本發明專利技術描述了從廢氣中去除N2O和NOx的方法。DeNOx-階段設置在DeN2O-階段下游且在入口溫度＜＝400℃下運行，DeN2O-階段的進入氣體含有水且具有經過選擇的N2O/NOx比例。DeN2O-階段的運行參數溫度、壓力和空速如此進行選擇，使得實現80-98％的N2O分解。在這些條件下，可以使下游設置的DeNOx-階段在最佳的條件下運行。本發明專利技術描述了具有以下元件的裝置：A)用于調節含有NOx和N2O的氣體(1)的水含量的裝置(2)；B)用于降低氣流的N2O-含量的DeN2O-階段(3)，其包含載鐵沸石-催化劑；C)用于冷卻離開DeN2O-階段的氣流(5)的冷卻裝置(4)；D)含有DeNOx-催化劑的DeNOx-階段(6)，用于降低氣流的NOx-含量；和E)輸入管道(7)，用于將NOx的還原劑引入離開DeN2O-階段的氣流(5)中。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于去除NOx和N2O的方法和裝置本專利技術涉及用于催化去除NOx和N2O的方法和裝置。在許多方法，例如燃燒方法中或者在エ業制造硝酸或己內酰胺時產生了帶有ー氧化氮NO、ニ氧化氮NO2(統稱為NOx)以及ー氧化ニ氮N2O的廢氣。盡管NO和NO2長期以來作為生態毒性相關化合物是已知的(酸雨、煙霧-形成)并且在世界范圍內規定了其最大許可排放的極限值，但是近年來一氧化ニ氮也越來越多地成為環境保護的焦點，這是因為其以并非不顯著的程度對同溫層的臭氧分解和溫室效應起到促進作用。因此出于環境保護的原因，急需將ー氧化ニ氮排放連同NOx-排放ー并消除的技術方案。為了一方面去除N2O和另一方面去除N0X，許多可能性已經已知了。在NOx-還原中，在含有釩的TiO2-催化劑存在下借助于氨氣強化NOx的選擇性催·化還原(SCR)(參見例如 G. Ertl,H. Knoezinger J. Weitkamp Handbook of HeterogeneousCatalysis, Vol. 4, % 1633-1668 頁，VCH Weinheim(1997))。這可以視催化劑而定在約150°C至約450°C的溫度下進行，并且在エ業規模下優選在200°C和400°C、特別是在250°C和350°C之間運行。它是從エ業過程的廢氣中減少NOx的大多使用的變化方案并且實現超過90%的NOx-分解。也有基于沸石-催化劑用于還原NOx的方法，其在使用不同的還原劑的情況下進行。除了 Cu-置換的沸石(參見例如EP-A-914，866)之外，尤其是含鐵的沸石對于實際應用來說也顯得很有意義。因此US-A-5，451，387描述了ー種通過鐵置換的沸石利用NH3來選擇性催化還原NOx的方法，其優選在介于200°C和550°C之間的溫度下，特別是在400°C附近操作。EP-A-756, 891描述了ー種借助于NH3在由含鐵ZSM-5-沸石構成的蜂房狀載體存在下還原NOx的方法。作為Fe-沸石-催化劑相對于傳統的基于V2O5-TiO2的DeNOx-催化劑的優點，在此同樣提到擴展的200°C至600°C的溫度區間。然而，Fe-沸石-催化劑對于NOx-還原的缺點在于其可獲得性和價格。后者與廣泛采用和創立的、基于V2O5-TiO2的DeNOx-催化劑相比明顯更高。與廢氣中的NOx-減少相區別(其多年以來在エ業領域創立)，對于N2O-去除存在僅僅少量的エ業方法，其大多以N2O的熱降解或催化降解為目的。關于證實為原則上適于降解和還原ー氧化ニ氮的催化劑的概述由Kapteijn等人(Kapteijn F. et al. ,Appl. Cat. B Environmental (1996) 25-64)給出。將ー氧化ニ氮催化分解為N2和O2在此相對于利用所選擇的還原劑、如NH3或烴類進行的催化還原而言提供了這樣的優點不產生還原劑消耗的費用。然而，與N2O還原或者NOx-還原相比，基于催化分解的有效N2O-減少只有在溫度高于400°C，優選高于450°C時才達到高效。特別適于將N2O催化分解為N2和O2的看起來又是載有過渡金屬的沸石-催化劑(US-A-5, 171，553)。載有鐵的沸石-催化劑被描述為特別有利的(例如在EP-A-955，080或W0-A-99/34, 901中)。Fe-沸石-催化劑對于N2O-分解的活性在此通過同時存在有NOx而顯著地提高，例如由 Koegel 等人在 Catalysis Communications 2273-276 (2001)或由Perez-Ramirez 等人在 Journal of Catalysis 208,211-223 (2003)中予以科學地闡述的那樣。基于利用NH3 (在DeNOx-階段中)對NOx進行催化還原以及基于通過含鐵的沸石-催化劑(在DeN2O-階段中)將N2O催化分解為N2和O2的NOx和N2O的聯合去除也在專利文獻中有所描述。例如DE 10 001 541B4請求保護從硝酸生產的殘留氣體中去除NOx和N2O的方法，其中將待浄化的廢氣引導首先通過DeNOx-階段，然后通過具有載鐵沸石-催化劑的DeN2O-階段。在DeNOx-階段中如此程度地還原NOx-含量，使得調節出O. 001-0. 5的優化Ν0χ/Ν20比例，該比例引起在后續的DeN2O-階段中加速的N2O-分解。エ藝階段所選擇的順序在此從方法技術和エ藝技術的角度來看是非常有利的，因為該方法設置在硝酸生產的殘留氣體中，在吸收塔和剰余氣體渦輪之間在上升溫度曲線中；也就是說殘留氣體首先在進入DeNOx-階段之前具有低的進入溫度，該進入溫度 < 400°C，優選< 350°C，從而也可以使用基于V2O5-TiO2的傳統DeNOx-催化劑。在DeNOx-階段之后，在進入DeN2O-階段之前，剩余氣體(一次)再加熱到350-500°C，從而可以實現高效的催化性N2O-分解。廢氣隨后被輸送至殘留氣體渦輪，在該殘留氣體渦輪中，在對廢氣的降壓和冷卻的情況下回收廢氣的熱含量。這兩種方法階段的相反的連接也是可能的，也就是說以先設置N2O-分解再進行NOx-分解的順序，如在W0-A-01/51181中教導的那樣。為此，在< 500°C的均一溫度下引導廢氣通過兩個包含載鐵沸石-催化劑的反應區域，這兩個反應區域可以在空間上彼此分開或者相互連接。在此，在DeN2O-階段中，N2O-分解如此實現首先在不降低NOx-含量的情況下(也就是在將共催化的NOx-效應完全利用到N2O-分解上的情況下)，并且隨后在中間添加氨之后利用到催化性NOx-還原上。由于NOx-還原優選應該在與N2O-分解相同的溫度情況下進行，因此在DeNOx-階段中同樣也使用了 Fe-沸石-催化劑，其與傳統SCR-催化劑，例如基于V2O5-TiO2的催化劑不同，也可以在更高的> 400°C的溫度下運行。因此不需要中間冷卻エ藝氣體。如果例如出于成本原因想要取代Fe-沸石-催化劑而使用成本更低廉的SCR-催化劑、如基于V2O5-TiO2的催化劑，則在DeN2O-階段之后為了 DeNOx-階段的運行就始終需要冷卻殘留氣體。這尤其即使在使用另外的DeNOx-催化劑，例如基于Fe-沸石的催化劑的情況下也具有很大的優點，當取決于具體應用情況，例如在按照所謂的單劑量壓制方法的用于制造硝酸的設備中，或者例如在用于制造已內酰胺的設備中，在脫氮單元之后期望或需要低的出口溫度。然而，在這種情況下，在廢氣凈化領域的技術人員要面對隨后的問題，該問題使包含Fe-沸石-催化劑的DeN2O-階段下游的、在更低的溫度水平上的常規的DeNOx-階段的運行看起來在技術和經濟方面非常不利的。因此Fe-沸石-催化劑也就已知地引起了，例如如同Koegel等人于CatalysisCommunications 2273-276 (2001)或者 Perez-Ramirez 等人于 Journal of Catalysis208,211-223(2002)中顯示出地那樣，不僅加速N2O-分解，而且在存在有NOx時也引起NO/N2-比例或者NOx-氧化程度加速偏移。后者被限定為在NOx的摩爾總量(=NO和NO2的總和)處的NO2的摩爾比本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：M·施韋費爾，M·格羅夫斯，C·佩爾班德特，R·西費特，
申請(專利權)人：蒂森克虜伯伍德有限公司，
類型：
國別省市：
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