СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТХОДЯЩЕГО ГАЗА И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТХОДЯЩЕГО ГАЗА, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ Российский патент 2011 года по МПК B01J23/92 B01D53/94 B01D53/56 B01J23/22 B01J23/30 B01J21/06 B01J38/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу регенерации катализатора для обработки отходящего газа, имеющего золу, налипшую на его поверхность, и к катализатору для обработки отходящего газа, полученному этим способом. Настоящее изобретение исключительно эффективно в особенности при использовании для регенерации катализатора для обработки отходящего газа от сжигания угля и удаления оксида азота в отходящем газе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Выпускной трубопровод для отходящего газа из установки, например, парового котла на твердом топливе или тому подобного, в которой сжигают уголь, оснащен катализатором для обработки отходящего газа, чтобы удалять оксид азота (NO_x) из отходящего газа. Такой катализатор для обработки отходящего газа получают следующим способом: компоненты катализатора, приготовленные из оксидов металлов, таких как оксид титана (TiO₂), оксид вольфрама (WO₃) и оксид ванадия (V₂O₅), смешивают вместе со связующим, формуют с образованием сотовой структуры так, чтобы сформировать многочисленные полости, и подвергают кальцинированию. В полости вместе с отходящим газом протекает восстанавливающий реагент, такой как аммиак (NH₃), чтобы оксид азота в отходящем газе и восстанавливающий агент привести в контакт с поверхностями стенок в полостях. Этим обеспечивается возможность разложения и удаления оксида азота.

В то время как такой катализатор для обработки отходящего газа находится в использовании, вместе с отходящим газом в полости непрерывно поступает зола (зольная пыль), образующаяся при сгорании угля. Таким образом, такие компоненты, как кальций (Са), в зольной пыли постепенно налипают (до толщины в несколько десятков микрометров) на внутренние поверхности стенок полостей. Такие компоненты ингибируют реакцию, протекающую при контакте оксида азота и восстанавливающего агента с поверхностью катализатора. Дополнительно сама зольная пыль частично осаждается внутри полостей и постепенно затрудняет протекание отходящего газа в полости. В конечном итоге зольная пыль полностью блокирует и забивает полости, соответственно снижая эффективность денитрования.

В плане этих обстоятельств были сделаны следующие предложения в отношении катализатора для обработки отходящего газа, использованного в течение предварительно заданного периода. Например, такой катализатор измельчали до пылевидного состояния, вновь формовали и подвергали кальцинированию. Тем самым вышеупомянутые компоненты в зольной пыли, которые налипают (до толщины в несколько десятков микрометров) на внутренние поверхности стенок в полостях, и зольная пыль, которая осаждается внутри полостей, внедряются в поверхности стенок. Более того, при таком способе на поверхностях стенок обнажаются свежие поверхности, обеспечивая возможность повторного использования катализатора (например, см. нижеприведенный Патентный Документ 1 и прочие документы). Между тем, после измельчения в порошок часть (50% вес. или менее) катализатора смешивают со свежим материалом такового, формуют и кальцинируют. Тем самым сокращаются количества компонентов и зольной пыли, внедренные в поверхности стенок, позволяя вновь использовать катализатор (например, см. нижеприведенный Патентный Документ 2 и прочие документы).

Патентный Документ 1: JP-A Sho 60-038037.

Патентный Документ 2: JP-A 2001-340764.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Однако такие способы регенерации, предложенные в Патентных Документах 1 и 2 и других документах, как описано выше, связаны со следующими проблемами.

(1) Поскольку зольную пыль и тому подобное смешивают с регенерируемым катализатором для обработки отходящего газа, количества каталитических компонентов в расчете на единицу объема снижаются. Этим сокращается эффективность денитрования в расчете на единицу объема. В частности, когда зольная пыль осаждается до такой степени, что зольная пыль блокирует и забивает полости катализатора, согласно вышеописанному способу регенерации нельзя регенерировать катализатор в такой мере, чтобы он имел достаточную эффективность денитрования.

(2) Компоненты щелочных металлов, такие как натриевый (Na) компонент и калиевый (К) компонент, и компоненты щелочноземельных металлов, такие как магниевый (Mg) компонент и кальциевый (Са) компонент, содержащиеся в зольной пыли, отравляют каталитические компоненты. Соответственно этому эффективность денитрования снижается.

(3) Железосодержащий (Fe) компонент, присутствующий в зольной пыли, окисляет диоксид серы (SO₂), содержащийся в отходящем газе, образуя триоксид серы (SO₃). Когда триоксид серы (SO₃) приходит в контакт с водой (Н₂О) в отходящем газе, образуется серная кислота (H₂SO₄). Это обусловливает вероятность коррозии выпускного трубопровода для отходящего газа.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеописанных проблем. Задача настоящего изобретения состоит в предоставлении способа регенерации катализатора для обработки отходящего газа, причем способ в состоянии подавлять снижение эффективности обработки отходящего газа и окисление диоксида серы, и получаемого этим способом катализатора для обработки отходящего газа.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Для решения вышеописанных задач способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно первому изобретению представляет способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа, имеющего золу, налипшую на его поверхности, причем способ отличается тем, что включает: стадию дробления для дробления катализатора для обработки отходящего газа, который был использован; стадию разделения для разделения измельченного катализатора для обработки отходящего газа на крупные куски, имеющие размер, превышающий пороговый размер S, и мелкие частицы, имеющие размер не больше, чем пороговый размер S; стадию измельчения в порошок для размалывания отделенных крупных кусков в тонкий порошок; стадию формования для формования измельченного тонкого порошка в качестве сырьевого материала с образованием катализатора для обработки отходящего газа; и стадию кальцинирования для кальцинирования сформованного предшественника катализатора для обработки отходящего газа, причем способ отличается тем, что пороговый размер S имеет значение не менее 0,105 мм.

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно второму изобретению представляет способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно первому изобретению, отличающийся тем, что стадия дробления представляет собой стадию, в которой катализатор для обработки отходящего газа, который был использован, измельчают так, что от 70 до 95% вес. всего катализатора для обработки отходящего газа, который был использован, превращаются в крупные куски, имеющие размер, превышающий пороговый размер S.

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно третьему изобретению представляет способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно второму изобретению, отличающийся тем, что пороговый размер S имеет значение не больше 1,0 мм.

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно четвертому изобретению представляет способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно любому из изобретений от первого до третьего, отличающийся тем, что стадия измельчения в порошок представляет собой стадию, в которой крупные куски размалывают в порошок так, что тонкий порошок имеет средний диаметр частиц не более 0,1 мм.

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно пятому изобретению представляет способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно любому из изобретений от первого до четвертого, отличающийся тем, что катализатор для обработки отходящего газа используют для обработки отходящего газа от сгорания угля.

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно шестому изобретению представляет способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно пятому изобретению, отличающийся тем, что катализатор для обработки отходящего газа используют для обработки оксида азота в отходящем газе.

Катализатор для обработки отходящего газа согласно седьмому изобретению представляет катализатор для обработки отходящего газа, отличающийся тем, что его регенерируют способом регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно любому из изобретений от первого до шестого.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На стадии дробления способа регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению большая часть самого катализатора для обработки отходящего газа превращается в крупные куски, имеющие размер, превышающий пороговый размер S. Между тем большая часть золы, налипшей на поверхность катализатора и осажденной на него, при дробящем воздействии превращается в мелкодисперсные частицы, имеющие размер не больше, чем пороговый размер S. Соответственно этому, когда на стадии разделения крупные куски, имеющие размер, превышающий пороговый размер S, отделяют от мелких частиц, имеющих размер не больше, чем пороговый размер S, большая часть золы может быть без труда удалена из самого катализатора для обработки отходящего газа.

По этой причине зола едва ли включается в катализатор для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению, который регенерируют формованием и кальцинированием с использованием тонкого порошка, полученного на стадии измельчения в порошок, в которой крупные куски размалывают до порошкообразного состояния. Соответственно этому количества каталитических компонентов в расчете на единицу объема могут быть сделаны приблизительно такими же, как в свежеприготовленном катализаторе для обработки отходящего газа, и возможно достичь эффективности денитрования в расчете на единицу объема приблизительно эквивалентной эффективности для вновь приготовленного катализатора для обработки отходящего газа. Кроме того, каталитические компоненты могут быть по существу предохранены от отравления компонентами каталитических ядов, и снижение эффективности обработки отходящего газа может быть в значительной мере подавлено. Одновременно может быть по существу устранено окисление диоксида серы железосодержащим компонентом.

Поэтому способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению способен регенерировать катализатор для обработки отходящего газа, в котором снижение эффективности обработки отходящего газа и окисление диоксида серы подавлены. Таким образом, катализатор для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению способен демонстрировать значения производительности, которые приблизительно эквивалентны таковым для вновь приготовленного катализатора для обработки отходящего газа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 схематически показывает изображение конфигурации катализатора для обработки отходящего газа, используемого в основном варианте исполнения способа регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет блок-схему, показывающую порядок действий в основном варианте исполнения способа регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению и катализатор для обработки отходящего газа, полученный этим способом, будут описаны с привлечением чертежей. Однако настоящее изобретение не ограничивается только вариантами осуществления, описанными ниже.

ОСНОВНОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Основной вариант исполнения способа регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению и катализатора для обработки отходящего газа, полученного этим способом, будет описан с привлечением Фиг.1 и 2. Фиг.1 представляет схематическое изображение конфигурации катализатора для обработки отходящего газа. Фиг.2 представляет блок-схему, показывающую порядок действий в способе регенерации катализатора для обработки отходящего газа.

Как показано на Фиг.1, катализатор 10 для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению получают следующим способом: компоненты катализатора, приготовленные из оксидов металлов, таких как оксид титана (TiO₂), оксид вольфрама (WO₃) и оксид ванадия (V₂O₅), смешивают вместе со связующим, формуют с образованием сотовой структуры так, чтобы сформировать многочисленные полости 10а, и подвергают кальцинированию.

Такой катализатор 10 для обработки отходящего газа помещают в выпускной трубопровод для отходящего газа из установки, такой как паровой котел на твердом топливе, для сжигания угля. Восстанавливающий агент, такой как аммиак (NH₃), пропускают в полости 10а вместе с отходящим газом для приведения оксида азота (NO_x) в отходящем газе и восстанавливающего агента в контакт с поверхностями стенок полостей 10а. Этим обеспечивается возможность разложения и удаления оксида азота.

В то время как катализатор 10 для обработки отходящего газа находится в использовании, вместе с отходящим газом в полости 10а непрерывно поступает зола (зольная пыль), образующаяся при сгорании угля. Таким образом, такие компоненты, как кальций (Са), в зольной пыли постепенно налипают (до толщины в несколько десятков микрометров) на внутренние поверхности стенок полостей 10а. Эти компоненты ингибируют реакцию, протекающую при контакте оксида азота и восстановительного реагента с поверхностями полостей 10а. Дополнительно сама зольная пыль частично осаждается внутри полостей 10а и постепенно затрудняет протекание отходящего газа в полости. В конечном итоге зольная пыль полностью блокирует и забивает полости, соответственно снижая эффективность денитрования. По этой причине после предварительно заданного периода использования катализатор извлекают из трубопровода для отходящего газа и переносят в установку для регенерационной обработки.

Затем использованный катализатор 11 для обработки отходящего газа, перенесенный в установку для регенерационной обработки, вводят в дробильную машину, например дробилку, без стадии промывной обработки с использованием промывной жидкости, такой как вода. Катализатор измельчают так, что от 70 до 95% вес. всего катализатора 11 для обработки отходящего газа превращаются в крупные куски 12, имеющие размер, превышающий пороговый размер S (любое значение в диапазоне от 0,105 мм до 1,0 мм) (на Фиг.2 стадия S1 дробления).

Фрагменты, полученные дроблением катализатора 11 для обработки отходящего газа, подают на сито, имеющее размер ячеек, соответствующий пороговому размеру S. Затем фрагменты разделяют на крупные куски 12, имеющие размер, превышающий пороговый размер S, и мелкие частицы 13, имеющие размер не более, чем пороговый размер S (на Фиг.2, стадия S2 разделения).

Мелкие частицы 13, прошедшие через ячейки сита, подвергают утилизационной обработке. Между тем крупные куски 12, оставшиеся на ячейках сита, вводят в измельчающую машину, например молотковую мельницу, и размалывают в тонкий порошок, имеющий средний диаметр частиц не более 0,1 мм (предпочтительно 70 мкм) (на Фиг.2 стадия S3 измельчения в порошок).

Затем тонкий порошок подают в качестве сырьевого материала вместе с другими ингредиентами, такими как связующее и вода, в месильную машину, например пластикатор, и смешивают до однородного состояния (на Фиг.2 стадия S4 смешения). Смешанный продукт подают в экструдер и формуют с приданием сотовой структуры (на Фиг.2 стадия S5 формования). Этот сформованный предшественник высушивают естественным образом и затем досушивают горячим воздухом (100°С) или тому подобным (на Фиг.2 стадия S6 высушивания). После этого высушенный предшественник подвергают кальцинированию в обжиговой печи (с температурой от 400 до 600°С) (на Фиг.2 стадия S7 кальцинирования). Таким образом получают регенерированный катализатор 14 для обработки отходящего газа.

Более конкретно, когда использованный катализатор 11 для обработки отходящего газа подвергают вышеописанному дроблению, большая часть (приблизительно от 70 до 95% вес.) самого катализатора для обработки отходящего газа превращается в крупные куски 12, имеющие размер, превышающий размер S, в результате дробления в дробильной машине, например дробилке. Между тем большая часть зольной пыли и тому подобного, прилипшей к поверхности катализатора и осажденной на ней, превращается в мелкие частицы 13, имеющие размер не больше, чем размер S, в результате дробящего воздействия в дробильной машине, например дробилке. Соответственно этому, когда фрагменты, полученные дроблением, разделяют на крупные куски 12, имеющие размер, превышающий размер S, и мелкие частицы 13, имеющие размер не больше, чем размер S, большая часть зольной пыли и тому подобного может быть легко удалена из самого катализатора для обработки отходящего газа.

По этой причине зольная пыль и тому подобное едва ли внедряются внутрь поверхностей стенок катализатора 14 для обработки отходящего газа, который регенерируют смешиванием, формованием, высушиванием и кальцинированием с использованием в качестве сырьевого материала тонкого порошка, полученного на стадии S3 измельчения в порошок с размалыванием в порошок крупных кусков 12, полученных после стадии S1 дробления и стадии S2 разделения.

В итоге с регенерированным катализатором 14 для обработки отходящего газа могут быть получены следующие результаты.

(1) Количества каталитических компонентов в расчете на единицу объема могут быть сделаны приблизительно такими же, как в свежеприготовленном катализаторе 10 для обработки отходящего газа. Это позволяет достичь эффективности денитрования в расчете на единицу объема приблизительно эквивалентной эффективности для вновь приготовленного катализатора 10 для обработки отходящего газа.

(2) Может быть подавлено увеличение количеств компонентов щелочных металлов, таких как натриевый (Na) компонент и калиевый (К) компонент, и компонентов щелочноземельных металлов, таких как магниевый (Mg) компонент и кальциевый (Са) компонент. Это обеспечивает возможность в значительной мере предотвратить отравление каталитических компонентов этими компонентами и весьма существенно подавить снижение эффективности денитрования.

(3) Может быть подавлено повышение количества железосодержащего (Fe) компонента. Тем самым по существу устраняется образование триоксида серы (SO₃) вследствие окисления диоксида серы (SO₂), содержащегося в отходящем газе. Становится возможным значительное подавление коррозии трубопровода для отходящего газа, обусловленной серной кислотой (H₂SO₄), которая образуется при контакте между триоксидом серы (SO₃) и водой (Н₂О) в отходящем газе.

Поэтому способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему варианту осуществления способен регенерировать катализатор для обработки отходящего газа, в котором подавляется снижение эффективности обработки отходящего газа и окисление диоксида серы. Таким образом, катализатор для обработки отходящего газа согласно настоящему варианту осуществления способен демонстрировать значения производительности, которые приблизительно эквиваленты таковым для вновь приготовленного катализатора для обработки отходящего газа.

Более того, можно удалять зольную пыль и тому подобное из использованного катализатора для обработки отходящего газа без стадии промывной обработки с использованием промывной жидкости, такой как вода. Это позволяет значительно сократить количество воды, сбрасываемой после регенерационной обработки, и стоимость регенерационной обработки и нагрузка на окружающую среду могут быть значительно уменьшены.

Следует отметить, что на стадии S1 дробления предпочтительно выполнять дробление так, чтобы от 70 до 95% вес. от общего веса использованного для обработки отходящего газа катализатора 11 превращались в крупные куски 12, как описано выше. Это обусловлено тем, что если крупные куски 12, сформированные дроблением, составляют меньше 70% вес. от общего веса использованного для обработки отходящего газа катализатора 11, то избыточное количество катализатора 11 для обработки отходящего газа выбрасывается вместе с зольной пылью и тому подобным. Следовательно, это снижает эффективность регенерации и повышает стоимость регенерации. Между тем, если крупные куски 12, образованные дроблением, превышают 95% вес. от общего веса использованного для обработки отходящего газа катализатора 11, то зольная пыль и тому подобное могут в большом количестве внедряться в регенерированный катализатор 14 для обработки отходящего газа.

ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Следует отметить, что в вышеописанном варианте осуществления было приведено описание случая, где катализатор 10 для обработки отходящего газа сформован с приданием сотовой структуры. Однако настоящее изобретение не ограничивается таковым. Что касается других вариантов осуществления, в случае катализатора для обработки отходящего газа, сформованного, например, с приданием гранулированной формы, трубчатой формы или других форм, настоящее изобретение также применимо подобным образом, как в вышеописанном варианте осуществления.

Более того, в вышеописанном варианте осуществления описание было приведено для случая, где катализатор 10 для такой обработки отходящего газа, как денитрование, содержит каталитические компоненты, приготовленные из оксидов металлов, таких как оксид титана (TiO₂), оксид вольфрама (WO₃) и оксид ванадия (V₂O₅). Однако настоящее изобретение таковым не ограничивается. Настоящее изобретение применимо равным образом для катализатора для обработки отходящего газа, иной, нежели денитрование, который содержит каталитический компонент, приготовленный из другого оксида металла, подобно тому, как в вышеописанном варианте осуществления.

Далее, в вышеописанном варианте осуществления описание было приведено для случая, где катализатор 10 для обработки отходящего газа установлен в выпускном трубопроводе для отходящего газа из установки, такой как паровой котел на твердом топливе, для сжигания угля. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается. В такой мере, насколько зола в отходящем газе налипает на поверхность катализатора для обработки отходящего газа и осаждается на ней, настоящее изобретение применимо подобным образом, как в вышеописанном варианте осуществления.

ПРИМЕРЫ

Далее будет приведено описание испытания на соответствие техническим условиям для подтверждения действенности способа регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению и катализатора для обработки отходящего газа, полученного этим способом. Однако настоящее изобретение не ограничивается только описанным ниже испытанием на соответствие техническим условиям.

ПРИМЕР 1

Катализатор для обработки отходящего газа на основе TiO₂-WO₃-V₂O₅ для денитрования, имеющий сотовую структуру (высота: 150 мм, ширина: 150 мм, длина: 800 мм, толщина стенок: 1,15 мм, шаг (расстояние между центрами соседних стенок): 7,4 мм, число ячеек (n): 20×20), использовали в выпускном трубопроводе для отходящего газа из парового котла, отапливаемого углем, в течение приблизительно 70000 часов (процентная доля засоренных полостей: приблизительно 3%). Катализатор раздробили с помощью дробилки. Фрагменты, полученные дроблением, просеяли через сита, имеющие размеры ячеек соответственно 0,074 мм, 0,105 мм, 0,150 мм, 0,212 мм, 0,297 мм, 0,5 мм и 1,0 мм (номинальные размеры, установленные согласно Японским Промышленным Стандартам (JIS)). Затем были определены весовые процентные доли и композиционные процентные доли мелких частиц, прошедших через сита, и крупных кусков, оставшихся на ситах, соответственно. Нижеприведенные Таблицы 1 и 2 показывают результат. Следует отметить, что для сравнения в Таблицах 1 и 2 ниже показаны также композиционные процентные доли свежеприготовленного катализатора для обработки отходящего газа.

Таблица 1 Размер ячейки сита (мм) 0,074 0,105 0,150 0,212 Вновь приготов-ленный продукт Крупный кусок Мелкая частица Крупный кусок Мелкая частица Крупный кусок Мелкая частица Крупный кусок Мелкая частица Компози-ционная процен-тная доля (%) % вес. 97,0 3,0 95,0 5,0 93,0 7,0 91,5 8,5 100 TiO₂
tn 75,6 62,9 75,6 62,9 75,5 61,9 75,6 61,9 77,3 V₂O₅ 0,50 0,43 0,50 0,43 0,50 0,43 0,49 0,42 0,53 WO₃ 9,09 7,67 9,09 7,67 9,09 7,56 9,08 7,56 8,95 SiO₂
n 7,40 16,5 7,20 16,2 6,92 16,8 6,72 16,3 6,83 Fe₂O₃
·H 0,29 1,40 0,25 1,20 0,23 1,20 0,22 1,11 0,15 As₂O₃ 0,37   0,37   0,37   0,36   0,00 Прочие 6,75 11,10 6,99 11,60 7,39 12,11 7,53 12,11 6,24

Таблица 2 Размер ячейки сита (мм) 0,297 0,5 1,0   Крупный кусок Мелкая частица Крупный кусок Мелкая частица Крупный кусок Мелкая частица Вновь приготовленный продукт Компози-ционная процен-тная доля (%) % вес. 90,4 9,6 81,3 18,7 71,3 28,7 100 TiO₂
tn 74,8 64,0 75,4 67,6 75,6 67,9 77,3 V₂O₅ 0,48 0,42 0,49 0,44 0,49 0,45 0,53 WO₃ 8,60 7,51 8,70 7,87 8,79 7,92 8,95 SiO₂
n 6,75 15,3 6,72 12,5 6,80 12,5 6,83 Fe₂O₃
·H 0,24 0,84 0,23 0,58 0,20 0,60 0,15 As₂O₃ 0,37   0,36   0,39   0,00 Прочие 8,76 11,93 8,10 11,01 7,73 10,63 6,24

Как видно из вышеприведенных Таблиц 1 и 2, подтверждается, что размеры ячеек сит (пороговый размер S), установленные в диапазоне от 0,105 до 1,0 мм, были способны обеспечить весовую процентную долю крупных кусков в диапазоне от 70 до 95% вес.

ПРИМЕР 2

Катализаторы для обработки отходящего газа были регенерированы с использованием крупных кусков, просеянных с помощью сит, имеющих размеры ячеек 0,5 мм и 0,074 мм соответственно, в вышеприведенном Примере 1. Более конкретно, каждый из крупных кусков измельчили в порошок (до достижения среднего диаметра частиц 20 мкм) с использованием молотковой мельницы. Полученный таким образом тонкий порошок (13 кг), органическое связующее (0,9 кг) и воду (адекватное количество) смешали в пластикаторе и перемешивали до однородного состояния. Полученный тестообразный продукт подавали в экструдер для приготовления предшественника катализатора для обработки отходящего газа, катализатора, имеющего сотовую структуру (высота: 69 мм, ширина: 69 мм, длина: 800 мм, шаг ячеек: 7,4 мм, размер ячейки: 6,25 мм, число ячеек (n): 9×9). Предшественник в достаточной мере высушили естественным образом и затем досушили горячим воздухом (100°С × 5 часов). После этого высушенный предшественник подвергли кальцинирующей обработке (500°С × 3 часа) в обжиговой печи и затем разрезали на куски (число ячеек: 6×7). Этим путем были получены испытательные образцы 1 (просеянный продукт с размером ячеек 0,5 мм) и испытательные образцы 2 (просеянный продукт с размером ячеек 0,074 мм) регенерированного катализатора для обработки отходящего газа (два в каждом испытательном образце).

Затем в описанных ниже условиях определили степени денитрования и степени окисления SO₂ для соответствующих испытательных образцов 1 и 2 и также получили значения содержания As₂O₃ в таковых. Более того, для сравнения приготовили: катализатор для обработки отходящего газа (испытательный образец 3), регенерированный в таких же условиях, как и для испытательных образцов 1 и 2, после смешивания крупных кусков, полученных в условиях Примера 1, с тем исключением, что не проводили просеивание (стадию разделения), то есть без удаления зольной пыли; катализатор для обработки отходящего газа (испытательный образец 4) перед регенерационной обработкой; и вновь приготовленный катализатор для обработки отходящего газа (испытательный образец 5). Определили их степени денитрования и степени окисления SO₂ и также определили в них содержание As₂O₃. Нижеприведенная Таблица 3 показывает результат. Следует отметить, что степень денитрования и степень окисления SO₂ были рассчитаны согласно описанным ниже уравнениям.

* Условия испытаний

• Составы отходящего газа -

NO_x: 150 млн.д.

NH₃: 150 млн.д.

SO₂: 800 млн.д.

O₂: 4%

CO₂: приблизительно 12,5%

Н₂О: приблизительно 11,5%

N₂: остальное

• Температура отходящего газа: 380°С

• Количество отходящего газа: 19,97 Нм³/час

• U_gs: 2,3 Нм/сек

• AV: 11,63 Н³/м²·час

• Степень денитрования (%) = {1-(концентрация NO_x на выходе из катализатора/концентрация NO_x на входе в катализатор)} ×100

• Степень окисления SO₂ = {(концентрация SO₃ на выходе из катализатора - концентрация SO₃ на входе в катализатор/концентрация SO₂ на входе в катализатор)} ×100

Таблица 3 Испытательный образец Степень денитрования (%) Степень окисления SO₂ (%) As₂O₃ (%) 1 95,8 0,95 0,36 2 95,0 1,16 0,37 3 94,4 1,37 0,36 4 83,5 0,84 0,37 5 96,2 0,93 0,00

Как видно из вышеприведенной Таблицы 3, испытательный образец 2 (просеянный продукт с размером ячеек 0,074 мм) и испытательный образец 3 (продукт без просеивания) имели улучшенные степени денитрования по сравнению со степенями денитрования для испытательного образца 4 (использованного продукта, имеющего налипшую на таковой зольную пыль), но имели весьма повышенные степени окисления SO₂ больше, чем таковые для испытательного образца 4 (использованного продукта, имеющего налипшую на таковой зольную пыль) и испытательного образца 5 (свежеприготовленного продукта).

Напротив, испытательный образец 1 (просеянный продукт с размером ячеек 0,5 мм) имел улучшенную степень денитрования по сравнению с таковой у испытательного образца 4 (использованного продукта, имеющего налипшую на таковой зольную пыль) и также имел степень окисления SO₂, подавленную до уровня, приблизительно эквивалентного таковому для испытательного образца 5 (свежеприготовленного продукта). Степень окисления SO₂ испытательного образца 1 была удовлетворительно снижена по сравнению с таковой для испытательного образца 2 (просеянного продукта с размером ячеек 0,074 мм) и испытательного образца 3 (продукта без просеивания).

Более того, испытательный образец 1 (просеянный продукт с размером ячеек 0,5 мм) может быть признан как регенерированный продукт, приготовленный из повторно используемого сырьевого материала, поскольку испытательный образец 1 содержит приблизительно такое же количество As₂O₃, которое происходит из зольной пыли и тому подобного, как в других испытательных образцах 2-4. Однако испытательный образец 1 демонстрирует эффективность, сравнимую с таковой для испытательного образца 5, который представлял собой вновь приготовленный продукт, не содержащий As₂O₃.

Вышеописанными результатами было подтверждено, что способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению способен регенерировать катализатор для обработки отходящего газа, в котором подавлены снижение эффективности обработки отходящего газа и окисление диоксида серы. Также подтверждено, что катализатор для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению способен демонстрировать значения производительности, которые приблизительно эквиваленты таковым для вновь приготовленного катализатора для обработки отходящего газа.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению и катализатор для обработки отходящего газа, полученный этим способом, исключительно пригодны и выгодны в разнообразных отраслях промышленности, поскольку такой способ и катализатор для обработки отходящего газа способны подавлять снижение эффективности обработки отходящего газа и окисление диоксида серы и демонстрировать значения производительности, приблизительно эквивалентные таковым для вновь приготовленного продукта.

Настоящее изобретение относится к способу регенерации катализатора для обработки отходящего газа и к катализатору, регенерированному этим способом. Описан способ регенерации катализатора 11 для обработки отходящего газа, имеющего золу, налипшую на его поверхность. Способ включает стадию S1 дробления, в которой катализатор 11 для обработки отходящего газа дробят так, что от 70 до 95% вес. всего катализатора 11 для обработки отходящего газа превращаются в крупные куски 12, имеющие размер, превышающий пороговый размер S (любое значение в диапазоне от 0,105 до 1,0 мм); стадию S2 разделения, в которой фрагменты, полученные дроблением катализатора 11 для обработки отходящего газа, разделяют на крупные куски 12, имеющие размер, превышающий пороговый размер S, и мелкие частицы 13, имеющие размер не больше, чем пороговый размер S; стадию S3 измельчения в порошок, в которой крупные куски 12, отделенные таким образом, измельчают в тонкий порошок, имеющий средний диаметр частиц не более 0,1 мм; стадию S4 смешения и стадию S5 формования, в которых тонкий порошок смешивают с другими сырьевыми материалами и формуют в катализатор для обработки отходящего газа; и стадию S6 высушивания и стадию S7 кальцинирования, в которых сформованный предшественник высушивают и кальцинируют для получения таким образом регенерированного катализатора 14 для обработки отходящего газа. Описан катализатор, регенерированный этим способом. Технический эффект - получение регенерированного катализатора, обладающего производительностью, эквивалентной для вновь приготовленного катализатора. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.

1. Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа, имеющего золу, налипшую на его поверхность, причем способ отличается тем, что включает:
стадию дробления для дробления катализатора для обработки отходящего газа, который был использован;
стадию разделения для разделения измельченного катализатора для обработки отходящего газа на крупные куски, имеющие размер, превышающий пороговый размер S, и мелкие частицы, имеющие размер не больше, чем пороговый размер S;
стадию измельчения в порошок для измельчения отделенных крупных кусков в тонкий порошок;
стадию формования для формования измельченного тонкого порошка в качестве сырьевого материала с образованием катализатора для обработки отходящего газа; и
стадию кальцинирования для кальцинирования сформованного предшественника катализатора для обработки отходящего газа, причем способ отличается тем, что пороговый размер S имеет значение не менее 0,105 мм.

2. Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа по п.1, отличающийся тем, что стадия дробления представляет собой стадию, на которой катализатор для обработки отходящего газа, который был использован, измельчают так, что от 70 до 95 вес.% всего катализатора для обработки отходящего газа, который был использован, превращаются в крупные куски, имеющие размер, превышающий пороговый размер S.

3. Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа по п.2, отличающийся тем, что пороговый размер S имеет значение не больше 1,0 мм.

4. Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа по п.1, отличающийся тем, что стадия измельчения в порошок представляет собой стадию, в которой крупные куски размалывают в порошок так, что тонкий порошок имеет средний диаметр частиц не более 0,1 мм.

5. Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа по п.1, отличающийся тем, что катализатор для обработки отходящего газа используют для обработки отходящего газа от сгорания угля.

6. Способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа по п.5, отличающийся тем, что катализатор для обработки отходящего газа используют для обработки оксида азота в отходящем газе.

7. Катализатор для обработки отходящего газа, отличающийся тем, что он регенерирован способом регенерации катализатора для обработки отходящего газа согласно любому из пп.1-6.