从载体中去除钙质的方法技术

本发明专利技术提供了一种从载体或催化转换器中去除钙质的方法。特别地，本发明专利技术提供了一种采用部分质子化或非质子化的多羧酸处理材料将钙质尤其是含钙飞灰从载体中去除的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本发 明涉及一种从载体或催化转换器中去除钙质的方法。特别地，本专利技术涉及一种采用部分质子化或非质子化的多羧酸处理材料将钙质尤其是钙质飞灰从载体中去除的方法。
技术介绍
全世界相当一部分电力是由燃烧化石燃料(例如煤、石油或天然气)的发电厂生产的。化石燃料的燃烧提供了能够用于生产蒸汽的热量。然后，这种蒸汽用于驱动涡轮机和发电机来发电。在燃烧燃料时，还会产生烟气。在一些情况下，烟气本身直接用于驱动涡轮机和发电机来发电。然而，在任何情况下，烟气在化石燃料燃烧时产生。烟气最终从发电厂中去除并通过排气烟囱排放至大气中。当煤作为主要燃料来源时，烟气包含诸如硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)以及烟尘或烟灰微粒等污染物。所有这些污染物排放至大气中必须符合美国联邦和地方的规定，这些规定严格限制了这些烟气成分的排放等级。为了满足NOjJl定的排放等级，许多燃烧化石燃料的发电机组采用了选择性催化还原(SCR)技术。在该技术中，典型的是将含有氨或尿素的反应物加入催化转换器从而将NOxR化为氮和氧。典型的催化转换器包括载体及氮氧化物还原催化剂。该氮氧化物还原催化剂是用于将NOx转化为氮气的催化物质。当煤作为燃料时，还会产生飞灰(粉煤灰)、固体残渣，并混合于烟气中。额外的污染控制设备，诸如加料斗、静电除尘器或者布袋除尘器用于在飞灰释放前捕获飞灰。根据燃煤的来源和组成，所产生的飞灰的成分有很大的不同。飞灰通常包括不同数量的硅石(二氧化硅，SiO2)(非结晶及结晶型)、石灰(氧化钙，CaO)、氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)以及其它类型的钙质材料(各种不同的钙盐，如碳酸钙和硫酸钙)。尽管使用单独的设备来去除飞灰，然而随着时间的推移，催化转换器被一部分在燃烧中产生的飞灰覆盖。最终，催化转换器的效率大减，即变得失效，不能继续工作而被去除。通常，这些被飞灰覆盖的转换器能够再生并重新投入使用。某些将飞灰或飞灰物质从失效的催化转换器中去除的方法包括用水处理转换器。也可以使用含有酸性组分的水性组合物。美国专利申请公开第2009/0233786号揭示了一种在燃烧化石燃料、生物燃料或其组合的发电厂设备中使用的SCR催化剂再生方法。该方法适用于采用C1至C8羧酸进行中和。美国专利申请公开第2006/0135347号揭示了一种利用磷及磷化合物的聚集所产生的还原性使脱NOx催化剂再生的方法。该方法的特征在于催化剂用水溶液进行处理，该水溶液包括与碱土盐、氢氧化铵反应的水溶性碱，或与铵盐反应的碱，或PK值大约在2. 5至5.5的水溶性有机胺，并在随后处理中用无机酸或有机酸中和多余的碱。美国专利第7，569，506号揭示了一种再生脱NOx催化剂方法，该催化剂中由于铁化合物的聚集导致S02/S03的转化率增加，其特征在于用基本水性酸溶液，优选地，其pH值在0. 5至4，以及添加抗氧化剂来处理该催化剂。美国专利第4，039，471号揭示了一种恢复被沉积的铅和/或磷污染的汽车排放控制催化剂的方法，该方法包括(a)首先，用精选的水性铵或醋酸盐(优选醋酸铵)溶液从催化剂中提取一些有毒化合物；(b)将催化剂置于温度在300°C至700°C的还原气氛中；最后(c)用精选的水性铵或醋酸盐溶液第二次提取至少一部分有毒化合物。该方法中恢复的催化剂包括基于氧化铝或硼酸铝且含有镍、钯、铑、钼或其组合作为活性组分的催化剂。特别难于清洁并最终恢复沉积有钙质，尤其是含钙质飞灰的载体或催化转换器。因此非常期望处理载体及恢复催化转换器的其它方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种从载体中去除钙质的有效方法，载体包括沉积有钙质且基本失效的催化转换器。该方法尤其能使失效的催化转换器恢复至原来的NOx脱除活性水平，或与基准条件相比增强了 NOx脱除活性水平。根据本专利技术的一个方面，其提供了一种。该方法包括提供含有钙质的载体、用处理组合物处理提供的载体以将至少一部分钙质从载体中去除。在一实施方式中，处理组合物由至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸制备。优选地，至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸具有2至9个碳原子。更优选地，至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸为非质子化的二羧酸或部分质子化的三羧酸或四羧酸。更优选地，至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸为部分质子化或非质子化的三羧酸。更优选地，部分质子化或非质子化的三羧酸为部分质子化或非质子化的柠檬酸、异柠檬酸、乌头酸或丙烷-1，2，3-三酸。在本专利技术的另一实施方式中，处理组合物包括非离子型表面活性剂。在又一实施方式中，处理组合物是由部分质子化或非质子化的多羧酸的盐制备的，该盐选自碱金属、碱土金属、氨或有机胺化合物形成的盐。根据本专利技术的另一方面，载体为催化转换器。根据本专利技术的又一方面，其提供了一种从载体中去除钙质飞灰的方法。用处理组合物处理沉积有钙质飞灰的载体，以将至少一部分钙质飞灰从载体中去除，处理组合物包括至少一种多羧酸。该多羧酸至少具有第一 PKa值以及第二 pKa值，并且在平均pH值高于第一 pKa值以及第二 pKa值的条件下处理该载体。随后，用水性组合物冲洗处理过的载体。在本专利技术的一实施方式中，至少一种多羧酸为部分质子化或非质子化的多羧酸，其具有高于第二 PKa值的第三pKa值。优选地，以处理载体的酸性组合物总重量计，在多羧酸总浓度为Iwt %至IOwt %的条件下制备处理组合物。本专利技术的方法对去除含钙量高的物质，如高钙质飞灰特别有效。在一实施方式中，钙质飞灰中含有至少占飞灰总重量15wt%的钙。在本专利技术的另一实施方式中，在pH值为4至5. 5的条件下处理载体。根据本专利技术的再一方面，其提供了一种再生催化转换器的方法。该方法包括提供沉积有钙质飞灰的催化转换器；用水性羧酸溶液处理提供的催化转换器，以将至少一部分钙从载体中去除，该溶液是由至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸制备的；并用水性组合物冲洗处理过的载体，以将至少一部分钙质飞灰从载体中去除；冲洗过的载体最好经过干燥，用至少一种脱NOx催化剂浸溃干燥后的载体。具体实施例方式本专利技术提供了一种。该方法尤其适于去除沉积于载体上的钙质飞灰，特别是含有至少一种氮氧化物还原催化剂的载体，例如催化转换器。根据本专利技术，用含有或由部分质子化多羧酸制备的处理组合物可将大量钙质或钙灰飞质从载体或催化转换器中去除。该处理组合物对去除与飞灰一起沉积于或覆盖于载体表面之上的钙质特别有效。飞灰是煤炭的固体燃烧产物的一部分，飞灰中的钙质可以是飞灰中所含的任何形式的钙。煤炭的含钙量越高，固体燃烧产物即飞灰的含钙量也越高。本专利技术尤其适于将高含钙量物质从载体中去除。载体 待处理以去除钙质的载体优选是能够支撑或使一种或多种作为催化剂、特别是至少一种氮氧化物还原催化剂的金属嵌入的载体。优选的载体也可称为催化剂支撑材料或催化转换器材料。该载体可以是用于支撑催化剂的任何适当材料。优选的载体是金属或陶瓷载体。特别优选的载体是具有板状、蜂巢状、波纹状或网状结构的金属或陶瓷载体。用于本专利技术的金属载体可含有一种或多种金属或金属合金。在一实施方式中，金属载体采用网状的支撑载体。优选的金属材料包括耐热金属和金属合金，诸如钛和不锈钢以及其它以铁为基本或主要组分的合金。合金可含有选自镍、铬和铝所构成的族中一种或多种金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.30 US 12/650,0371.一种从载体中去除钙质的方法，其包括 提供一种含有钙质的载体；以及 用处理组合物处理所提供的载体，以从所述载体中去除至少一部分钙质，其中，所述的处理组合物是从至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸制备的。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述的至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸具有2至9个碳原子。3.如权利要求I所述的方法，其中，所述的至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸为非质子化的二羧酸或部分质子化的三羧酸或四羧酸。4.如权利要求I所述的方法，其中，所述的至少一种部分质子化或非质子化的多羧酸为部分质子化或非质子化的三羧酸。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述的部分质子化或非质子化的三羧酸为部分质子化或非质子化的柠檬酸、异柠檬酸、乌头酸或丙烷-1，2，3-三酸。6.如权利要求I所述的方法，其中，所述的处理组合物含有非离子表面活性剂。7.如权利要求I所述的方法，其中，所述的处理组合物是作为部分质子化或非质子化的多羧酸的盐制备的，所述的盐选自碱金属、碱土金属、氨或有机胺化合物形成的盐。8.如权利要求I所述的方法，其中，所述的载体为催化转换器。9.一种从载体中去除钙质飞灰的方法，其包括 提供沉积有钙质飞灰的载体； 用处理组合物处理所述载体，以将至少一部分钙质飞灰从该载体中去除，其中，所述的处理组合物包括至少一种多羧酸，该多羧酸至少具有第一 PKa值以及第二 pKa值，并且在平均PH值高于第一 pKa值和第二 pKa值的条件下处理所述载体；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·D·库珀，纳格什·帕特勒，
申请(专利权)人：克拉基斯技术控股公司，
类型：发明
国别省市：