PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DE CATALIZADORES DE GAS DE HUMO.

Procedimiento para reactivar un soporte de catalizador, en el que el soporte de catalizador está concebido para utilizarlo como soporte de catalizador de nido de abeja SCR o soporte de catalizador de placas SCR y presenta al menos una superficie de contacto de un material poroso por delante de la cual puede conducirse un fluido,

comprendiendo los pasos siguientes: depuración del soporte de catalizador SCR y retirada de productos de reacción de dicho soporte de catalizador SCR, introducción en poros del soporte de catalizador, con ayuda de un fluido de transporte, de al menos una sustancia con la que se puede formar una sustancia catalíticamente relevante del grupo de óxido de wolframio, pentóxido de vanadio y óxido de molibdeno, presentándose la sustancia en forma de iones en el fluido de transporte y permaneciendo la sustancia catalíticamente relevante sobre superficies de pared de poro después de la retirada del fluido de transporte, efectuándose la introducción de modo que se introduzca primeramente un fluido de bloqueo en los poros de tal manera que se llenen los poros con el fluido de bloqueo en zonas alejadas de la superficie de contacto situadas más allá de una profundidad de poro determinada, introducción subsiguiente del fluido de transporte en los poros por inmersión del soporte de catalizador en el fluido de transporte, y retirada del fluido de bloqueo y del fluido de transporte de los poros, permaneciendo al menos parcialmente la sustancia catalíticamente relevante sobre las superficies de pared de poro, de modo que en al menos una pluralidad de poros una cantidad - remanente sobre las superficies de pared de poro y referida a la superficie - de la sustancia catalíticamente relevante dependa del lugar dentro del poro de tal manera que la cantidad referida a superficie de la sustancia catalíticamente relevante dentro del poro disminuya al sobrepasarse la profundidad de poro determinada

La invención concierne a un procedimiento de tratamiento de un soporte de catalizador.

Para acelerar catalíticamente reacciones químicas en flujos de fluido se emplean catalizadores que están aplicados sobre soportes de catalizador o que están contenidos en estos. Estos soportes presentan usualmente al menos una superficie de contacto de un material poroso. La superficie formada por el material poroso y agrandada está ocupada con centros activos que favorecen una reacción de reaccionantes arrastrados en el flujo de fluido. Por superficie de contacto ha de entenderse aquí una limitación macroscópica del material de soporte que limita con el flujo de fluido. Esta superficie de contacto debe diferenciarse de las superficies de pared de los poros que están formadas con menores dimensiones parcialmente microscópicas debido a superficies que limitan espacios de poros o volúmenes de poros. Las superficies de pared de tales poros, que desembocan en una abertura de la superficie de contacto, se confunden con la superficie de contacto y agrandan la superficie accesible para el flujo de fluido.

El fluido circulante y con él los reaccionantes entran (se difunden) en el sistema de poros formado por poros, se ponen en contacto con los centros activos que se encuentran en las superficies de pared de los poros y son adsorbidos allí. Los reaccionantes son sometidos entonces a una reacción y los productos de reacción son liberados por desorción y se difunden volviendo del sistema de poros al flujo de fluido. Tales soportes de catalizador se emplean especialmente en procesos en los que gases de escape deben liberarse de materias arrastradas no deseadas, tal como, por ejemplo, en la depuración de humo en centrales eléctricas de combustión.

En la combustión de combustibles fósiles (o bien de residuos y/o biomasa) en centrales eléctricas se forman contaminantes del aire que deben ser retirados a causa de su nocividad para el medio ambiente. Aparte de los polvos, que se pueden retirar de flujos de gas de humo por medio de equipos de deposición de polvo, se retiran compuestos de azufre con instalaciones de desulfuración. Sin embargo, en los combustibles fósiles están contenidos especialmente también compuestos de nitrógeno que se transforman en óxidos de nitrógeno en el gas de humo. Asimismo, el nitrógeno del aire de combustión se transforma parcialmente en óxidos de nitrógeno en las condiciones que se presentan en la combustión. Por consiguiente, en la producción de óxidos de nitrógeno se diferencia entre producción térmica, formación inmediata de óxidos de nitrógeno y formación de óxidos de nitrógeno a partir de nitrógeno de combustible. Por motivos de contaminación del medio ambiente, se debe reducir la proporción de óxidos de nitrógeno (NOx) en el gas de escape.

Aparte de la reducción de la formación de óxidos de nitrógeno por medio de medidas primarias, es decir, medidas técnicas de combustión, es cada vez más usual también en centrales eléctricas la aplicación de medidas secundarias, es decir, la retirada de NOx de los gases de humo.

En particular, los procedimientos de reducción catalítica son relevantes debido a su aplicabilidad a gran escala técnica junto a otros procedimientos (por ejemplo, catalización selectiva no catalítica).

Los llamados procedimientos de reducción catalítica selectiva (SCR) sirven para la reducción de NOx a gran escala técnica. El NOx se hace reaccionar aquí con NH3 (amoníaco) para obtener agua y nitrógeno. En presencia de catalizadores, la reacción se desarrolla más rápidamente y/o a más baja temperatura y, por tanto, es adecuada también para altas velocidades de circulación de los flujos de gas de humo. Los catalizadores empleados consisten usualmente en materiales base cerámicos como soportes de catalizador, en los que están homogéneamente incorporados compuestos metálicos activos o sobre cuya superficie se aplican compuestos metálicos activos que se unen con el material base (se prohíbe casi siempre un sencillo revestimiento con compuestos metálicos debido a las cargas mecánicas en el flujo de gas de humo). Como componente principal para los soportes de catalizador se emplea a menudo dióxido de titanio y los centros activos forman mezclas de compuestos de vanadio, wolframio, molibdeno, cobre y/o hierro. Se pueden utilizar también zeolitas como soportes de catalizador.

En el empleo de catalizadores para la reducción de óxidos de nitrógeno es problemático el hecho de que existen reacciones competidoras que son favorecidas también por los centros activos y que especialmente tienen como consecuencia una oxidación no deseada de dióxido de azufre para dar trióxido de azufre.

Asimismo, al aumentar la longevidad del catalizador disminuyen la actividad de catalizador (la reducción deseada de óxidos de nitrógeno) y (debido a una competencia aminorada) la relación de acción catalítica deseada a acción catalítica no deseada. Por tanto, después de cierto tiempo es necesaria la reactivación de soportes de catalizador, en la que se depuran los soportes de catalizador, se retiran productos de reacción y se ocupa o dopa el material de soporte con nuevos centros activos. Se incorpora para ello en los poros del soporte de catalizador una sustancia catalíticamente relevante con ayuda de un fluido de transporte. La incorporación se efectúa a través de aberturas de la superficie de contacto en las que desembocan los respectivos poros (los poros sin comunicación de fluido con aberturas de la superficie de contacto no son relevantes, ya que en estos no puede penetrar gas de humo durante el funcionamiento). La sustancia catalíticamente relevante permanece sobre las superficies de las paredes de los poros después de la retirada del fluido de transporte y forma allí centros activos.

Se conoce por el documento EP 0974397A2 un procedimiento de regeneración de catalizadores. Se depuran los catalizadores y se les trata bajo la acción de una solución ácida. A continuación, se impregnan los catalizadores con una sustancia catalíticamente activa.

Usualmente, los catalizadores reactivados de esta manera presentan una actividad comparable a la de los catalizadores recién fabricados. No obstante, ocurre que empeora la relación de actividad (la catálisis de la reacción de óxidos de nitrógeno) a reacciones no deseadas.

La invención comienza en este punto

El problema de la invención consiste en proporcionar un procedimiento de tratamiento de un soporte de catalizador que pueda emplearse tanto para la primera fabricación de catalizadores como para su activación renovada y que haga posible una alta actividad del catalizador, sin reforzar las reacciones secundarias no deseadas.

El problema se resuelve según la invención por medio de procedimiento con las características de la reivindicación

1.

Según el procedimiento, se depura el soporte de catalizador SCR y se retiran productos de reacción de dicho soporte de catalizador SCR.

Se trata seguidamente el soporte de catalizador, que presenta al menos una superficie de contacto de un material poroso, a cuyo fin se incorpora primeramente un fluido de bloqueo en los poros de tal manera que se llenen los poros con el fluido de bloqueo en zonas alejadas de la superficie de contacto situadas más allá de una profundidad de poro determinada.

A continuación, con ayuda de un fluido de transporte se introduce por inmersión en poros del soporte de catalizador (que desembocan en aberturas en la superficie de contacto) al menos una sustancia catalíticamente relevante a partir de la cual se puede formar una sustancia catalíticamente relevante del grupo de óxido de wolframio, pentóxido de vanadio y óxido de molibdeno.

Además, se retiran de los poros el fluido de bloqueo y el fluido de transporte, permaneciendo al menos parcialmente la sustancia catalíticamente relevante sobre las superficies de las paredes de los poros, de modo que en al menos una pluralidad de poros una cantidad - remanente sobre las superficies de las paredes de los poros y referida a la superficie - de la sustancia catalíticamente relevante dependa del lugar dentro de cada poro de tal manera que la cantidad referida a superficie de la sustancia catalíticamente relevante dentro del poro disminuya al sobrepasarse la profundidad determinada de este poro.

Una sustancia catalíticamente relevante es aquí una sustancia que es catalíticamente activa o que puede formarse a partir de la sustancia catalíticamente activa, por ejemplo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para reactivar un soporte de catalizador, en el que el soporte de catalizador está concebido para utilizarlo como soporte de catalizador de nido de abeja SCR o soporte de catalizador de placas SCR y presenta al menos una superficie de contacto de un material poroso por delante de la cual puede conducirse un fluido, comprendiendo los pasos siguientes:

depuración del soporte de catalizador SCR y retirada de productos de reacción de dicho soporte de catalizador SCR,

introducción en poros del soporte de catalizador, con ayuda de un fluido de transporte, de al menos una sustancia con la que se puede formar una sustancia catalíticamente relevante del grupo de óxido de wolframio, pentóxido de vanadio y óxido de molibdeno, presentándose la sustancia en forma de iones en el fluido de transporte y permaneciendo la sustancia catalíticamente relevante sobre superficies de pared de poro después de la retirada del fluido de transporte, efectuándose la introducción de modo que se introduzca primeramente un fluido de bloqueo en los poros de tal manera que se llenen los poros con el fluido de bloqueo en zonas alejadas de la superficie de contacto situadas más allá de una profundidad de poro determinada,

introducción subsiguiente del fluido de transporte en los poros por inmersión del soporte de catalizador en el fluido de transporte, y

retirada del fluido de bloqueo y del fluido de transporte de los poros, permaneciendo al menos parcialmente la sustancia catalíticamente relevante sobre las superficies de pared de poro, de modo que en al menos una pluralidad de poros una cantidad - remanente sobre las superficies de pared de poro y referida a la superficie - de la sustancia catalíticamente relevante dependa del lugar dentro del poro de tal manera que

la cantidad referida a superficie de la sustancia catalíticamente relevante dentro del poro disminuya al sobrepasarse la profundidad de poro determinada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la introducción del fluido de bloqueo comprende:

un paso de llenado en el que se introduce el fluido de bloqueo en una pluralidad de poros de tal manera que los poros se llenen al menos parcialmente con el fluido de bloqueo,

un paso de retirada en el que se retira parcialmente el fluido de bloqueo introducido de tal manera que únicamente sigan llenas las zonas alejadas de la superficie de contacto situadas más allá de la profundidad de poro determinada.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el soporte de catalizador se impregna en el fluido de bloqueo durante el paso de llenado.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el constituyente principal del fluido de bloqueo y/o del fluido de transporte es agua.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el fluido de bloqueo se emplean aquellos iones catalíticamente neutros que pueden reaccionar con la sustancia catalíticamente relevante.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se eligen como fluido de bloqueo y como fluido de transporte unos respectivos fluidos inmiscibles entre ellos.