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_4

文档序号:9421413阅读:来源:国知局
化学结合铁(例如含铁化合物)的聚集物的催化转化器(例如DeNOx催化剂和/或SCR催 化剂)可W在经过任何前述的从具有一种或多种铁化合物聚集物的催化转化器去除铁的 方法之后经过再生用于商业运作。
[0057] 根据本发明的某些实施方案,例如,具有一种或多种铁化合物聚集物的催化转化 器可W用包含抗氧剂的基本碱性水溶液处理,或在抗氧剂存在下,用基本碱性水溶液处理, 并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。已经去除一部分聚集的铁化 合物之后,可W洗涂(例如用水或水溶液洗涂)催化转化器并任选至少部分干燥。已经去 除至少一部分一种或多种铁化合物的催化转化器可W用至少一种NOJ兑除催化剂浸溃。NO, 脱除催化剂可W包含催化活性金属,W提供再生的催化转化器。
[0058] 根据本发明的某些实施方案,再生的催化转化器可W包括蜂窝型,波纹型或筛孔 型构造。例如,待处理/再生的催化转化器可W包括蜂窝型催化转化器,其包含多个蜂窝状 通道,其中至少一部分蜂窝状通道在处理/再生之前被堵塞或遮盖。
[0059] 在用至少一种NOJ兑除催化剂浸溃的步骤之前,可W进行至少部分干燥催化转化 器的步骤(例如根据本文中所公开的实施方案,已经去除至少一部分铁聚集物之后)。干 燥可W由任何合适的方法实现。优选催化转化器在空气中干燥。更优选地,使空气穿过催 化转化器表面来干燥催化转化器。用于干燥的空气优选在20°C至700°C,更优选100°C至 300°C的溫度下。
[0060] 一旦催化转化器至少部分干燥,可W用至少一种NOJ兑除催化剂浸溃催化转化器。 运种浸溃可用于使催化转化器恢复至其先前的NOy去除活性,或从任何基准条件(例如再 生前NOx去除活性水平)增强NOx去除活性。例如,再生前NOx去除活性水平可W包含由新 (例如在发电厂中运行之前)的催化转化器显示的NOx去除活性水平。另外,再生前NOX去 除活性水平可W包括由在燃烧过程中运行任何时间周期期间的催化转化器显示的NOy去除 活性水平。
[0061] 催化转化器可W用一种或多种选自第4、5和6族金属的NOy还原催化剂金属浸溃。 但是应指出用于浸溃的化学品为实际NOy还原催化剂的前体。也即,后续的现场热处理或 SCR系统的启动期间使金属氧化并使它们化学键合至基材。在一个实施方案中,催化转化器 用饥或鹤浸溃,使得活性组分如本领域中通常知晓的那样担载在催化转化器上或嵌入催化 转化器中。但是,如上所述,仅在催化转化器的初始生产工艺过程中典型地是饥和鹤嵌入或 均匀地分布在整个基材之中,因为其在挤出和般烧工艺之前加入到基材捏塑体中。浸溃工 艺期间,饥或鹤担载在基材上。
[0062] 作为用饥浸溃催化转化器的一个实例,催化转化器可W浸入通过在水、有机酸、或 胺溶液中溶解饥化合物(例如草酸饥、偏饥酸锭或硫酸氧饥)制备的水溶液中。作为一个 实例,将处理过的催化剂放入含有0.1Wt%至10wt%的草酸饥溶液中1分钟至60分钟,优 选20分钟至20分钟。饥浸溃之后,将催化转化器在干燥烘箱中热处理至至少10(TC,优选 至少150°C的最终溫度。在一个实施方案中,浸溃的催化转化器(例如再生的催化转化器) 含有约0.3wt%至约3wt%的V205,基于浸溃的催化转化器不带金属基材的总重量。催化 转化器优选在优选至少300°C,更优选425°C的般烧炉中热处理,使将饥化合物转化为其催 化有用的氧化物形式V205。加热超过45(TC可能导致二氧化铁晶体结构变为不期望的金红 石晶体结构。在浸溃工艺中由催化转化器吸收的饥的实际量通过X射线巧光光谱学测量。
[0063] 作为用鹤浸溃催化转化器的一个实例,催化转化器可W浸入通过在水、盐酸、胺溶 液或有机酸中溶解鹤化合物(例如仲鹤酸锭或氯化鹤)制备的水溶液中。在某些实施方案 中,鹤与饥结合来浸溃。运可W在一步或分开的步骤中实现。
[0064] 作为鹤和饥浸溃的一个实例,鹤和饥的化学相容形式,例如偏饥酸锭和仲鹤酸锭, 结合在单一溶液中,其含有饥酸锭溶液中的2至100g/1饥(WVz化的形式测量),和仲鹤 酸锭溶液中的5至65 鹤(WW〇3的形式测量)。处理过的催化剂暴露于该含基本金属 的溶液1秒至60分钟,优选2秒至2分钟,然后在干燥烘箱中热处理至至少100°C,优选至 少150°C的最终溫度。催化转化器优选在优选至少300°C,更优选425°C的般烧炉中热处理, W将饥和鹤化合物转换为其催化有用的氧化物形式V205和W〇3。加热超过450°C可能导致二 氧化铁晶体结构变为不期望的金红石晶体结构。热处理和般烧之后,饥和鹤的浓度由X射 线巧光光谱学测量。运些金属的理想浓度可W为0.3wt%至10wt%的五氧化二饥,2wt% 至8wt%的S氧化鹤,基于浸溃的基材或催化转化器的总重量。 实施例
[0065] 本公开内容进一步由W下实施例说明,该实施例无论如何也不应认为是限制性 的。也即,W下实施例中描述的具体方法和结果仅是说明性的,而非限制性的。
[0066] 抗坏血酸(AA)为酸性条件下已知的还原剂。如下所述的研究的目的是评价抗坏 血酸(例如抗坏血酸的钢盐)是否能够阻止碱性条件下不期望的铁氧化。
[0067]参数: 表1提供研究期间分析的参数的概览。
[006引表1:分析参数
[006引实验设计 先期测试: 进行初步研究W确定抗坏血酸钢是否能防止碱性条件下的铁氧化。
[0070]测试1 根据W下编号的步骤进行测试: I.在 500ml烧杯中制备 500ml的FeCls1000ppm(0. 1%)。pH为 2. 64,ORP为 640mV,烧杯中的内容物颜色为黄色,如图1所示(参见参考数字10)。然后将100ml该溶液倒 入150ml烧杯中。
[007。 2.向烧杯中添加0.2 g抗坏血酸("AA")。抑为2. 27,ORP为250mV,内容物颜 色变为澄清。
[007引 3.然后向烧杯中添加大约50 ml的0.1 N化地。抑增加到8. 04,ORP为350 mV, 烧杯的内容物颜色变为紫色。
[0073] 4.倒出30ml液体,因为烧杯尺寸为150ml。
[0074] 5.向大约120ml的上述溶液(来自步骤4)中添加20ml的5N化OH。抑增加 到13. 09,ORP为780mV,颜色为深绿色。参见图1中的参考数字20。所得化OH浓度为大 约3wt%,且没有观察到絮团产生或形成。没有絮团形成表明AA使铁W化2+的形式保持溶 解于溶液中。
[007引6.获得50ml步骤5中形成的溶液,与10ml的5N化OH结合。抑为~14,且颜 色变为栋色。参见图1中的参考数字30。所得化OH浓度为大约5wt%。没有观察到絮团 产生或形成。没有絮团形成表明AA使铁W化2+的形式保持溶解于溶液中。
[007引7.分别向10ml步骤5和6获得的溶液添加大约1ml的&02。在各情况下,经 几小时开始形成栋色/澄色沉积物并且沉降出来。&02将化2t爱慢氧化为化3+,Fe(OH)3发 生沉淀。
[0077]测试2 80小时静置时段之后检验化Cls溶液,W及W上步骤5和6下所列的溶液。如图2所 示,化Cls溶液10由透明/黄色转变为混浊/澄色。该颜色变化可W归因于空气中的氧气 将化2t爱慢氧化为化3+,Fe(OH)3发生沉淀。
[0078] 步骤5下的溶液保持透明,但是颜色由深绿色变为栋色。在烧杯底部可见少量固 体。在透明溶液和固体之间可见到过渡相,看起来表明一部分固体回到溶液中(再溶解)。
[0079] 步骤6下的溶液保持透明,但是颜色由栋色变为澄色。在烧杯底部可见少量固体。 在透明溶液和固体之间可见到过渡相,看起来表明一部分固体回到溶液中(再溶解)。
[0080] 测试3 :催化剂复原测试 下表2和3显示对含铁催化剂进行的催化剂复原测试,W确定与没有使用抗坏血酸钢 的清洁过程相比,抗坏血酸钢是否可W改善催化剂质量。使用的催化剂具有蜂窝形状。在 下表中,术语"级联"表示试样经历在新鲜去离子水中的=(3)次浸泡(各持续30分钟)。 [008。表2:催化剂'A'的测试细节
[0082] 试验I和2为初始复原试验,使用第一除铁步骤(0. 3%H2SO4/ 0. 3%AA,50°C,2 小时),随后为氨氧化钢苛性碱处理步骤。试验1包括第二除铁步骤,但是在试验2中其被 省略。作为替代,向苛性碱步骤中添加VC,运将形成抗坏血酸钢。
[008引表3中的XRF数据说明来自试验I和2的催化剂的铁含量低于纯化催化剂。但是, 试验1略微更加有效: 纯化催化剂:表面化2032. 15%,本体化2031. 240/0 试验1 :表面化2化0. 54%,本体化2化0. 460/0 试验2 :表面化2化0. 69%,本体化2化0. 580/0。
[0084] 但是,同样注意到在纯化催化剂的XRF数据表中,该纯化催化剂具有最大的表面 垫层((blinding layer)),该层由Si化表示的二氧化娃和Al2〇3表示的侣构成。SiO2的表 面值为17. 95%,且Al2〇3的表面值为4. 45%。来自试验1和2的复原催化剂分别具有9. 53% 和8. 47%的Si〇2,和分别2. 60%和2. 17%的Al2〇3的垫层。垫层同样降低催化剂的性能并且 遮蔽毒物,包括铁。因此,复原工艺期间应同样优选去除
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1