Sistema de catalizador para la eliminación del óxido de nitrógeno y método de eliminación del óxido de nitrógeno.

Un sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno,

quecomprende una primera parte de reacción con un primer catalizador paradesnitrificar los óxidos de nitrógeno mediante la reacción de dicho óxido denitrógeno con amoníaco y una segunda parte de reacción con un segundocatalizador para descomponer por oxidación el amoníaco que sale de laprimera parte de reacción, caracterizado porque el primer catalizadorcontiene, como componentes activos, al menos: un óxido complejo que constade dos o más óxidos elegidos entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido detungsteno; y un metal de tierras raras o un metal de transición, excepto Cu, Co,Ni, Mn, Cr y V; y

el segundo catalizador contiene, como componentes activos, al menos: unmetal noble y un óxido complejo de tipo sílice-alúmina, en el que el segundocatalizador comprende al menos un catalizador portador de estructura en panalque comprende una capa de base y un recubrimiento, comprendiendo la capade base catalizador basado en óxido de Pt-Al-Si y comprendiendo elrecubrimiento catalizador basado en Ce-Ti-SO4-Zr y catalizador basado enóxido de Fe-Si-Al.

Sistema de catalizador para la eliminación del óxido de nitrógeno y método de eliminación del óxido de nitrógeno Descripción CAMPO TÉCNICO [0001] La presente invención hace referencia a un sistema de catalizador para la eliminación de óxido de nitrógeno y un método de eliminación de óxido de nitrógeno. ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA [0002] Para la eliminación de óxidos de nitrógeno, se han usado de forma convencional técnicas (véase Fórmulas (1) y (2) abajo) para desnitrificar de forma reductora los óxidos de nitrógeno mediante el contacto con un catalizador que tenga, como componentes principales, óxido de titanio y óxido de vanadio en presencia de amoníaco (véase la solicitud de patente japonesa nº H7-275656, por ejemplo) . Sin embargo, se ha sugerido la posibilidad de que el amoníaco que no haya reaccionado escape (fluya) y cause problemas como la contaminación ambiental, en los casos en los que se usa amoníaco en grandes cantidades, o cuando las condiciones de reacción (como la velocidad espacial, temperatura, y similares) para la desnitrificación reductora no son apropiadas. Así, se ha conocido un método para entrar en contacto con un catalizador de alúmina que soporta platino y para descomponer amoníaco por oxidación de manera que se evite la fuga de amoníaco.

Fórmula (1) NO+NH3+ (1 / 4) O2=N2+ (3/2) H2O

Fórmula (2) NO2+2NH3+ (1/2) O2= (3/2) N2+3H2O [0003] Se revela un sistema para eliminar los óxidos de nitrógeno y evitar el amoníaco sin reaccionar en el texto JP-A-9280012. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN RESUMEN [0004] Por otra parte, se ha sugerido que el vanadio incluido en el catalizador para desnitrificar de manera reductora los óxidos de nitrógeno es nocivo, lo que ha provocado una preocupación por los problemas medioambientales debidos a la emisión de componentes del catalizador. Se ha sugerido así que el uso de catalizadores que incluyen componentes nocivos es problemático. [0005] También se ha destacado que, en el caso de un catalizador para descomponer amoníaco por oxidación en nitrógeno y agua (véase Fórmula (3) ) , se generan óxidos de nitrógeno (en particular N2O) en concentraciones más elevadas en la oxidación de amoníaco (véase Fórmula (4) hasta la (6) , mostrando de este modo las posibilidades de que ocurran problemas como el calentamiento global y la contaminación medioambiental.

Fórmula (3) 2NH3+ (3/2) O2rN2+3H2O

Fórmula (4) 2NH3+ (5/2) O2r2NO+3H2O

Fórmula (5) 2NH3+ (7/2) O2r2NO2+3H2O

Fórmula (6) 2NH3+2O2rN2O+3H2O

La presente invención se ha llevado a cabo para solucionar los problemas anteriores, y es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno y un método de eliminación de óxido de nitrógeno según las reivindicaciones adjuntas. El sistema catalizador y el método pueden comprender un catalizador que está libre de metales que se haya sugerido que son nocivos y capaz de lograr la eliminación de óxidos de nitrógeno de manera eficaz, y otro catalizador que es capaz de reducir la generación de óxidos de nitrógeno y capaz de descomponer por oxidación el amoníaco sin reaccionar en el nitrógeno y agua de forma eficaz. [0007] Los presentes inventores han descubierto que los óxidos de nitrógeno se pueden eliminar de manera eficaz cuando son desnitrificados de forma reductora por urea, adoptando un catalizador (en lo sucesivo llamado “catalizador basado en óxido de Ce-W-Zr”) obtenido mediante la adición de cerio a un óxido complejo de tipo óxido de tungsteno-zirconia, una catalizador (en lo sucesivo llamado “catalizador basado en óxido de Fe-Si-Al”) obtenido a partir de la adición de hierro a un óxido complejo de tipo sílice-alúmina y un catalizador (en lo sucesivo llamado “catalizador basado en Ce-TiSO4-Zr”) obtenido a partir de la adición de cerio y azufre a un óxido complejo de tipo titania-zirconia. [0008] Además, los presentes inventores han descubierto también que los óxidos de nitrógeno pueden eliminarse de forma más efectiva cuando son desnitrificados de forma reductora por la urea, mediante la adopción de un catalizador mixto del catalizador basado en Ce-Ti-SO4-Zr y el catalizador basado en óxido de Fe-Si-Al, en comparación con los casos en los que se utiliza sólo un catalizador como el catalizador basado en Ce-Ti-SO4-Zr, el catalizador basado en óxido de Fe-Si-Al, o similares. [0009] Además, los presentes inventores han descubierto que la generación de óxidos de nitrógeno se puede reducir y el amoníaco se puede descomponer por oxidación en nitrógeno y agua de forma eficaz, cuando el amoníaco se descompone por termooxidación mediante un catalizador (en lo sucesivo llamado “catalizador basado en óxido de Pt-Al-Si”) obtenido a partir de la adición de platino a un óxido complejo de tipo sílice-alúmina. [0010] Además, los presentes inventores han descubierto que la generación de óxidos de nitrógeno puede ser más reducida y se puede descomponer el amoníaco por oxidación en nitrógeno y agua con una mayor eficacia cuando el amoníaco se descompone por oxidación mediante un catalizador obtenido mediante el transporte de un catalizador mixto del catalizador basado en Ce-Ti-SO4-Zr y el catalizador basado en óxido de Fe-Si-Al en el catalizador basado en óxido de Pt-Al-Si, en comparación con el caso en el que se usa exclusivamente el catalizador basado en óxido de Pt-Al-Si. De esta manera, los presentes inventores han alcanzado la finalización de la presente invención. [0011] Concretamente, el sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno según la presente invención es un sistema de catalizador que comprende: una primera parte de reacción para desnitrificar el óxido de nitrógeno mediante la reacción con amoníaco, proporcionándose un primer catalizador que contiene, como componentes activos, al menos: un óxido complejo compuesto por dos o más óxidos elegidos entre sílice, alúmina, titania, zirconia y óxido de tungsteno; y un metal de las tierras raras o un metal de transición (excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V) y una segunda parte de reacción para descomponer por oxidación el amoníaco que ha escapado de la primera parte de reacción, proporcionándose un segundo catalizador según se define en la reivindicación 1. Obsérvese que el primer catalizador también puede contener azufre o fósforo. [0012] El primer catalizador puede contener, como componentes activos, al menos: un óxido complejo de tipo titania-zirconia; un metal de las tierras raras o un metal de transición (excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V) ; y azufre o fósforo; o puede contener, como componentes activos, al menos: un óxido complejo de tipo óxido de tungstenozirconia; un metal de las tierras raras o un metal de transición (excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V) ; y azufre o fósforo. Además, el primer catalizador puede contener, como componentes activos, al menos, un óxido complejo de tipo sílice-alúmina y un metal de las tierras raras; o puede constar de un óxido complejo de tipo sílice-alúmina y un metal de transición (excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V) . [0013] Téngase en cuenta que un compuesto soportado en el primer catalizador, en el que el compuesto contiene, como componentes activos, al menos: un óxido seleccionado entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido de tungsteno; y un metal de las tierras raras o un metal de transición (excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V) es soportado por el primer catalizador. Obsérvese que el primer catalizador y el compuesto pueden ser diferentes el uno del otro en cuanto a los componentes (composición) . Además, un compuesto que contiene, como componentes activos, al menos: un óxido seleccionado entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido de tungsteno; y un metal de las tierras raras o un metal de transición (excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V) puede ser soportado por el segundo catalizador. Obsérvese que el segundo catalizador y el compuesto pueden ser diferentes el uno del otro en cuanto a los componentes (composición) . [0014] Además, el primer catalizador puede ser soportado por un sustrato portador. [0015] El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno según la presente invención puede comprender además, en un lado de entrada de la primera parte de reacción, una tercera parte de reacción para oxidar compuestos de nitrógeno mediante la reacción con oxígeno. [0016] El método de eliminación de óxido de nitrógeno según la presente invención comprende desnitrificar el óxido de nitrógeno de forma reductora poniendo en contacto el mismo con un primer catalizador en presencia de amoníaco, conteniendo el primer catalizador, como componentes activos, al menos: un óxido complejo que comprende dos... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno, que comprende una primera parte de reacción con un primer catalizador para desnitrificar los óxidos de nitrógeno mediante la reacción de dicho óxido de nitrógeno con amoníaco y una segunda parte de reacción con un segundo catalizador para descomponer por oxidación el amoníaco que sale de la primera parte de reacción, caracterizado porque el primer catalizador contiene, como componentes activos, al menos: un óxido complejo que consta de dos o más óxidos elegidos entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido de tungsteno; y un metal de tierras raras o un metal de transición, excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr y V; y el segundo catalizador contiene, como componentes activos, al menos: un metal noble y un óxido complejo de tipo sílice-alúmina, en el que el segundo catalizador comprende al menos un catalizador portador de estructura en panal que comprende una capa de base y un recubrimiento, comprendiendo la capa de base catalizador basado en óxido de Pt-Al-Si y comprendiendo el recubrimiento catalizador basado en Ce-Ti-SO4-Zr y catalizador basado en óxido de Fe-Si-Al.

2. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de la reivindicación 1, en el que el primer catalizador contiene además azufre o fósforo.

3. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de la reivindicación 2, en el que el primer catalizador contiene, como componentes activos, al menos: un óxido complejo de tipo titania-zirconia; un metal de tierras raras o un metal de transición excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr y V; y azufre o fósforo.

4. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de la reivindicación 2, en el que el primer catalizador contiene, como componentes activos, al menos: un óxido complejo de tipo óxido de tungsteno-zirconia; un metal de tierras raras o un metal de transición excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr y V; y azufre o fósforo.

5. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de la reivindicación 1, en el que el primer catalizador contiene, como componentes activos, al menos: un óxido complejo de tipo sílice-alúmina y un metal de tierras raras.

6. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de la reivindicación 1, en el que el primer catalizador consta de un óxido complejo de tipo sílice-alúmina y un metal de transición excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr y V.

7. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 6, en el que un compuesto que contiene, como componentes activos, al menos: un óxido elegido entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido de tungsteno; y un metal de tierras raras o un metal de transición, excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V, es soportado por el primer catalizador.

8. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7, en el que un compuesto que contiene, como componentes activos, al menos: un óxido elegido entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido de tungsteno; y un metal de tierras raras o un metal de transición, excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V, es soportado por el segundo catalizador.

9. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 8, en el que el primer catalizador es soportado por un sustrato portador.

10. El sistema de catalizador de eliminación de óxido de nitrógeno de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 9, que además comprende, en un lado de entrada de la primera parte de reacción, una tercera parte de reacción para oxidar un compuesto de nitrógeno mediante la reacción del compuesto de nitrógeno con oxígeno.

11. Un método de eliminación de óxido de nitrógeno que comprende desnitrificar óxidos de nitrógeno de forma reductora mediante el contacto de los óxidos de nitrógeno con un primer catalizador en presencia de amoníaco, conteniendo el primer catalizador, como componentes activos, al menos: un óxido complejo que comprende dos o más óxidos elegidos entre sílice, alúmina, titania, zirconia, y óxido de tungsteno; y un metal de tierras raras o metal de transición, excepto Cu, Co, Ni, Mn, Cr, y V, y descomponer el amoníaco sin reaccionar por oxidación mediante el contacto del amoníaco no tratado con un segundo catalizador, conteniendo el segundo catalizador, como componentes activos, al menos, un metal noble y un óxido complejo de tipo sílice-alúmina en el que el segundo catalizador comprende al menos un catalizador portador de estructura en panal que comprende una capa de base y un recubrimiento,

comprendiendo la capa de base catalizador basado en óxido de Pt-Al-Si y comprendiendo el recubrimiento catalizador basado en Ce-Ti-SO4-Zr y catalizador basado en óxido de Fe-Si-Al.