排气净化系统的脱硝催化剂的现场再生方法_2

文档序号:9382738阅读:来源:国知局
化剂的现场再生方法,能够起到如下效果: 能够通过适当的加热处理去除附着在脱硝催化剂上的碳成分,由此恢复脱硝催化剂的性 能,而且对于该加热处理,能够通过使用还原剂和空气,以及专门设置的还原剂氧化催化剂 层,能够不使用现有特别的加热装置或燃料而On-site(才 > 寸4卜)即现场进行脱硝催化 剂的再生。
【附图说明】
[0027] 图1为表示实施本发明排气净化系统的脱硝催化剂的现场再生方法的装置的第 一实施方式的流程图。
[0028]图2为表示实施本发明排气净化系统的脱硝催化剂的现场再生方法的装置的第 二实施方式的流程图。
[0029]图3为表示实施本发明排气净化系统中脱硝催化剂的现场再生方法的装置的第 三实施方式的流程图。
[0030] 附图标记说明
[0031] 1:脱硝催化剂层
[0032] 2: 还原剂氧化催化剂层
[0033] 3:空气加热用换热器
[0034]11:内燃机的排气管路(排气通路)
[0035] 12 :排出管路
[0036] 13:还原剂供给主管路
[0037] 14:空气供给主管路
[0038] 15 :合流管路
[0039] 16 :喷嘴
[0040] 17 :分支管路
[0041] 18:空气供给分支管路
[0042]19:合流管路
[0043] 20 :管路
[0044] 21 ~27:阀门
[0045]31:其他还原剂供给副管路
[0046]32:阀门
[0047]33:空气供给副管路
[0048] 34:阀门
【具体实施方式】
[0049] 下面,参照【附图说明】本发明的实施方式,但本发明并不限定于此。
[0050]图1为表示实施根据本发明的排气净化系统中脱硝催化剂的现场再生方法的装 置的第一实施方式的流程图。
[0051] 参照该图,排气净化系统净化船舶用柴油机等内燃机的排气时,使用醇等(例如 乙醇)作为还原剂,在180°C~300°C程度的低温温度域中实施可脱硝的脱硝催化剂(例如 Co(钴)/沸石)系统。在该系统中,使还原剂与空气混合,导入脱硝催化剂反应器,向催化 剂全体扩散。
[0052]S卩,向在内燃机的排气通路(管路)(11)上设置的脱硝催化剂层(1)的上游侧的 排气添加还原剂夹杂空气,在脱硝催化剂层(1)中还原排气中的氮氧化物。将在脱硝催化 剂层(1)中净化的净化气体通过排出管路(12)向外部排出。
[0053] 这里,还原剂(例如乙醇)通过管路(13)所供给,另一方面,空气通过管路(14) 所供给。将还原剂供给主管路(13)及空气供给主管路(14)与合流管路(15)连接,还原剂 与空气混合并通过合流管路(15)由喷嘴(16)导入至脱硝催化剂层(1),并向催化剂整体扩 散。在还原剂供给主管路(13)上设置阀(21)及(22),在空气供给主管路(14)上设置阀 (23)及(24)。
[0054] 作为向脱硝催化剂层(1)填充的脱硝催化剂,可列举例如以沸石担载钴,或以Ti02 担载钒,还有担载钨或钼,但只要能还原处理N0X,其他催化剂也可以。
[0055] 在本实施方式中,填充在蜂窝结构体上担载作为脱硝催化剂的钴/沸石而成的结 构。这里,蜂窝结构体优选由玻璃纸制作而成。该蜂窝结构体优选通过实施以下工序来制 作:例如,煅烧市售的玻璃纸,通过燃烧去除玻璃纸中所含的有机粘合剂成分的工序;在去 除有机粘合剂成分后的玻璃纸上涂布含有作为脱硝催化剂的钴/沸石的浆料的工序;将涂 布了含有催化剂的浆料的玻璃纸成型为瓦楞状的工序;对成型为瓦楞状的涂布了含有催化 剂的浆料的玻璃纸进行干燥的工序;另一方面,对没有成型为瓦楞状而是平板状的涂布了 催化剂浆料的玻璃纸进行干燥的工序;煅烧瓦楞状的涂布了含有催化剂的浆料的玻璃纸及 平板状的涂布了催化剂浆料的玻璃纸,形成催化剂担载平板状玻璃纸及催化剂担载瓦楞状 玻璃纸的工序;将煅烧后的催化剂担载平板状玻璃纸及催化剂担载瓦楞状玻璃纸交替非粘 合地层叠,形成催化剂担载蜂窝结构体。
[0056] 或者,也可以优选通过实施以下工序来制作蜂窝结构体:不通过燃烧去除市售玻 璃纸中含有的有机粘合剂成分,而在市售的玻璃纸上,涂布含有作为脱硝催化剂的钴/沸 石的浆料的工序;将涂布了含有催化剂的浆料的玻璃纸成型为瓦楞状的工序;对成型为瓦 楞状的涂布了含有催化剂的浆料的玻璃纸进行干燥的工序;另一方面,不通过燃烧去除市 售玻璃纸中含有的有机粘合剂成分,并且对没有成型为瓦楞状而是平板状的涂布了催化剂 浆料的玻璃纸进行干燥的工序;煅烧瓦楞状的涂布了含有催化剂的浆料的玻璃纸及平板状 的涂布了催化剂浆料的玻璃纸,形成催化剂担载平板状玻璃纸及催化剂担载瓦楞状玻璃纸 的工序;将煅烧后的催化剂担载平板状玻璃纸及催化剂担载瓦楞状玻璃纸交替非粘合地层 叠,形成催化剂担载蜂窝结构体。
[0057] 并且,当向脱硝催化剂层(1)填充的脱硝催化剂随时间经过性能降低时,根据本 发明的脱硝催化剂的现场再生方法,实施脱硝催化剂的再生处理。
[0058] 如同图所示,相对于脱硝催化剂层(1)同时设置还原剂氧化催化剂层(2)。并且, 在还原剂供给主管路(13)的阀(21)和阀(22)之间,将分支管路(17)连接至管路(13)上, 另一方面,在空气供给主管路(14)的阀(23)和阀(24)之间,将分支管路(18)连接至管路 (14)上,还原剂供给分支管路(17)及空气供给分支管路(18)与管路(19)合流,还原剂与 空气混合并通过合流管路(19)向还原剂氧化催化剂层(2)供给,在进行脱硝催化剂层(1) 的催化剂再生时,该还原剂氧化催化剂层(2)中,利用还原剂与空气的氧化反应产生的反 应热,产生高温的氧化反应气体,将该高温的氧化反应气体通过管路(20)导入所述脱硝催 化剂层(1)中,通过加热脱硝催化剂,使脱硝催化剂再生。
[0059] 这里,在还原剂供给分支管路(17)上设置阀(25),在空气供给分支管路(18)上设 置阀(26),在合流管路(19)上设置阀(27)。
[0060] 此外,优选地,在脱硝催化剂层(1)的下游侧的排气管路(12)上设置空气加热用 换热器(3),在该换热器(3)中,利用从脱硝催化剂层(1)排出的净化排气的排热,加温在空 气供给分支管路(18)内流通的空气,使该加温空气与还原剂合流并供给到所述还原剂氧 化催化剂层(2),使还原剂与空气发生氧化反应。从脱硝催化剂层(1)排出的净化排气通过 管路(12)连通到换热器(3),在这里通过热交换被冷却后,排出到外部。
[0061] 在本发明的排气净化系统的脱硝催化剂的现场再生方法中,脱硝催化剂层(1)中 的利用高温氧化反应气体的脱硝催化剂的加热温度优选为500°C以上,800°C以下。
[0062] 利用氧化反应气体的脱硝催化剂的加热温度设为800°C以下的理由为,由于沸石 的结晶结构会被破坏,因而其自身的脱硝性能降低。
[0063] 并且,作为可用作液体还原剂的化合物,优选由甲醇、乙醇、丙醇等醇类、二甲醚等 醚类、甲基乙基酮等酮类,以及瓦斯油、煤油、汽油等烃构成的群中选出的至少一种低分子 量的有机化合物。
[0064] 图1示出的根据本发明的排气净化系统的脱硝催化剂的现场再生方法的第一实 施方式中,在向脱硝催化剂层(1)的上游侧的排气供给还原剂的还原剂供给主管路(13)的 途中设置还原剂供给分支管路(17),另一方面,在向所述脱硝催化剂层(1)的上游侧的排 气供给空气的空气供给主管路(14)的途中设置空气供给分支管路(18),同时将这些还原 剂供给分支管路(17)及空气供给分支管路(18)连接到通向所述还原剂氧化催化剂层(2) 的合流管路(19)。
[0065] 然后,在脱硝催化剂层(1)的催化剂再生时,关闭还原剂供给主管路(13)的阀 (22),打开还原剂供给分支管路(17)的阀(25),将还原剂(例如乙醇)的供给从还原剂 供给主管路(13)切换至还原剂供给分支管路(17),同时关闭空气供给主管路(14)的阀 (24),打开空气供给分支管路(18)的阀(26),将空气的供给从空气供给主管路(14)切换至 空气供给分支管路(18),在所述脱硝催化剂层(1)的下游侧的排气管路(12)上设置的换热 器(3)中,利用净化排气的排热加温在空气供给分支管路(18)内流通的空气,使该加温空 气与还原剂在合流管路(19)中合流,并供给至所述还原剂氧化催化剂层(2)。
[0066] 在该第一实施方式中,在所述脱硝催化剂层(1)的下游侧的排气管路(12)上设置 空气加热用换热器(3),在该换热器(3)中,利用从脱硝催化剂层(1)排出的净化排气的排 热,将空气加温到氧化催化剂的启动温度(例如200°C)以上。这样,将加温到氧化催化剂 的启动温度以上的空气导入至氧化催化剂层(2)。
[0067] 在还原剂氧化催化剂层(2)中,利用氧化催化剂(例如Pt/Al203)氧化导入的还原
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