使用碱性水溶液和抗氧剂从催化转化器去除铁材料的方法_2

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属。
[0019] 在某些实施方案中,催化转化器可W包含金属基材,特别是呈筛孔型载体形式,其 中金属基材材料由金属合金材料组成。在某些优选实施方案中,合金材料包含3wt%至30 wt%的铭,1wt%至10wt%的侣,或5wt%至50wt%的儀,基于金属基材的总重量(不包含 催化剂)。
[0020] 合金也可W含有少量或痕量的一种或多种其它金属,例如儘、铜、饥、铁等。金属载 体的表面可W在高溫(例如IOOCTC和更高)下氧化,例如通过在载体表面上形成氧化物层, W改善合金的耐蚀性。运种高溫诱导氧化可W增强耐高溫金属氧化物担载和催化剂成分对 载体的附着力。
[0021] 可W在催化转化器中用作基材的一种特别的金属材料为铁-铭合金。在某些实施 方案中,铁-铭合金可WW锥片的形式提供,优选可W具有约0.02mm至约0.06mm的厚度。
[0022] 除金属基材之外,根据本发明的某些实施方案,可W使用陶瓷基材,并且通常包括 任何合适的金属氧化物或耐高溫材料。此类材料的实例包括但不限于二氧化铁、氧化侣、二 氧化娃、氧化侣-二氧化娃、氧化错、氧化儀、氧化给、氧化铜、堇青石、堇青石-a氧化侣、氮 化娃、错石莫来石、裡辉石、氧化侣-二氧化娃氧化儀、错石娃酸盐、娃线石、娃酸儀、错石和 透裡长石。
[0023] 根据本发明的某些实施方案,催化转化器包含蜂窝结构或构造。通常可W使用如 上所述任何合适的基材材料,取决于预定最终用途(例如用于主要燃烧某类材料的特定发 电厂)。在某些实施方案中,催化转化器包含具有多个平行气流通道/管道的整体催化转 化器。通道可W优选包含从其流体入口延伸至其流体出口的基本直线路径。催化转化器已 经在其中嵌入或在其上沉积催化材料(例如至少一种NOy还原催化剂)。流道优选是薄壁 的。流道的合适横截面形状和尺寸包括梯形、矩形、正方形、正弦形、六边形、楠圆形、圆形等 结构。此类结构优选每平方英寸横截面含有约5至约600个进气口(即"气室")。
[0024] 在某些优选实施方案中,催化转化器包含DeNOy催化剂。在更优选实施方案中,催 化转化器包含SCR催化剂。在处理之前,根据本发明的某些实施方案,催化转化器包括基本 纯化的催化转化器,具有大约20%至70%的DeNOx性能活性损失。
[00巧]铁巧铁化合物 如上所述,本发明的某些实施方案在从具有一种或多种铁化合物聚集物的催化转化器 去除铁方面特别有效。根据某些实施方案,作为至少一部分含有铁的煤炭燃烧产物(例如 含铁化合物)与催化转化器接触的结果,铁含量可能沉积在催化转化器上。如上所述,铁 (例如含铁化合物)可W经由催化转化器暴露于烟道气而聚集在其上。例如,铁可W存在于 在催化转化器上沉积的飞灰中。但是,另外,催化转化器可能暴露于来自清洁和/或再生工 艺期间使催化转化器保持在适当位置的箱形机架和组件机架的另外的铁含量。
[0026] 如本文中所使用的,术语"含铁化合物"包括离子铁化合物,例如但不限于由二价 铁(Fe2〇离子形成的离子化合物或由=价铁(Fe3〇离子形成的离子化合物(包括含铁化合 物的混合物)。如本文中所讨论的,被一种或多种铁化合物聚集物污染或具有一种或多种 铁化合物聚集物的催化转化器,可W具有大于0. 3wt%的化2〇3的催化剂上沉积或与催化剂 发生化学反应的铁浓度(如由X射线巧光测量的那样),基于不包括其上可能引入催化剂 (即板型催化剂)的金属基材的催化剂材料的总重量。铁浓度可W使用X射线巧光技术,W 催化剂中的化2〇3浓度形式测量,该技术也可W用来测量其它成分的浓度,包括Si〇2、Al2〇3、 Ti〇2、CaO、MgO、BaO、胞2〇、K2O、S〇3、P2O5、V2O5、W〇3、M〇〇3、As和化2〇3。其它方法可用来测量铁 浓度。在特定实施方案中,SCR催化剂可W具有约0.3wt%至约12wt%的催化剂中的化2〇3 的铁浓度,如使用X射线巧光测量的那样。
[0027] 基本水忡碱忡紀合物 根据本发明的某些实施方案,可W用于去除催化转化器上聚集的至少一部分一种或多 种铁化合物的方法的基本水性碱性组合物优选包含基本碱性水溶液。如本文中所使用的, 术语"基本碱性水溶液"通常包括W使得该溶液仍然W液体形式自由流动(例如溶解直至 饱和点)的浓度包含水和至少一种赋予碱性的化学物类W及溶于水的至少一种抗氧剂化 合物的溶液。基本碱性水溶液可W进一步包含一种或多种其它化合物,例如有机溶剂,例如 极性有机溶剂,例如醇,条件是该一种或多种其它化合物不干扰基本碱性水溶液接触和润 湿催化转化器表面的能力(可湿性),包括溶液在催化转化器的孔隙中的渗透性。
[0028] 根据本发明的某些实施方案,可W单独或W任何组合使用的示例性抗氧剂可W包 括W下物质:取代酪类,包括酪簇酸类、氨酿,邻苯二酪类,和/或无机或有机、脂肪族、芳脂 族或芳香族琉基化合物类、二硫代碳酸醋类,径基簇酸类或締二醇类和/或憐酸醋类或麟 酸醋类,还包括此类化合物的盐、醋、金属络合物或混合物。
[0029]因为其締二醇结构而作为有效的抗氧剂的普通氨酿和邻苯二酪W及取代酪类,即 没食子酸和没食子酸醋类W及特别是抗坏血酸,已经证明是特别有利的。在某些优选实施 方案中,抗氧剂可W选自一种或多种抗坏血酸(包括所有异构体),抗坏血酸无机盐,W及 抗坏血酸锭。一种优选的抗坏血酸无机盐包括抗坏血酸钢。
[0030] 在本发明的某些实施方案中,基本碱性水溶液可W通过混合一种或多种抗氧剂与 水(和碱来根据需要调节pH)W形成具有所需抗氧剂浓度的水溶液来制备。根据本发明的 实施方案,根据加入到混合物中形成最终材料的成分重量来确定任何成分的浓度。例如,10 wt%的成分浓度表示10重量份的该成分与90重量份的最终组合物中所有其它成分混合,形 成该成分的10wt%浓度。
[0031] 基本碱性水溶液可W含有有效用于去除催化转化器上存在的一部分聚集的铁和/ 或减轻或防止方法期间=价铁离子形成的抗氧剂(例如抗坏血酸,抗坏血酸无机盐,和抗 坏血酸锭)的量。例如,基本碱性水溶液可WW基于用来处理催化转化器的基本碱性水溶 液总重量,约0.05wt%至约5wt%的总抗氧剂浓度来制备。优选地,基本碱性水溶液包含 约0. 1wt%至约2. 0wt%的抗氧剂,或约0. 1wt%至约1. 0wt%的抗氧剂。
[0032] 在根据本发明的某些实施方案中,可W在略微大于7至14的平均抑下用基本碱 性水溶液处理催化转化器。优选在约8至约14的平均抑下用基本碱性水溶液处理催化转 化器。
[0033] 虽然用来为基本碱性水溶液赋予碱性的化学物类没有特别限制,但是赋予碱性 (例如提高和/或保持抑大于7)的某些优选化学物类包括无机碱,其选自碱金属氨氧化物 (例如化OH)和碱±金属氨氧化物。碱金属氨氧化物和/或碱±金属氨氧化物可WW基于 浴或溶液重量,约0. 1wt%至约10wt% (例如0. 1-8wt% ;0. 1-5wt% ;0. 1-4wt%等)的浓 度存在。
[0034] 催化转化器可W用基本碱性水溶液处理或接触约1分钟至约6小时(例如0. 25-5 小时;0. 25-3小时;0. 25-2小时;等)。
[0035] 在某些实施方案中,催化转化器可W优选在容器中用基本碱性水溶液处理或与基 本碱性水溶液接触,该容器适用于将催化转化器浸入或浸没到基本碱性水溶液中。根据本 发明的实施方案,待处理的催化转化器可W根据需要完全或部分浸入基本碱性水溶液中。 处理催化转化器期间,可W优选提供处理期间的揽拌。例如,可W揽拌基本碱性水溶液,或 者可W物理移动转化器W引起揽拌。基本碱性水溶液可W由任何合适的方法揽拌,包括通 过机械法,或者通过使流体例如空气穿过处理组合物。
[0036]因此,根据某些实施方案,从催化转化器去除铁的方法还可以包括在基本碱性水 溶液中移动催化转化器,搅拌基本碱性水溶液,以及再循环基本碱性水溶液中的至少一个。
[0037] 根据某些实施方案,包含基本碱性水溶液处理转化器期间的平均温度包括至少 10°C。更优选地,基本碱性水溶液处理催化转化器期间的平均温度包括10°C至90°C,更优 选20°C至80°C,和最优选30°C至50°C。
[0038] 在某些实施方案中,催化转化器可以暴露于高频超声振动,同时基本碱性水溶液 流过催化转化器。超声波的强度可以调节并适应于污垢程度。优选地,超声波以约15kHz 至15〇kHz施加,外加功率为每升水性组合物3至15瓦。例如,由各个变频器施加的功率 的百分比可以变化,这使得功率能够变化。可以增加,或去除额外的变频器,进一步改变功 率输出。因此,根据某些实施方案,超声处理器件可以允许不同频率施加于其中正在用基本 碱性水溶液处理催化转化器的处理槽。也即,如果需要,可以施加单一频率或同时施加混合 频率。
[0039]因此,本发明的某些实施方案可以包括用基本碱性水溶液处理催化转化器的步 骤,进一步包括对基本碱性水溶液施以超声处理至少一部分时间,其中催化转化器至少部 分浸入基本碱性水溶液中。
[0040]根据本发明的某些实施方案,从催化转化器去除铁的方法可以进一步包括用基本 酸性水溶液处理催化转化器的(一个或多个)步骤。用基本酸性水溶液处理催化转化器可 以在用基本碱性水溶液处理之前,用基本碱性水溶液处理之后,或两者中进行。在某些优选 实施方案中,在用基本碱性水溶液处理催
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