CS196549B1 - Process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides from waste gases - Google Patents
Process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides from waste gases Download PDFInfo
- Publication number
- CS196549B1 CS196549B1 CS753204A CS320475A CS196549B1 CS 196549 B1 CS196549 B1 CS 196549B1 CS 753204 A CS753204 A CS 753204A CS 320475 A CS320475 A CS 320475A CS 196549 B1 CS196549 B1 CS 196549B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- oxides
- ammonia
- nitrogen oxides
- catalyst
- waste gases
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Vynález ее týká způsobu selektivní katalytické redukce kysličníků dusíku obražených Ipadních plynech, zejmčna v koncových plynech výroby kyseliny dusičné.
Kysličníky dusíku jsou jako toxické zplodina obsaženy prakticky ve všech exhalátech ’ ovacích procesů, ve výfukových plynech spalovacích motorů a v odpadních plynech různých ických procesů. Největším zdrojem odpadních kysličníků dusíku v chemickém průmyslu jeou ové plyny z výroby kyseliny dusičné. Nejjičinnějsím způsobem zneškodňování kysličníků tu v těchto plynech je jejich katalytická redukce na,elementární dusík. Jednou z moŽalternativ tohoto zpsobu je tzv. metoda selektivní redukce, při níž se jako redukční♦ostředku používá amoniaku, který za vhodných reakčních podmínek a na vhodném kataly•u reaguje převážně s kysličníky dusíku a jen v malé míře s kyslíkem, v plynech též přím.
Poněvadž v odpadních plynech js obsah kysličníků dusíku řádově nižší meŽ obsah kyalíe i spotřeba amoniaku řádově menší mež spotřeba jiných redukovadel, například zemní/nu, a ví ti plynu,* kysličníku uhelnaté. ,o, uhlovodíků Či jejich směsí, používaných při ή totální, při níž uvedené aložky reagují nejprve a kyslíkem a teprvo poté s kysličlusíku (například U.S.pat.2,970,034, brit. pat. 871,755, franc.pat. 1,205,311, aj.)·
198 549
Proces selektivní redukce mpže být proto, i přes relativně vyfiSí cenu amoniaku, ekonomicky výhodnější. Je však zřejmé, že ekonomické vý.odnost procesu podstatně závisí na množství amoniaku potřebném к redukci kysličníků dusíku.
Jako vhodné katalyzátory pro selektivní redukce se navrhují jednak katalyzátory na
I .- · bázi platinových kovů (U.S. pat. č. 2,975,025, 3,053,613), jednak katalyzátory obsahující kysličníky obecných kovů, jako jsou Kysličníky Co, Ni nebo Fe (U.S.pat.č. 3,008,796, 3,053,613). V, Mo a W (U.S.pat. č. 3,279,184);‘Mo, V, Mn a Fe, jejich směsi nebo chromity (NSR pet.č. 1,253*685) nebo kysličníky kovů VI. až VIII. podskupiny periodického systému, zvláště pak Fe a Cr (NSR pat.č. 1,259>298). Pro selektivní redukci kysličníků dusíku ve výfukových plynech automobilů byl navržen jako katalyzátor i CuO (U.S. 3,559,427) nebo CuO dopovaný Pd (U.S.pat.č. 3,449,063).
л Pro dosažení určitého požadovaného stupně odstranění kysličníků dusíku z odpadních plynů je však třeba, vzhledem к nedokonalé selektivitě používaných katalyzátorů, dávkovat* amoniak v určitém přebytku nad jeho atechiomatricky potřebné množství, přičemž tento přebytek činí obvykle 20 až 50 % množství amoniaku stechiometricky potřebného pro redukci kysličníků dusíku podle následujících rovnic :
N0 + 4 NH3 » 5 N2 ♦ 6 H20
N02 + 8 NH-j » 7 N2 + 12 H20
Nadatechiomatričky přebytečný amoniak se nevyužije v procesu redukce, nebol se spaluje vedlejší reakcí s kyslíkem za vzniku dusíku^:
NH3 * 3 02 = 2 N2 + 6 H20
Selektivita použitého katalyzátoru rozhoduje tak o ekonomice celého procesu.
Tuto nevýhodu lze odstranit a úspory na amoniaku dosáhnou použitím,vysoce selektivních katalyzátorů, u nichž je průběh nežádoucí reakce amo iaku s kyslíkem v maximální možné míře potlačen. Běžné kolísání obsahu kysličníků dusíku v koncových plynech a změna jejich stupně prooxidace (stupněm proočidace se rozumí poměr obsahu*kysličníku dusičitého к celkovému obsahu kysličníků dusíku)·, závislé na technologických parametrech vlastní výroby kyseliny dusičné, se však projevuje nezbytně i kolísáním poměru množství dávkovaného amoniaku к množství redukovaných kysličníků dusíku, přičemž při přeročení určité hodnoty tohoto poměru, závislé na druhu použitého katalyzátoru, dochází potom к průniku nezregováného amoniaku reaktorem. Na příklad při poklesu koncentrace kysličníků dusíku v odpadních plynech z 0,2 obj. % na 0,18 obj. % a současně změně stupně prooxidace z 40 % na 30 %
196 549 se při obsahu 0,21 obj. % amoniaku v plynné srnési, vstupující na vanadový katalyzátor, se koncentrace amoniaku v plynech po redukci zvýšila za jinak stejrých reakčních podmínek z původních 30 ppm na 283 ppm. Z provozního hlediska je však žádoucí; aby výstupní plyny po.redukci neobsahovaly amoniak, nebo? za nižších teplot by mohly jeho reakcí se zbytkovými kysličníky dusíku vznikat amonné soli, které by se usazovaly na chladných místech zařízení.
KoOísání obsahu kysličníků dusíku v odpadních plynech nečiní podatatné obtíže, provádí-li ·se proces za použití méně selektivních katalyzátorů.· V tomto případě se ze .stechiometrického hlediska přebytečný amoniak spaluje kyslíkem v širokém rozsahu přebytku·amoniaku a výstupní plyny Jsou pak téměř vždy prakticky prosté·amoniaku. Vzhledem k nižSí selektivitě je však spotřeba amoniaku podstatně vyšší. Tak například při provádění procesu selektivní redukce kysličníků dusíku za pouužtí platinového katalyzátoru s obsahem .1 % Pt nanesené na aktivní alumině je pro dosažení lepšího než 90 #-ního odstranění kysličníků dusíku (z to. .o 40 % jako N0g ) - při prostorové rychlosti 30.C°0 a teplotě předehřátí vstupní směsi 240°C - zapotřebí téměř 34 %-ního přebytku amoniaku nad stechiometricky potřebné ^π^Αΐνί, zatímco například u vanadového katalyzátoru postačuje jen 12,5 %-ní přebytek amooiaku.
·. \
Vzhledem k rebyhodám obou zmíněných řešení . byl hledán způsob, jak jejich kombinací tyto nevýhody přinejmenším podstatně omezt.
Výše uvedené nevýhody nemá způsob · katalytické redukce kysličníků dusíku obsažených v odpadních plynech, obsahuuících zároveň tyssík, amoniakem v přítomnooti kombinace katalyzátorů na báz platinových kovů nebo kysličníků obecných kovů, . nanesených na íooíčí, například na kysličníku hlinitém, podle vynálezu, jehož poddtata spočívá v tom, že se směs odpadních plynů a amoniaku uyádí nejprve ve styk s vysoce selektivním katalyzátorem na bázi·kysličníků vanadu, a poté s katalyzáOoeem obsahujícím kovy platinové skupiny a nebo kysličníky chrómu, manganu, zeleza a komatu, chromity m^ád, manganu, železa a kobaltu, a nebo směsi nejměné dvou·z těchto látek.
Při provádění postupu poOle vynálezu se SooíIí značné úspory na amoniaku .(ve výše uvedeném příkladu č'ííí úspora amo. iaku při.toižrté 0,31 kg na 1000 NrnP koncový^ plynů), a odeti-aní se nepříznivý vliv kolísání vzájemného poměru obsahů amoniaku a· kysličníků dusíku ve vstupní plynně směš.. Výhody vynálezu Jsou patrné rovněž ·z následujících příklalů jeno provedení.
Oíklad 1
Odpadni plyny z výroby kyseliny dusičné, obšahužííí 0,18 · Obj.$ kysličníků dusíku,
186 М9 z toho 30 % veformě N02> a 3,5 obj· % kyslíku, z ytek dusík, vodní pára a inerty, byly předehřátý ne teplotu 24O°C a smíchány в amoniakem, předehřátým rovněi; na teplotu 24O°C· Amoniak byl dávkován v takovém množství, aby jeho koncentrace ve výsledné plynné směsi byla 0,21 obj· %·
Předehřátá plynná směs byla potom uvedena na katalytické lože, utvořené ze dvou vrstev katalyzátorů· První vrstva pozůstávala z katalyzátoru·na bázi kysličníků vanadu a aktivní aluminy ve formč výtlačků o průměru 6 mm a délce 15-25 mm s obsahem kysličníků vanadu přibližné 15 hmot. % VgO^. V® druhé vrstvě byl platinový katalyzátor s obsahem 1 hmot. % Pt, nanesené na aktivní alumině ve formě tablet o velikosti 5x5 mm·
Objemová množství katalyzátorů byla v takovém poměru, že prostorová rychlost v první vrstvě byla 15.000 h^ a ve druhé vrstvě 45.000 h“1· Za těchto reakčních podmínek se koncentrace kysličníků dusíku snížila v první vrstvě na 135 ppm, koncentrace amoniaku na 283 ppm. Po průchodu druhou vrstvou poklesl obsah kysličníků dusíku na 100 ppm a obsah amoniaku na méně než 10 ppm·
Příklad 2
Plynná směs stejného složení a při stejném předehřátí jako v příkladě 1, byla uvedena na katalytické lože, pozůstávající ze dvou vrstev katalyzátorů. V první vrstvě byl opět katalyzátor vanadový, druhá vrstva byla tvo ena katalyzátorem obsahujícím kysličníky železa aktivované kysličníkem chromitým; obsah byl přibližně 7 hmot. %·
Objemová množství katalyzátoru byla v poměru 1:1a prostorová rychlost činila 15.000 h1. Za těchto technologických podmínek obsahovaly výstupní plyny 65 ppm kysličníků dusíku a 20 ppm amoniaku, přičemž po průchodu první vrstvou poklesl obsah obou reagujících složek prakticky na tytéž hodnoty jex.o v příkladě 1. Celkový přírůstek teploty plynné směsi po průchodu reaktorem byl přibližně 25°C.
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZUZpůsob selektivní'katalytické redukce kysličníků dusíku obsažených v odpadních plynech, obsahujících zároveň kyslík, amoniakem v přítomnosti kombinace katalyzátorů na bázi platinových kovů nebo kysličníků obecných kovů, nanesených na nosiči, například na kysličníku hlinitém, vyznačený tím, že směs odpadních plynů a amoriaku se uvádí nejprve ve styk a vysoce selektivním katalyzátorem na bázi kysličníků vanadu a pak a katalyzátorem obsahujícím k<vy platinové skupiny a nebo kysličníky mědi, chrómu, manganu, železa a kobaltu, chromíty mědi, manganu, železa a kobaltu nebo směsi nejméně svou z těchto látek·
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS753204A CS196549B1 (en) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides from waste gases |
| NO761370A NO761370L (cs) | 1975-05-07 | 1976-04-22 | |
| DE19762618510 DE2618510A1 (de) | 1975-05-07 | 1976-04-27 | Verfahren zur entfernung von stickstoffoxiden aus sauerstoffhaltigen gasen |
| IT22929/76A IT1059763B (it) | 1975-05-07 | 1976-05-03 | Procedimento per allontanare ossidi di azoto da gas contenenti ossigeno |
| NL7604741A NL7604741A (nl) | 1975-05-07 | 1976-05-04 | Werkwijze voor het verwijderen van stikstof- oxyden uit zuurstof bevattende gassen. |
| DD192685A DD123928A1 (cs) | 1975-05-07 | 1976-05-05 | |
| FR7613508A FR2310153A1 (fr) | 1975-05-07 | 1976-05-06 | Elimination des oxydes d'azote contenus dans des gaz oxygenes, par melange de ceux-ci a de l'ammoniac, et leur passage sur un catalyseur, suivi d'une phase d'elimination de l'ammoniac residuel |
| BE166868A BE841612A (fr) | 1975-05-07 | 1976-05-07 | Procede en vue d'eliminer des oxydes d'azote de gaz oxygenes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS753204A CS196549B1 (en) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides from waste gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196549B1 true CS196549B1 (en) | 1980-03-31 |
Family
ID=5371448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS753204A CS196549B1 (en) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides from waste gases |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE841612A (cs) |
| CS (1) | CS196549B1 (cs) |
| DD (1) | DD123928A1 (cs) |
| DE (1) | DE2618510A1 (cs) |
| FR (1) | FR2310153A1 (cs) |
| IT (1) | IT1059763B (cs) |
| NL (1) | NL7604741A (cs) |
| NO (1) | NO761370L (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1586530A (en) * | 1977-05-31 | 1981-03-18 | Caterpillar Tractor Co | Two-stage catalysts of engine exhaust |
| US4438082A (en) * | 1982-09-30 | 1984-03-20 | Engelhard Corporation | Platinum gold catalyst for removing NOx and NH3 from gas streams |
| DE3335917C3 (de) * | 1983-10-03 | 1997-03-13 | Wahlco Power Products Inc | Vorrichtung zum regenerativen Vorwärmen eines Verbrennungsluftstromes mit einem heißen NO¶x¶-haltigen Rauchgasstrom und zum Vermindern des in den Rauchgasen enthaltenen NO¶x¶ |
-
1975
- 1975-05-07 CS CS753204A patent/CS196549B1/cs unknown
-
1976
- 1976-04-22 NO NO761370A patent/NO761370L/no unknown
- 1976-04-27 DE DE19762618510 patent/DE2618510A1/de active Pending
- 1976-05-03 IT IT22929/76A patent/IT1059763B/it active
- 1976-05-04 NL NL7604741A patent/NL7604741A/xx unknown
- 1976-05-05 DD DD192685A patent/DD123928A1/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-05-06 FR FR7613508A patent/FR2310153A1/fr active Granted
- 1976-05-07 BE BE166868A patent/BE841612A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7604741A (nl) | 1976-11-09 |
| FR2310153A1 (fr) | 1976-12-03 |
| DD123928A1 (cs) | 1977-01-26 |
| IT1059763B (it) | 1982-06-21 |
| NO761370L (cs) | 1976-11-09 |
| FR2310153B3 (cs) | 1979-03-16 |
| BE841612A (fr) | 1976-09-01 |
| DE2618510A1 (de) | 1976-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4351811A (en) | Process for reducing an eliminating nitrogen oxides in an exhaust gas | |
| US9662610B2 (en) | SCR catalyst for removal of nitrogen oxides | |
| Tuenter et al. | Kinetics and mechanism of the NOx reduction with NH3 on V2O5-WO3-TiO2 catalyst | |
| CA2312652C (en) | Reduction of toxic substances in waste gas emissions | |
| Grossale et al. | Role of nitrate species in the “NO 2-SCR” mechanism over a commercial Fe-zeolite catalyst for SCR mobile applications | |
| US4089930A (en) | Process for the catalytic reduction of nitric oxide | |
| US5700440A (en) | Selective oxidation of hydrogen sulfide in the presence of iron-based catalysts | |
| US5603913A (en) | Catalysts and process for selective oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur | |
| JPS5915022B2 (ja) | 排ガス中の窒素酸化物除去用触媒 | |
| US3993731A (en) | Selective removal of nitrogen oxides from waste gas | |
| CS196549B1 (en) | Process for selective catalytic reduction of nitrogen oxides from waste gases | |
| US4233188A (en) | Catalyst for treating exhaust gas from an internal combustion engine | |
| CN106311257A (zh) | 用于处理含硫化氢废气的催化焚烧催化剂及其制备方法 | |
| EP0502192A1 (de) | Verfahren zum entfernen von stickoxiden aus abgasen | |
| US4039622A (en) | Catalytic process for NOX reduction under lean conditions | |
| EP0474761B1 (en) | Catalyst for heterogeneous catalysis consisting of an alloy of transition metals | |
| US5948382A (en) | Selective oxidation of hydrogen sulfide in the presence of mixed-oxide catalyst containing iron, molybdenum and antimony | |
| CA1064225A (en) | Process for removing nox from a flue gas by selective reduction with nh3 | |
| JPH06123406A (ja) | 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 | |
| TW452570B (en) | Method and catalyst for oxidizing hydrogen sulfide to elemental sulfur | |
| CN113382800A (zh) | 从气体中去除氮氧化物的方法 | |
| GB2045734A (en) | Method for removing nitrogen oxides from a gas stream | |
| US20230191325A1 (en) | A process for the removal of nox and dinitrogen oxide in process off-gas | |
| RU2809651C2 (ru) | Способ удаления оксидов азота из газа | |
| JPS62114657A (ja) | 排ガス中の一酸化炭素又は一酸化炭素及び窒素酸化物除去触媒 |