提供选择性催化还原NOx的方法和系统，所述方法和系统使用包含两种催化剂的催化剂体系，用低分子量醛例如乙醛作为还原剂。提供来自燃烧操作的含有一些NO的排出物流。将所述排出物流的一部分引入第一催化剂以将NO转化成NO2。将来自第一催化剂的含NO2的排出物流和含有低分子量醛例如乙醛的还原剂流引入第二催化剂以将NO2转化成N2。所述第一催化剂可为体相Co3O4、负载于氧化铝上的Ru或Pt；所述第二催化剂可为多种沸石或负载有钾的沸石。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供选择性催化还原NOx的方法和系统，所述方法和系统使用包含两种催化剂的催化剂体系，用低分子量醛例如乙醛作为还原剂。提供来自燃烧操作的含有一些NO的排出物流。将所述排出物流的一部分引入第一催化剂以将NO转化成NO2。将来自第一催化剂的含NO2的排出物流和含有低分子量醛例如乙醛的还原剂流引入第二催化剂以将NO2转化成N2。所述第一催化剂可为体相Co3O4、负载于氧化铝上的Ru或Pt；所述第二催化剂可为多种沸石或负载有钾的沸石。【专利说明】在高活性催化剂下用乙醛还原剂催化还原NOx
目前所公开的主题涉及如下的方法和系统，其用于从由燃烧过程例如内燃机、炉 子、发电厂等形成的废气流中除去污染气体。特别地，所公开主题涉及负载有多种金属的沸 石催化剂用于将氮氧化物（NOx)选择性催化还原的用途，所述氮氧化物来自石油、石油化 学品或其直接产品的勘探、生产、精炼、制造、供给、运输、配制或共混中的燃烧过程直接或 间接产生的废气。
技术介绍
商业应用中的燃烧装置，例如石油和石油化学加工领域中的燃烧装置，是NOx排 放的来源，所述石油和石油化学加工领域包括石油、石油化学品或其直接产品的勘探、生 产、精炼、制造、供给、运输、配制或共混。多年来已一直在做出努力以开发从燃烧单元操作 所产生的废气中除去污染气体的方法和系统。 越来越严格的环境法规已在全世界做出规定以图减少从商业操作中的众多单元 操作所用的燃烧设备向大气排放污染气体。特别受关注的是氮氧化物（NOx)的产生。 例如当氮气与氧气在燃烧室内在高温和高压条件下反应时产生氮氧化物（NOx)。 也可例如在流化催化转化器（FCC)和炉子中因来自FCC进料、加热油和/或燃料油的氮的 燃烧而产生NOx。这样的氮氧化物可包括一氧化氮和二氧化氮中的任一种或其组合。 已经开发出多种选择性催化还原（SCR)方法以图减少NOx排放。SCR是将NOx转 化成双原子氮N 2和水H 20的催化技术。通常，将流体还原剂例如无水氨、氨水或尿素添加到 废气流中并且吸附到催化剂上。 然而，这些已知技术可能操作昂贵和/或可能容量或效率有限。因此，仍然需要如 下的改进的方法和设备，其从燃烧装置，特别是从化学加工和/或石油化学精炼操作中所 见的燃烧装置的废气流中，除去NOx。
技术实现思路
根据所公开主题的一个方面，提供一种选择性催化还原NOx的方法。所述方法包 括提供来自燃烧操作的排出物流（exhaust stream)，所述排出物流含有一些N0。在适于将 排出物流中一些NO转化成NO2的操作条件下，将排出物流的至少一部分引入包含第一催化 剂的第一催化反应器中。第一催化剂选自体相Co 3O4、负载于金属氧化物上的Ru和负载于 金属氧化物上的Pt。在适于将NO2的至少一部分还原成N 2的操作条件下，将来自第一催化 剂的含NO2的所述排出物流和包含低分子量醛（例如乙醛）的还原剂流引导至包括沸石的 第二催化剂。在一些实施方式中，第一催化反应器包含容器或类似结构，和第二催化剂在第 一催化反应器的所述结构内。在其它实施方式中，第二催化剂在位于第一个催化反应器下 游的第二催化反应器中。 所述排出物流来源可为选自燃烧炉、锅炉、加热器涡轮和流化催化裂化装置的精 炼组件。所述第一催化反应器可位于至少一个精炼组件的烟道附近，以将第一催化反应器 保持在约200°C和400°C之间的操作温度下。可选地，可通过加热或冷却所述排出物流而将 第一催化反应器保持在约200°C和400°C之间的操作温度下。 所述排出物流可包含约0. 1%至约20%的氧气，例如约2%至约9%的氧气，和约 1%至约10%的水，例如约5%的水。第一催化反应器的操作温度可在约200°C和约400°C 之间，例如在约300°C下。在一些实施方式中，第二催化剂的操作温度可为约200°C至约 300°C。所述还原剂流中的乙醛和来自所述第一催化剂的NO 2的比率可为约0. 5至4。 在一些实施方式中，第一催化剂包含2重量％的负载于氧化铝上的Ru、2重量％ 的负载于氧化铝上的Pt。在特定实施方式中，第二催化剂包括选自以下的沸石：ZSM-57、 MCM-68、ZSM-5B、丝光沸石（Mordenite)、菱沸石（Chabazite)、ZSM-35、MCM-49、ZSM-11、 ZSM-5C、MCM-22、USY、ZSM-48、Beta。在一种代表性实施方式中，第二催化剂包含负载有钾 的Beta。在另一代表性实施方式中，第二催化剂包含负载有钾的ZSM-5C。 来自第二催化剂的排出物流可包含残余量的NOx，并且可将含残余量NOx的排出 物流再循环到第一催化反应器中。 根据所公开主题的另一方面，提供一种选择性催化还原NOx的系统。所述系统包 含与来自燃烧操作的排出物流的来源流体连通的管道，所述排出物流含有一些NO;与管道 和还原剂流的来源流体连通的第一催化反应器，所述第一催化反应器包含选自体相C 〇304、 负载于金属氧化物上的Ru和负载于金属氧化物上的Pt的第一催化剂；与第一催化反应器 流体连通以从第一催化反应器引导NOx得到处理的排出物流的出口；包括沸石的第二催化 剂，所述第二催化剂与第一催化剂流体连通；以及与第二催化剂流体连通以将包含低分子 量醛的还原剂流引入第二催化剂的还原剂进料管线（feedline)。在一种实施方式中，所述 低分子量醛是乙醛。在一些实施方式中，所述第一催化反应器包含容器或类似结构，并且第 二催化剂处于第一催化反应器的所述结构内。在其它实施方式中，第二催化剂在位于第一 催化反应器下游的第二催化反应器中。关于排出物流的来源、第一催化反应器的操作条件、 第一和第二催化剂的各种实施方式，和上文所讨论的方法的其它参数，也适用于此处所公 开的系统。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据所公开主题的一种实施方式的NOx还原方法的流程图。 图2A是根据所公开主题的一种实施方式的NOx还原系统的示意图。 图2B是根据所公开主题的一种可选实施方式的NOx还原系统的示意图。 【具体实施方式】 如此处所使用的，术语"NOx"通常是指由氮和至少一个氧分子组成的化合物，特别 是指一氧化氮、二氧化氮和氧化二氮或氧化亚氮中的一种或多种。如此处所使用的，术语 "NOx减少的物流"包括这些一氧化氮、二氧化氮和氧化亚氮减少的液流。 如此处所使用的，术语"燃烧操作"是指其中能量存储物质被燃烧以产生能量或其 它副产物的任何过程。例如，"燃烧操作"可包括在商业操作等中的单元操作，其中因燃烧反 应而排放NOx。燃烧操作可包括但不限于内燃机、炉子、锅炉、加热器和涡轮的操作。燃烧操 作还可包括流化催化转化器（"FCC"）再生器操作，其中NOx见于FCC再生器排出物流中。 如此处所使用的，术语"GHSV"是指术语"气体时空速"（gaseous hourly space velocity)并且是在60 °F和一个大气压的标准条件下气体体积流速与催化剂体积的比率。 如此处所使用的，术语"商业操作"是指其中制造、生产或以其它方式提供商品 (例如电）、化学品、石油或其它具有商业利益的制品（本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于选择性催化还原NOx的方法，所述方法包括：提供来自燃烧操作的排出物流，所述排出物流含有一些NO；在适于将所述排出物流中的一些NO转化成NO2的操作条件下将所述排出物流的至少一部分引入包含第一催化剂的第一催化反应器，其中所述第一催化剂选自体相Co3O4、负载于金属氧化物上的Ru和负载于金属氧化物上的Pt；在适于将所述NO2的至少一部分还原成N2的操作条件下将来自所述第一催化剂的含NO2的所述排出物流和包含低分子量醛的还原剂流引导至包含沸石的第二催化剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿吉特·B·丹德卡尔，理查德·L·埃克斯，理查德·F·索哈，S·博·瓦尔德鲁普，杰森·M·麦克马伦，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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