂床，其中催化剂床在顶部和底部封闭，使得穿过催化剂床的流动路径以横向流动的形式穿过催化剂床的侧面。