[发明专利]选择性催化还原方法和使方法的失活的催化剂离线再生

说明书

提出了一种用于使选择性催化还原系统的失活的氮氧化物分解催化剂离线再生的方法，所述选择性催化还原系统是烟道气处理系统的组件。隔离所述选择性催化还原系统以允许去除和替代失活的SCR催化剂。可以使去除的SCR催化剂从烟道气处理系统离线再生。离线再生的SCR催化剂可以用作替代SCR催化剂。

本非临时申请要求于2018年8月22日提交的美国临时专利申请序列号62/721,199的权益，所述非临时申请的全部公开内容特此通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于从具有氮氧化物和硫氧化物的热过程气体流中去除氮氧化物和硫氧化物以及使方法的失活的催化剂再生的催化方法。

背景技术

在炉或锅炉中燃烧如煤、石油、气体、木材、城市废物、工业废物、医院废物、危险废物和农业废物等燃料源会产生含有如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫化合物和其它污染物等燃烧产物的热烟道气。这些其它污染物中包含微粒。微粒可以包含飞灰、灰尘、烟尘和其它细微粒物质，其可以包括磷、重金属、碱金属和碱土金属。热烟道气流中含有的氮氧化物(NO_x)包含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。硫化合物包含二氧化硫(SO₂)和三氧化硫(SO₃)等硫氧化物(SO_x)。硫化合物是由于燃烧燃料中存在硫而产生的。

一种从燃烧过程的烟道气流中去除NO_x的常用方法是选择性催化还原(SCR)过程。此方法涉及通过使NO_x与氨(NH₃)在催化剂床层内反应，将NO_x催化还原成氮气(N₂)和水(H₂O)。SCR方法的主要反应如下：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O

催化剂床通常包含催化活性材料，如氮氧化物分解催化剂，在本文中也被称为deNOx催化剂，其可以包括金属氧化物和催化活性金属组分，如钛、钨、钼、钒或已知将氮氧化物催化为氮和水的其它合适的化合物。催化活性材料的实例是五氧化二钒(V₂O₅)和三氧化钨(WO₃)。

在处理燃烧烟道气流中使用SCR方法的deNOx催化剂的一个问题是，随着时间的流逝，所述燃烧烟道气流会由于氨的微粒和氨与热烟道气流的硫化合物的反应产物的沉积而被污染和失活。这些产物包含例如硫酸铵和硫酸氢铵。通过使注入的氨与烟道气流中的组分反应形成的其它铵盐(如氯化铵和硝酸铵)也可以沉积在deNOx催化剂上。当deNOx催化剂由于铵盐的沉积而失活时，需要使催化剂再生以恢复其损失的活性的至少一部分。

US 8,883,106描述了一种使deNOx催化剂再生的方法。本专利提出了一种用于从热过程气体中去除氮氧化物和硫氧化物的选择性催化还原反应器系统。反应器系统具有结构特征，所述结构特征提供了用于进行其催化元素再生的在线过程。此系统包含与通过使用系统处理的热过程气体的流动并行布置的多个催化剂床区段。本专利进一步公开了一种使催化剂床区段再生的方法。再生方法包含从热过程气体的流动中分离出催化剂床区段之一，并使再生气体穿过分离的催化剂床区段，同时其它催化剂床区段同时用于从热过程气体中去除氮氧化物和硫氧化物。