Spôsob a katalyzátor na odstraňovanie oxidov dusíka z výfukových plynov

Číslo patentu: E 13711

Dátum: 27.11.2009

Autor: Thogersen Joakim

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa týka odstraňovania oxidov dusíka, NOW z výfukových plynov a spalín zo spaľovacích motorov a plynových turbín.0002 Vynález je najmä smerovaný na katalytický spôsob odstraňovania NOX katalyzátorom obsahujúcim zeolit na monolitickom substráte.0003 Metódy na odstraňovanie dusíkových oxidov z výfukových plynov sú známe z doterajšieho stavu techniky.0004 JP 2000/246111 zahrnuje zeolitový katalyzátor na pórovitom substráte. Substrát je pripravený pomocou formovania gélu hlinitokremičitanu na oxidovom podklade. Gél je potom vysušený, zahrievaný a zeolit môže potom byť aplikovaný bez odlupovania.0005 US patent č. 7,431,904 B 2 opisuje spôsob katalytickej redukcie dusíkových oxidov v spalinách pomocou redukcie s amoniakom. Podkladom pre katalyzátor je monolitická štruktúra obsahujúca oxid titaničitý vo forme anatasu a rozsievkovej zeminy. Katalyzátor obsahuje vrstvu oxidov alebo sulfátov V, W,Mn, Nb, Mo, Ni, Fe alebo Cu, alebo Ft alebo Pd. Tieto zlúčeniny sú veľmi nákladné, a katalyzátor funguje pod teplotou 500 °C, ale žiadna zo zložiek nie je ideálna na prevádzkovanie pri vyšších teplotách, čo je spôsobené oxidačnou aktivitou amoniaku.0006 Ďalší spôsob čistenia výfukových plynov pomocou odstraňovania NOX je opísaný v Európskom patente EP O 667 181 B 1. Pomocou tohto spôsobu sú dusíkové oxidy katalyticky redukované pridaním acetátu amónneho. Katalyzátor je synteticky vyrábaný zeolit (mordenit) obsahujúci železo. Katalyzátor môže taktiež obsahovať Pt, Rh alebo Pd kvôli tomu, že CO sa oxiduje. Zeolit môže byť aplikovaný na monolitickom katalyzátorovom nosiči,ktorý je buď keramický alebo kovový alebo transformovaný na monolitický podklad. Katalyzátor preukazoval zlepšenie aktivitylen do 350 °C v porovnaní s katalyzátormi na báze vanádia/titánu.0007 V US patente č. 4,961,917 je opísaný katalyzátor, ktorý podporuje redukciu NOX amoniakom V plynnom prúde. Katalyzátor je zeolit majúci pomer oxidu kremičitého/oxidu hlinitého najmenej 10 a pórovitá štruktúra je vzájomne prepojená vo všetkých troch smeroch, a obsahuje železo alebo meď ako promotor. Avšak, nikde sa neuvádza nosič, matrica alebo substrát, ktorý je potrebný vo väčších zariadeniach.0008 Katalyzátor na čistenie výfukových plynov je opísaný V US 2001/0048971 (JP 11171668 A 2), kde zeolitový katalyzátor je vytvorený na mullitovom substráte v tvare ako včelí plást. Katalytická vrstva je vytvorená počas tepelného spracovania zo substrátu a z vrstvy na substráte, takej ako vodný alkalický roztok. Tepelné spracovanie trvalo 30 dní, a vytvorená katalytická vrstva je typicky 300-350 m.0009 Taktiež JP 10156181 opisuje katalyzátor na čistenie výfukových plynov. Tenká vrstva aktívneho katalyzátora Pt, Rh,Ir a/alebor Pd podporená oxidom je aplikovaná na pórovitý keramický materiál, konkrétne kordierit. Keramický materiál môže byť spevnený anorganickými vláknami, a celý katalyzátor je výhodne v tvare včelieho plástu. Navyše, kovy zo skupiny platiny sú finančne náročné.0010 US-A-2005/042151 opisuje spôsob a katalyzátor na odstraňovanie oxidov dusíka V spalinách pomocou injektovania redukčného činidla a redukciou oxidov dusíka, pričom katalyzátorom je zeolit na báze katalytickej vrstvy na vlnitom monolitickom substráte, ktorý má hustotu medzi 50 g/1 a 300 g/l a porozitu najmenej 50.0011 Predmetom predkladaného vynálezu je poskytnúť spôsob a katalyzátor na účinné odstránenie NOX 2 výfukových plynov pri teplote nad 400 °C, a kde katalyzátor vykazuje zlepšenú pevnosť a katalytickú aktivitu počas rýchleho zahrievania alebo chladenia.0012 Podľa vyššie uvedeného predmetu, vynález poskytuje spôsoba katalyzátor na odstránenie oxidov dusíka V spalinách zospaľovacieho motora alebo plynovej turbíny injektovaním redukčného činidla a redukciou oxidov dusíka V prítomnosti katalyzátora. Katalyzátor je na báze zeolitu na vlnitom monolitickom. substráte, ktorý má hustotu steny najmenej 50 g/l ale nie viac než 300 g/l a porozitu najmenej 50. Monolitický substrát je papier zo skla s vysokým obsahom oxidu kremičitého alebo papier z vlákien. E skla. Papier má vrstvu rozsievkovej zeminy alebo vrstvu titánu, a katalyzátor je Fe-B zeolit.0013 Tento katalyzátor má výhodu v tom, že katalytickú zeolitovú vrstvu nie je potrebné odlupovať z monolitického substrátu počas štartovania a zastavovania spaľovacieho motora alebo plynovej turbíny. Súčasne, katalyzátor vykazuje zlepšenú katalytickú aktivitu.0014 Vynález poskytuje spôsob a katalyzátor pre vysokú konverziu NOX a vysokú odolnosť voči frekvenčným zmenám v teplote medzi horúci a studený.0015 Katalytický materiál je aplikovaný na monolitickom substráte, ktorý má rovinný tvar alebo vlnitý tvar. Substrát je vyrobený z vrstiev vlákien E skla alebo z vrstiev skla s vysokým obsahom oxidu kremičitého a s vrstvou TiO 2 alebo rozsievkovej zeminy.0016 Sklo s vysokým obsahom oxidu kremičitého obsahuje 94-95 hmotn. SiO 2, 4-5 hmotn. Al 2 O 3 a určité množstvo Na 2 O, tieto vlákna majú hustotu 2000-2200 g/l s priemerom vlákna 8-10 m. Príkladom je komerčne dostupné SILEX vlákno.0018 Materiál substrátu je Vybraný, tak aby hustota materiálu substrátu bola najmenej 50 g/l, ale nie viac než 300 g/l,a porozita steny substrátu je najmenej 50 objem. materiálu. 0019 Porozita monolitického substrátu je dosiahnutá pórmi,ktoré majú hĺbku medzi 50 m a 200 m a priemer medzi 1 m a 300020 Katalytický materiál je aplikovaný na substrát ako vrstva s hrúbkou 10-150 m. Katalyzátor je Fe-B zeolit.0021 Katalyzátor je aplikovaný ponáraním monolitického substrátu do vodnej zmesi jemných častíc zeolitu, do spojovača a do činidla proti napeňovaniu. Veľkosť častíc nie je viac než 50 mm. Spojovač je výhodne spojovač na báze oxidu kremičitého a činidlo proti napeňovaniu je silikón.0022 Pokrytý substrát je vysušený a následne kalcinovaný pri 400-650 °C, výhodne pri 540-560 °C, najvýhodnejšie pri 550 °C.0023 Katalyzátor obsahuje vrstvy vlnitých plátov, ktoré sú separované od každej inej roviny platov. Prvky katalyzátora môžu byť vo forme boxov alebo valcov.0024 Jeden alebo viacero prvkov sú umiestnené do výfuku spalín zo spaľovacieho motora alebo plynovej turbíny. Redukčné činidlo jej injektované proti prúdu katalyzátora, činidlom môže byť amoniak, vodný roztok amoniaku alebo močovina alebo iná tekutina, ktorá sa bude rozkladať na amoniak V horúcom. prúde spalín katalyzátora.0025 Vylučovanie katalyzátorového prvku je 65-85, výhodne 7080, typicky 75.0026 Katalyzátor podľa vynálezu dokáže odolávať kritickým podmienkam, pri zastavení a naštartovaní motora alebo plynovej turbíny ak sa teplota spalín rýchlo zvyšuje alebo znižuje. Ak sa motor zahrieva, teplota bude od 400 °C do najmenej 620 °C. Obr. 1 schematicky znázorňuje priečny prierez katalyzátorom, ktorý sa používa v spôsobe podľa predkladaného vynálezu.Obr. 2 je schematicky pohľad na priečny rez stenou katalyzátora,ktorý sa používa v spôsobe podľa predkladaného vynálezu. Obr. 3 je diagram znázorňujúci konverziu NOX a NH 3 počas čistenia podľa spôsobu podľa vynálezu. Obr. 4 je diagram znázorňujúci pokles NH 3 počas čistenia V súlade so spôsobom podľa vynálezu. Obr. 5 schematicky podrobnejšie znázorňuje pohľad na priečny rez stenoukatalyzátora podľa predkladaného vynálezu.

MPK / Značky

MPK: B01D 53/94

Značky: katalyzátor, spôsob, dusíka, odstraňovanie, oxidov, výfukových, plynov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-e13711-sposob-a-katalyzator-na-odstranovanie-oxidov-dusika-z-vyfukovych-plynov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob a katalyzátor na odstraňovanie oxidov dusíka z výfukových plynov</a>

Podobne patenty