存储和输送氨的方法和电磁辐射用于从化学络合物中脱附氨的用途技术

存储和输送氨的方法和电磁辐射用于从化学络合物中脱附氨的用途。固体金属氨络物用于氨的安全且高密度的存储，所述氨待被释放用作废气中的ＮＯ↓［ｘ］的选择性催化还原的还原剂。该金属氨络物的组成式为Ｍ（ＮＨ↓［３］）↓［ｎ］Ｘ↓［ｚ］，其中Ｍ↑［２＋］表示一种或多种能够结合氨的金属离子，Ｘ表示一种或多种阴离子，ｎ是配位数（从２－１２），和ｚ是所述金属离子的价态（且因此是补偿阴离子电荷的总数）。通过使用配位至所述金属离子的氨间的络合键的电磁辐射通过光激活而不是通过热来释放氨。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存储和输送氨的方法和电磁辐射用于 从化学络合物中脱附氨的用途
技术介绍
1. 专利
本专利技术涉及固体形式的金属氨络物(metal ammine complex)用 于存储氨的用途和使用该固体存储材料来输送氨的系统，通过使用电 磁辐射从所迷材料中释放氨。经释放，氨可用作来自燃烧过程的废气 中的NOx的选择性催化还原(SCR)的还原剂。在其中液体氨的存储太危险的流动或便携单元中或在特殊的化学合成路线中使用氨的其它应用也被认为是本专利技术的实施方案。2. 现有技术描述当前的环境法规使得在对汽车、锅炉和炉的废气处理中使用催化 剂成为必要，以控制N0x排放。具体地，配有柴油或其它贫燃(汽油) 发动机的车辆提供了改进的燃料经济性的益处，但使用常规汽车废气 催化剂(三元催化剂)来催化还原N0x是不可行的，因为废气中的氧 含量高。作为代替，选择性催化还原(SCR)已经证明在固定和移动设 备中对于实现所要求的废气中的低水平的N0x都是有用的。在这样的 系统中，在进入能够实现N0x的高转化率的SCR催化剂之前，通过向 废气中注入还原剂来从废气中连续除去N0X。迄今为止，最有效的还原剂一直是氨，通常通过控制注入气态氨、中。在所有的情况下，不得不非常精确地控制被投配的还原剂的量。 注入过高量的还原剂将会引起废气中的氨的逃逸(slip)，而注入过 少量的还原剂导致NOx的转化率低于最佳转化率。在许多汽车设备中，可得到的技术是使用尿素水溶液作为还原剂， 因为用这种方法消除了与液体氨的运输有关的的潜在危险或安全问剂有几个不利之处。首先，使用尿 素溶液需要可得到相对大的存储体积以能够运输足量的氨。在典型的系统中，优选约30wt。/。的尿素溶液意味着盛放该尿素溶液的容器的约 70wt。/。仅用于运输水。在将尿素溶液喷洒到废气的操作过程中，液滴 蒸发和尿素分解成氨(1摩尔尿素生成2摩尔冊3和l摩尔COJ，氨的 质量约为尿素分子中的氨的50wt%。类似浓度的氨可使用氨的水溶液 作为还原剂来实现。而且，对于使用水溶液的技术，需要专门设计的 与精确液体泵相结合的喷嘴，以确保a)以想要的(和动态变化的) 流量将尿素水溶液输送到废气系统中，和b)在进入催化剂之前，该 溶液在气相中有效地分散为细液滴。而且，该水溶液在极端的气候条 件下可能会结水，或尿素溶液可能完全形成沉淀，这可能会堵塞投配 系统，例如所述喷嘴。因此，所有的管线不得不被加热。而且，尿素 的分解可能不如愿进行。可能有不想要的副反应，给出聚合物沉积物 形式的副产物(三聚氰胺)，和这些副反应也使得人们难以投配非常 具体量的氨，因为由给定量的尿素所释放的有利氨的量会根据分解条 件而变化。总而言之，这些困难会限制在污染消除(特别是与汽车设备有关 的污染消除)方面使用SCR技术的可能性。为了克服这些困难，本发方法。如申请人的同时待审的申请PCT/DK 2005/00516所公开的，金属 氨合物盐(metal ammine salt)可用作氨的固体存储介质，然后它可 用作选择性催化还原中的还原剂以降低汽车、锅炉和炉的NOx排放。 因此，该金属氨合物盐构成氨的固体存储介质，其代表了用于氨的存 储和运输的安全且实用的选项。通常，通过外部加热使氨从优选的金 属氨合物盐中热释放，参见，例如欧洲专利EP 0932440Bl。将所迷金 属氨合物盐盛放在容器中，从该容器中将释放的氦通过可控制的阀以 想要的比例直接投配到废气中。在容器和阀之间，可以有小的緩冲体 积以增加该系统的控制能力。有用的金属氨合物盐具有通式M(NH3) nXz其中M"是能够结合氨的一种或多种金属离子(例如M可以是Li、 Mg、 Ca、 Sr、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn等)，n是配位数(2-12) 和X是一种或多种阴离子，其中X的代表性实例是F、 Cl、 Br、 I、 S04、 Mo04、 P。4等。在氨的释放过程中，原始的金属氨合物盐M(NH》Jz逐渐转变为 M(NH》丄，m〈n。当所有想要的氨已经被释放时，通过用含氨的气流 进行吸收处理，通常可将得到的M(NH》丄转化回M(NH3)nXz。金属氨络物中的氨含量一般为20-60wt%，优选大于30wt%。作 为实例，典型的且廉价的化合物例如Mg (匪3) 6C12含有51. 7wt %的氨。 使用压缩方法例如在申请人的同时待审的申请PCT/DK 2006/00059中 所公开的方法，有可能得到大于液体氨密度的90%的每单位体积的氨 密度。使用申请人的技术能够在比氨水和尿素水溶液显著更高的密度 (既基于体积又基于重量)下存储氨。对于数种金属氨合物盐，有可氨合物盐。这显然构成优选的实:方案。曰此外，氨直接二^^形式输 送，这对于流动控制系统的简化和对于还原剂氨与废气的有效混合都 是本质上的优点，而且也消除了与投配系统的堵塞有关的潜在困难， 该堵塞是因为基于液体的系统中的沉淀或杂质而引起的。对于汽车设备，特别有用的是将所述金属氨络物盛放在易于与汽 车设备分开并易于被新的金属氨络物容器所替换的容器中。在优选的 实施方案中，所述金属氨络物容器被回收并在单独的再充入设备或再 充入工具中再次充入氨。通常通过加热元件中的电阻所产生的正常加热来释放氨，或通过 使用来自废气的热来释放氨。这是简便的但有数种缺点由于热由外 部源提供，靠近该加热元件的氨耗尽的盐、容器本身以及饱和盐都被 加热。仅饱和盐的加热导致氨的额外释放，和容器和未饱和的盐所吸 收的热原则上被浪费了。尤其是在非稳态操作下，该能量在每次启动 和停止循环过程中损失了。而且，系统的响应时间受到限制，因为热不得不靠正常的热传导从加热元件穿过未饱和的(耗尽的)盐传到饱 和盐上。该响应时间长，使得更难控制氨释放并延长启动持续时间。这对于发动机启动后第一个5-10分钟内的排放控制是非常重要的。因 此，在该
中，从容器中的固体材料中有效地释放氨的新方法 和设备是引人注目的。 专利技术概述本专利技术涉及氨的存储和输送方法，所述方法包括以下步骤(a) 提供容器；(b) 将吸收氨的材料放入所述容器中；和(c) 提供用电磁辐射照射所述吸收氨的材料的装置用来将氨光 激活(非热)释放至气相中。本专利技术的第二方面涉及从燃烧发动机或燃烧过程的含氧废气中 除去NOx的系统，所述系统包含 -具有固体储氨材料的容器，-通过用电磁辐射照射所述材料来将氨从所述固体中释放到气 相中的装置，-将气态氨从所述容器导入废气中的装置，-通过与投配的氨反应来降低N0X的催化剂，-控制氨的量的装置，以给出NOx与氨的最佳比例，以得到高NO, 转化率，同时使逃逸至催化剂下游气体的氨最少化。本专利技术的第三个方面涉及提供氨的设备，其用于通过使用气态氨中的N0X，所述设备包含-含有固体储氨材料的容器；-用电磁辐射照射所述储氨材料的装置，用于将氨光激活(非热) 释放到气相中；-将气态氨从所述容器导入在NOx还原催化剂前的废气管线中的装置，-取决于所述发动机的操作条件，控制导入到所述废气管线中的氨的量的装置。本专利技术的第四个方面涉及电磁辐射用于从离子盐形式的化学络 合物中脱附氨的用途。 附图简述参照附图更详细地公开本专利技术，其中 附图说明图1显示了本专利技术的设备的实施方案，图2显示了本本文档来自技高网...

【技术保护点】
存储和输送氨的方法，所述方法包括以下步骤：　（ａ）提供容器；　（ｂ）将含氨材料放入所述容器中；　（ｃ）提供用电磁辐射照射所述含氨材料的装置用来将氨光激活（非热）释放至气相中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：UJ奎德，CH克里斯坦森，JK诺斯科夫，RZ索兰森，T乔安内森，H施密特，
申请(专利权)人：氨合物股份公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]