觸媒載體再生方法
【專利摘要】本發明涉及一種廢觸媒載體再生方法，將廢觸媒載體沉浸于流體中，使流體滲透于載體內部單元壁及被涂覆材料之間，然后將流體冷卻，使體積增加，從而使單元壁與被涂覆材料分離。根據本發明，能夠有效地使附著于載體內側的被涂覆材料完全分離，而且也能夠有效適用于像過濾器那樣一面閉鎖的過濾器載體。
【專利說明】觸媒載體再生方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種觸媒載體再生方法，具體地說，就是涉及一種將高價載體以低價有效再生的方法。
【背景技術】
[0002]作為承載對內燃機、焙燒爐、焚燒爐排出的排氣中氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)及碳氫化合物(HC)等進行凈化的觸媒的觸媒載體，采用由陶瓷構成的蜂窩構造觸媒載體(蜂窩觸媒載體)。總體而言，蜂窩觸媒載體成蜂窩狀，由具有多個細孔的多孔質體構成，同時還帶有構成流體流路的多個單元(貫通單元)。將觸媒組成物涂布在多個單元壁(由劃分單元的單元壁形成的渠道壁)上干燥后再經過焙燒，就可以承載觸媒了。通常情況下，蜂窩載體以陶瓷為原料經成形后獲得陶瓷蜂窩成形體，再經干燥、焙燒就可以制成陶瓷蜂窩焙燒體。涂布在單元壁上的觸媒組成物用表面積較大的金屬氧化物作支撐體，例如，對于使用尿素/氨為還原劑的脫氮觸媒來說，主要用表面積較大的二氧化鈦、沸石等作支撐體，對于氧化觸媒來說，則使用固定于表面積較大的礬土粉末上的I種以上的鉬族金屬(例如，鉬、鈀、銠、錸及銥)。含有這種觸媒成分的觸媒支撐體支撐在上述整體式載體(monolithiccarrier)等合適的觸媒載體上。一面成鋸齒形閉鎖的除去粒子狀物質的過濾器結構體也可理解成一種載體。由于這種載體的成本較高，因此正在研究能夠使觸媒性能用盡后的廢(spent)觸媒載體再生的方案。
[0003]國際專利申請PCT/US95/00930中公開了廢觸媒載體再生方法。上述先行技術揭示了一種將利用洗滌液或者洗滌液及氣體的流體氣流向蜂窩載體渠道內部噴射從而將被涂覆材料，例如，性能用盡的觸媒組成物除去的方法。但是，通過這種噴射方法無法將附著于載體單元壁上的被涂覆材料完全分離，不僅需要昂貴的噴射裝置，而且很難有效適用于像過濾器那樣一面閉鎖的過濾器載體。
【發明內容】
[0004]發明所要解決的課題
[0005]為了解決上述問題，本發明提供了一種廢觸媒載體再生方法，即將廢觸媒載體沉浸于流體中，使流體滲透于載體內部單元壁及被涂覆材料之間，然后將流體冷卻，使體積增力口，從而使單元壁與被涂覆材料分離。依據本發明，能夠有效地使附著于載體內側的被涂覆材料完全分離，而且也能夠有效適用于像過濾器那樣一面閉鎖的過濾器載體。
[0006]課時解決方法
[0007]為了實現上述目的，本發明包括如下幾個步驟:將廢觸媒載體沉浸于流體中，使流體滲透于載體內部單元壁及被涂覆材料之間的步驟；以及通過流體冷卻使被涂覆材料與載體內單元壁分離的步驟。本發明非限制性的包含以下特征。就本發明而言，流體優選為水。在本發明中，冷卻通過液態氮實現，在上述分離步驟之后可以包括:將利用液態或者氣體流體向外部除去分離的被涂覆材料的步驟。[0008]發明的效果
[0009]本發明提供的簡單的廢觸媒載體再生方法，將廢觸媒載體沉浸于流體中，使流體滲透于載體內部單元壁及被涂覆材料之間，然后將流體冷卻，使體積增加，從而使單元壁與被涂覆材料分離。依據本發明的上述方法，能夠有效地使附著于載體內側的被涂覆材料完全分離。除了能夠有效地使附著于載體內側的被涂覆材料完全分離，本發明也能夠有效適用于像過濾器那樣一面閉鎖的過濾器載體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是適用本發明的觸媒載體概略圖。
[0011]圖2是適用本發明的觸媒過濾器概略圖。
[0012]圖3是圖1所示載體的部分剖面圖。
[0013]圖4是本發明工藝概略圖。
[0014]圖5是顯示本發明及其它再生方法的清除效率的示意圖。
[0015]圖6是利用新載體及再生載體測定觸媒活性結果的示意圖。
[0016]符號說明
[0017]載體或者過濾器:10流入側:9a、16
[0018]流出側:9b、14塞子:15
[0019]非-貫通單元:12’、12” 貫通單元:18
[0020]單元壁:20、30觸媒組成物:22
【具體實施方式】
[0021]下面，將列舉實施例對本發明進行更加詳細的說明。但是，列舉這些實施例的目的在于對本發明進行詳細說明，它并不限定本發明的范圍。應當理解的是，本發明雖然以蜂窩觸媒載體為中心進行闡述，但并不僅局限于此，同樣適用于板狀、金屬絲狀的載體。在本發明中，如圖2所示的過濾器(非-貫通型)結構體應當理解為是圖1所示的雙向開放型(貫通型)觸媒載體的一種。首先，參照圖1對雙向開放型觸媒載體進行說明。
[0022]構成排出氣體流入側16、流出側14及外側12的整體式蜂窩載體10上具有貫通流入側及流出側的多個貫通單元18。各個單元通過貫通流入側及流出側并延長的單元壁20而分割，單元端面可以具有多種形狀，圖1所示的是正方形端面的單元。通常情況下，整體式蜂窩載體每平方英寸端面具有10至600個單元。圖3是圖1的部分剖面圖。單元壁內側及外側涂布有觸媒組成物22 (以下稱之為“被涂覆材料”)。本發明提供了一種能夠有效將觸媒成分壽命用盡的觸媒載體上的被涂覆材料除去的方法。如上所述，過濾器結構體也應當理解為是本發明中提到載體的一部分。圖2是圓筒形過濾器結構體10的概略示意圖。雖然與載體內部結構類似，但是這是一種流入側9a及流出側9b具有相互成鋸齒形(in astag ged way)且兩端通過塞子15堵住的非-貫通單元12’、非-貫通單元12”的結構體。被涂覆材料也可以涂布 在過濾器單元壁30內側。
[0023]圖4是概略顯示本發明工藝順序的示意圖，為了敘述簡潔，圖4中僅顯示了一個單元，且單元壁上涂布有被涂覆材料。本發明的第I步驟就是將廢觸媒載體沉浸于流體中。在這里，流體優選為水。對于用尿素/氨為還原劑的脫氮觸媒來說，被涂覆材料由含浸表面積較大的氧化釩的二氧化鈦、鐵或者銅經離子交換后形成的沸石構成。對于氧化觸媒來說，則由礬土及/或者硅石構成。因此，即使作為觸媒成分的貴金屬成分壽命用盡，支撐體的多孔性也不會發生大的變化。在這種支撐體上形成的孔隙吸水后保持濕式狀態。另外，水滲透于被涂覆材料及單元壁之間，并存留于這些空間內。本發明的第2步驟就是冷卻步驟。本發明的冷卻雖然可以通過任意的方式實現，但優選的是加入液態氮使之冷卻。上述多孔質支撐體孔隙及單元壁與被涂覆材料之間的空間滯留的水通過冷卻作用而變為固體，因此其體積增加。即，隨著水的相變化，其體積增加，由此導致存留水的孔隙及/或者空間體積膨脹，因此被涂覆材料就能夠與單元壁分離。本發明的追加步驟就是將從單元壁分離的狀態殘留的被涂覆材料從單元內部除去的步驟。可以通過多種方式將被涂覆材料從單元內部向外部移出，例如，可以將其沉浸于液態流體中。另外，噴射可以形成氣流的流體，例如，水或者空氣使與單元壁分離的被涂覆材料向外部流出。具體地說，對于過濾器結構體即一面用塞子堵住的非-貫通單元而言，可以使沉浸于液態流體中分離的被涂覆材料通過浮力而流出。對于貫通單元而言，可以采用噴射方式，但并不僅局限于此。本發明的追加步驟就是干燥步驟，即，被涂覆材料向外部排出后被處理的觸媒載體仍然保持濕式狀態，因此為了完全實現單元內部干式狀態，可以附加干燥工序。
[0024]圖5是顯示根據本發明及其它方法的被涂覆材料清除率的示意圖。如圖5所示，本發明人為了實現廢觸媒載體再生而采用了多種方式，例如，將廢觸媒載體沉浸于水中，用超聲波處理后，再用堿性溶液處理，然后用酸性溶液處理，加熱后冷卻等比較方法。但是，這種比較方式的清除率遠不及本發明通過流體吸附后冷卻的方式可以實現的被涂覆材料清除率(80%以上)。
[0025]圖6是對通過本發明再生的觸媒載體有用性進行實驗的結果示意圖，正如預料的那樣，將觸媒組成物(被涂覆材料)用于再生觸媒載體可以獲得幾乎與新觸媒載體類似的觸媒活性。
[0026]因此，本發明提供了 一種簡單的廢觸媒載體再生方法，將廢觸媒載體沉浸于流體中，使流體滲透于載體內部單元壁及被涂覆材料之間，然后將流體冷卻，使體積增加，從而使單元壁與被涂覆材料分離。通過這種方法能夠有效地使附著于載體內側的被涂覆材料完全分離。
【權利要求】
1.一種廢觸媒載體再生方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: 將廢觸媒載體沉浸于流體中，使流體滲透于載體內部單元壁及被涂覆材料之間的步驟；通過流體冷卻使被涂覆材料與載體內單元壁分離的步驟。
2.如權利要求1所述的廢觸媒載體再生方法，其特征在于， 所述觸媒載體具有貫通型或者非-貫通型單元結構。
3.如權利要求1或者權利要求2所述的廢觸媒載體再生方法，其特征在于，使用的流體是水(water)。
4.如權利要求1或者權利要求2所述的廢觸媒載體再生方法，其特征在于， 流體冷卻通過液態氮實現。
5.如權利要求1所述的廢觸媒載體再生方法，其特征在于， 進一步包括，在通過流體冷卻使被涂覆材料與載體內單元壁分離的步驟之后，通過噴射液態或者氣體流體向外部除去與單元壁分離的被涂覆材料的步驟。
【文檔編號】B01J38/06GK103977844SQ201310049141
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月7日 優先權日:2013年2月7日
【發明者】韓賢植, 金垠錫, 安陵均 申請人:喜星觸媒株式會社