DE2646753C3 - Verfahren zur katalytischen Behandlung von Abgasen - Google Patents
Verfahren zur katalytischen Behandlung von AbgasenInfo
- Publication number
- DE2646753C3 DE2646753C3 DE2646753A DE2646753A DE2646753C3 DE 2646753 C3 DE2646753 C3 DE 2646753C3 DE 2646753 A DE2646753 A DE 2646753A DE 2646753 A DE2646753 A DE 2646753A DE 2646753 C3 DE2646753 C3 DE 2646753C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- ammonia
- titanium
- catalysts
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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
- B01D53/8634—Ammonia
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
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen
Behandlung von Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Abgasen.
Abgase mit einem Gehalt an Ammoniak und Sauerstoff entstehen beispielsweise bei Anlagen zur
Herstellung von Ammoniak, in K '/piergeräten, die mit
ammoniakempfindlichem P?pier arbeiten, Anlagen zur Entfernung von Stickstoffoxiden, b'A. denen Ammoniak
zu aus einem Kessel oder einer Anlage zur Herstellung von Salpetersäure kommendem Abgas gegeben wird,
oder ähnlichen Anlagen. Das in diesen Abgasen enthaltene Ammoniak kann eine Luftverunreinigung
hervorrufen. Bei Anlagen zur Entfernung von Stickstoffoxiden wird das Abgas mit einem Überschuß an
Ammoniak, bezogen auf die enthaltenen Stickstoffoxide, versetzt, um ein Austreten von Stickstoffoxiden mn
den Abgasen aus der Anlage vollständig zu verhindern. Infolgedessen ist in den so behandelten Abgasen zwar
kein Stickstoffoxid, jedoch eine geringe Menge an gasförmigem Ammoniak enthalten. Das Austreten von
Ammoniak verursacht nicht nur eine Luftverunreinigung, sondern auch eine Verstopfung von Rohrleitungen in der Anlage, da gasförmiges Ammoniak mit im
Abgas enthaltenen sauren Gasen, wie SO3, unter Bildung von Ammoniumsalzen reagiert.
Da Ammoniak leicht in Wasser absorbiert wird, wird
gasförmiges Ammoniak im allgemeinen durch ein mit Flüssigkeiten arbeitendes Absorptionsverfahren entfernt Dieses Verfahren bringt jedoch neue Probleme
mit sich, da die das Ammoniak enthaltende Absorptionsflüssigkeit einer Behandlung unterzogen werden muß.
Demgemäß ist einer Zersetzung von gasförmigem Ammoniak zu Stickstoff und Wasser der Vorzug
gegenüber einem mit Flüssigkeiten arbeitenden Ab« sorptionsverfahren zu geben. Bisher wurden bei
Verfahren zur Behandlung von gasförmigem Ammoniak und der Oxidation des Ammoniaks zu Stickstoffmonoxid Platinkatalysatoren oder Platin-Rhodium-Katalysatoren bei Temperaturen von über 8000C eingesetzt. Dieses Verfahren weist den schwerwiegenden
Nachteil auf. daß das entstehende ReaktionsDrodukt.
d. h, Stickstoffmonoxid, für den Menschen sehr schädlich ist Außerdem ist die hohe Reaktionstemperatur
dieses Verfahrens nicht zu einer Behandlung von Abgasen geeignet, da die Abgase dabei auf diese hohen
Temperaturen erhitzt werden müssen.
Es sind eine Reihe von Katalysatoren zur Oxidation von Ammoniak bekannt, beispielsweise die Oxide von
Kobalt, Nickel, Kupfer, Wismut und/oder Mangan. Bei der Verwendung dieser Oxide werden SticksWfmon
oxid und andere Stickstoffoxide gebildet Außerdem ist
es schwierig, diese Verfahren bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei 300 bis 4000C durchzuführen, da
die Katalysatoren dabei eine nur geringe Aktivität aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Abgasen, die als reaktive Gase im
wesentlichen nur gasförmiges Ammoniak und Sauerstoff enthalten, zur Verfügung zu stellen, bei dem das
gasförmige Ammoniak unter Einwirkung eines Kataly
sators bei erhöhten Temperaturen zu Stickstoff und
der Zersetzung von Ammoniak eine besonders hohe
ben, der als Hauptbestandteil ein Gemisch aus Titandioxid und mindestens einem Oxid eines der
Metalle Molybdän, Wolfram, Eisen, Vanadin, Nickel, Kobalt, Kupfer, Chrom und Uran enthält Dieser
bekannte Katalysator wird zur Reduktion von Stick
stoffoxiden in Abgasen mit Hilfe von gasförmigem
Ammoniak in Gegenwart von Sauerstoff eingesetzt Dabei findet eine katalytische Umsetzung der Stickstoffoxide mit gasförmigem Ammoniak und Sauerstoff
nach folgender Reaktionsgleichung statt:
^O2 + 2NO + 2NH, -2N2 + 3H2O
Katalysatorkombinationen unifassen dne Vielzahl von
Zwei- und Mehrkomponentenkatalysatoren, unter denen für die Reduktion von NO mit NH3 ein aus
Titandioxid und Molybdän, Wolfram, Eisen oder Vanadin in Form der Oxide bestehender Katalysator als
optimal bezeichnet wird. Angesichts dieser Tatsache und des übrigen Standes der Technik, aus dem
hervorgeht, daß die Eignung eines Oxydationskatalysators nicht allgemein für alle möglichen Arten von
Oxydationsreaktion.»n vorausgesagt werden kann, son
dem daß sich sehr unterschiedliche Katalysatoren für
verschiedene Oxydationsreaktionen eignen, war nicht vorherzusehen, daß ein aus Titandioxid und Kupferoxid
bestehender Katalysator besonders gut geeignet zur Durchführung der Reaktion zwischen Ammoniak und
Es konnte nun festgestellt werden, daß gasförmiges Ammoniak mit Sauerstoff bei relativ niedrigen Temperaturen unter Bildung von Stickstoff und Wasser
umgesetzt werden kann, wenn spezifische Katalysato
ren eingesetzt werden, deren Hauptbestandteile an sich
zur Durchführung der Umsetzung zwischen Ammoniak
und Stickstoffoxiden in Gegenwart von Sauerstoff
bekannt waren.
t>5 katalytischen Behandlung von Stickstoffverbindungen
und Sauerstoff enthaltenden Gasen bei erhöhter Temperatur unter Verwendung eines Titandioxid und
mindestens ein Oxid der Metalle Kupfer, Molybdän,
Wolfram, Vanadin und Eisen enthaltenden Katalysators, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Abgase, die als
reaktive Komponente im wesentlichen nur gasförmiges Ammoniak und Sauerstoff enthalten, bei Temperaturen
von nicht unter 250°C unter Bildung von Stickstoff und Wasser mit Hilfe eines Katalysators umsetzt, der aus
Titandioxid, einem Oxid des Kupfers sowie gegebenenfalls Oxiden von Molybdän, Wolfram, Vanadin, Eisen,
Cer oder Gemische dieser Oxide in einer Menge bis zu 0,5 Mol pro 1 Viol Titandioxid besteht
Erfindungsgemäß wurde erstmals festgestellt, daß Katalysatoren auf der Basis von Titan und Kupfer eine
ausgezeichnete Aktivität zur Zersetzung von Ammoniak in Abwesenheit von Stickstoffoxiden aufweisen.
Ferner wurde erfindungsgemäß erstmals festgestellt, daß sich diese katalytische Wirksamkeit zur Behandlung
von Abgasen, die keine Stickstoffoxide enthalten, anwenden läßt Beispiele für derartige Abgase sind, wie
bereits erwähnt, Abgase aus Anlagen zur Herstellung Von Ammoniak, Anlagen zur Entfernung von Stickstoffoxiden,
Kopiergeräten unter Verwendung von ammoniakempfindlichem Papier und dergleichen.
Der Mechanismus der Zersetzung von Ammoniak in Gegenwart von Sauerstoff ist nicht genau bekannt Es
wird jedoch angenommen, daß Ammoniak und Sauerstoff gemäß folgender Reaktionsgleichung reagieren:
4NH3+3O2 — 2N2+6 H2O
Diese chemische Reaktion unterscheidet sich deutlich von der Reduktion von Stickstoffoxiden. Wie sich aus
der vorstehenden Gleichung ergibt, reagiert 1 MoI Ammoniak mit 3M Mol Sauerstoff, wodurch Stickstoff
und Wasser entstehen, die für den Menschen unschädlich sind.
Die bei der vorerwähnten Umsetzung verwendeten Katalysatoren enthalten, wie bereits erwähnt, als
reaktive Bestandteile Oxide von Titan und Kupfer und gegebenenfalls eine entsprechende Menge an Oxiden
von Molybdän, Wolfram, Vanadin, Cer und/oder Eisen. Untersuchungen haben ergeben, daß diese Katalysatoren
nicht nur eine ausgezeichnete Aktivität in Bezug auf die Umsetzung zwischen Ammoniak und Stickstoff bei
relativ geringen Temperaturen aufweisen, sondern daß sie auch den Vorteil haben, daß sie während der
Umsetzung Stickstoffoxide (NO,,) entweder überhaupt nicht oder nur in geringen Mengen bilden. Ferner wurde
festgestellt, daß die katalytische Aktivität dieser Katalysatoren durch die vergiftende Wirkung von
Schwefeloxid oder Schwefelsäureanhydrid, das in Abgasen enthalten ist, nur geringfügig beeinträchtigt
wird und daß die Katalysatoren ihre ausgezeichnete Aktivität über einen langen Zeitraum hinweg behalten.
Die Reaktionstemperatur, bei der die Abgasbehandlung durchgeführt wird, sowie die Art der behandelten
Abgase kann stark variieren. Je geringer die Reaktionstemperatur ist, desto praktischer und wirtschaftlicher ist
das Verfahren. Vorzugsweise betragen die Reaktionstemperaturen im erfindungsgemäßen Verfahren etwa
300 bis etwa 400° C Bei Reaktionstemperaturen unter etwa 300"C wird die Reaktionsgeschwindigkeit relativ
gering, so daß zur Erzielung einer ausreichenden Ammoniitkzersetzung die Raumgeschwindigkeit, mit
der das Abgas in die Katalysator-Reaktionszone eingeleitet wird, herabgesetzt werden muß. Dies
bedeutet, daß das Volumen von derartigen Gasbehandlung';anlagen
relativ groß wird, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und der Anlagen abnimmt. Bei
Reaktionstemperaturen über etwa 4000C, besteht die Tendenz an einer Zunahme des Anteils an Stickstoffoxiden
im behandelten Gas.
Die Abbildung zeigt ein Diagramm, das die
Beziehung zwischen der Ammoniakzerseizung und der Bildung von NO, und N2O in Abhängigkeit von den
Reaktionstemperaturen wiedergibt.
Die Raumgeschwindigkeit kann je nach den verwendeten Bestandteilen und der Zusammensetzung des zu
behandelnden Abgases sowie in Abhängigkeit von anderen Faktoren, wie der Reaktionstemperatur, im
Gasdruck oder dem Reaktionsdruck, stark variieren. Beim bevorzugten Temperaturbereich von etwa 300 bis
etwa 400° C, ist eine Raumgeschwindigkeit von etwa 1000 bis 100000 Std.-' ausreichend, um eine wirksame
Reaktion von Ammoniak und Sauerstoff in Gegenwart der speziellen Katalysatoren zu bewerkstelligen. Raumgeschwindigkeiten
von etwa 2000 bis 30 000 Std. -' werden bevorzugt, da dabei eine Zersetzung von
gasförmigen Ammoniak durch Sauerstoff ohne Bildung
von Stickstoffoxiden erreicht wird. Sei zu geringen Raumgeschwindigkeiten nimmt das Volumen der
Abgasbehandlungsanlagen, einschließlich der katalytischen Zone, zu stark zu. Bei Raumgeschwindigkeiten
über etwa lOOOOOStd.-' besteht die Möglichkeit, daß
ein betr ichtlicher Anteil an nicht umgesetztem Ammoniak aus der Anlage austritt, auch wenn bei hohen
Reaktionstemperaturen von etwa 400° C gearbeitet wird.
Der Reaktionsdruck des in einer Katalysatorsäule behandelten Gases kann stark variieren. Bevorzugt
werden Reaktionsdrücke von Atmosphärendruck bis etwa 10 kg/cm2.
Da 3A Mol Sauerstoff zur Oxydation und Zersetzung
von 1 Mol Ammoniak erforderlich sind, wie aus Gleichung (2) hervorgeht, sollen im Abgas mehr als 3A
Mol Sauerstoff pro 1 Mol Ammoniak enthalten sein, so daß eine ausreichend hohe Geschwindigkeit der
Umsetzung von Ammoniak und Sauerstoff erreicht wird und ein Austreten von nicht umgesetztem Ammoniak
auf ein Minimum reduziert wird. Aus praktischen Gründen soll die Sauerstoffmenge ein Mehrfaches der
im zu behandelnden Abgas enthaltenen Ammoniakmenge betragen. Sofern ein Abgas nicht die erforderliche
Sauerstoffmenge enthält, wird die entsprechende Menge an Sauerstoff oder Luft in das Abgas eingeleitet.
Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäßen
Katalysatoren neben den Oxiden von Titan und Kupfer noch zusätzliche Metalloxide enthalten. Es wird
so angenommen, daß diese Oxide in irgendeiner Weise zusammengesetztes bzw. komplexes Oxid bilden.
Als Ausgangsmaterial für den Titandioxidanteil des Katalysators kann eine Titanverbindung, die beim
Frhi'aei! in Titandioxid übergeht, oder ein Titanoxid, das
in konzentrierter Schwefelsäure mindestens teilweise gelöst wird, eingesetzt werden. Es eignen »ich somit
verschiedene Verbindungen des Titans, beispielsweise Titandioxid, wasserlösliche Titansalze, Titandioxid in
Form von Rutil oder Anatas, die mit heißer, konzentrierter Schwefelsäure behandelt worden sind,
wobei sich das Titandioxid teilweise oder ganz in der Schwefelsäure löst. Von diesen Ausgangsmaierialien
wird Titanoxid, das aus Salzen oder mit Schwefelsäure behandeltem Titanoxid hergestellt worden ist, bevorzugt.
Bei der Verwendung derartiger Titanoxide ist es wichtig, darauf zu achten, daß die Titanoxide eine
möglichst große Oberfläche, vorzugsweise mindestens 20 m2/g, aufweisen. Diese Titanoxide weisen eine
ausgezeichnete katalytische Aktivität auf. Die Oberfläche wird dabei nach dem bekannten BET-Verfahren
bestimmt. Bei Verwendung von Titansalzen als Ausgangsprodukten und einer Caleinierungstemperatur zur
Herstellung von Titanoxid unter etwa 700°C, vorzugsweise etwa 400 bis 650°C, weist das erhaltene Titanoxid
eine ausgezeichnete Aktivität auf. Aus diesem Grund werden im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise
Katalysatoren verwende!, deren Vorcalcinierung und Calcinierung bei höchstens 700'C durchgeführt worden
ist. Durch diese Maßnahme wird eine Verminderung der Aktivität von Titanoxid vermieden. Bei einer Bestimmung
der spezifischen Oberfläche des auf diese Weise erhaltenen Titanoxids ergibl sich ein Wert von
mindestens 20 m2/g. Durch eine weitere Analyse des auf diese Weise erhaltenen Titanoxids wird festgestellt, daß
das Titanoxid einen Halbleiter mit einer Leitfähigkeit vom η-Typ darstellt.
Im folgenden wird die Herstellung von Titanoxid-Ausgangsmaterialien
beschrieben.
Als Ausgangsmaterialien kommen in Frage: Titanoxide; Titansäure (TiO2 ■ η HjO), das beim Erhitzen sich in
Titanoxid umwandelt; Titantetrachlorid; Titansu'fat; Titanylsulfat; organische Titanverbindungen, wie Tiianisopropoxid;
und ähnliche Verbindungen.
Bei Verwendung von wasserlöslichen Titanverbindungen als Ausgangsprodtikte, wird eine wäßrige
Lösung dieser Verbindungen mit einem Fällungsmittel,
wie einer Ammoniaklösung, Natriumhydroxid, Alkalimetallcarbonate, Harnstoff od. dgl., versetzt. Der erhaltene
Niederschlag wird erhitzt, wodurch eine Zersetzung unter Oxidbildung eintritt.
Entsprechende Titanverbindungen, die Herstellung des Niederschlags und weitere Bedingungen sind in der
vorerwähnten DF-OS 24 58 888 beschrieben.
Kupferoxid ist der zweite wesentliche Bestandteil der erfindungsgemäßen Katalysatoren. Ausgangsmaterialien
für Kupferoxid sind Kupfer(I)-oxid. Kupfer(II)-oxid. Kupferhydroxid, Kupfersulfat, Kupfernitrat und Kupferchlorid.
Die Niederschlagsbildung und die weiteren Bedingungen sind ebenfalls in der vorerwähnten DE-OS
-» j co non I L_:_l
Erfindungsgemäß können die Katalysatoren als zusätzliches Metalloxid die Oxide von Molybdän.
Wolfram, Vanadin, Cer, Eisen sowie Gemische dieser Oxide enthalten. Beispiele für entsprechende Ausgangsmaterialien
für diese Metalloxide sind Molybdänoxide, Ammoniummolybdat, Wolframoxide, Wolframsäuren,
Ammoniumparawolframat, Wolframsilicat, Vanadinoxide, Ammoniummetavanadat, Vanadylsulfat, Eisenoxide,
Eisenhydroxide, Eisennitrate, Eisensulfate, Eisenchloride, Eisenacetate, Ceroxide, Cemitrate, Cersulfate,
Cerchloride, Ceracetate, Cercarbonate und Ceroxalate. Die Niederschlagsbildung zur Herstellung dieser Oxide
und die weiteren Bedingungen zur Herstellung der Katalysatoren sind ebenfalls in der vorerwähnten
DE-OS 24 58 888 beschrieben.
Eine Gruppe von Katalysatoren, die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, besteht
im wesentlichen aus den Oxiden von Titan und Kupfer, wobei vorzugsweise 0,02 bis 2 Mol Kupfer pro 1 Mol
Titan enthalten sind. Um eine starke Ammoniakzersetzung zu erreichen, wird der vorgenannte Bereich
bevorzugt, wodurch ein übermäßiges Ansteigen der erforderlichen Katalysatormenge und des Volumens der
Gasbehand!ungsanlage vermieden wird. Insbesondere wird ein Verhältnis von 0,05 bis 1 Mol Kupfer pro 1 Mol
Titan bevorzugt Ein optimaler Bereich liegt bei 0,05 bis 0.5 Mol Kupfer pro I Mol Titan.
Wie in der DE OS 24 58 888 beschrieben, werden di Katalysatoren beispielsweise aus einer homogene
Lösung oder nach einem Copräcipitationsverfahre
"' unter Anwendung eines anschließenden, entsprechen
den Mischverfahrens und einer entsprechenden Calci nierungsbchandlung hergestellt. Diese Katalysatore
sind nicht auf einen Träger aufgebracht Im erfindungs gemäßen Verfahren können jedoch auch auf eine
ι» entsprechenden Träger, wie Aluminiumoxid, Silicium dioxid, Zirkondioxid od. dgl. aufgebrachte Katalysato
ren verwendet werden. Bei derartigen Katalysatore soll die Gesamtmenge an Titan- und Kupferoxiden meh
als 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewich
ι ι des Katalysators unter Einschluß des Trägers, betraget
Vorzugsweise beträgt die Menge der aktiven Bestand teile mindestens 5 Gewichtsprozent
Die Menge an zusätzlichen Bestandteilen, wi Molybdän, V/ollram u.dgl., soll nicht mehr als 0,5 Mo
pro 1 Mol Titan betragen. Vorzugsweise liegt die Meng dieses Zusatzes im Bereich von 0,01 bis 0,5 Mol pro
Mol Titan. Ein optimaler Bereich für den zusätzliche Bestandteil beträgt 0,02 bis 03 Mol. Wenn de
Katalysator einen derartigen zusätzlichen Bestandte
.'> enthält, ergibt sich ein größerer Temperaturbereich, i
dem die Oxidation und Zersetzung von Ammonia durchgeführt werden kann, beispielsweise 250 bi
4500C, a;s es bei Katalysatoren, die keinen derartige
zusätzlichen Bestandteil enthalten, der Fall ist. Die
«ι bedeutet, daß ternäre Katalysatoren (Ti — Cu-M
u. dgl.) bei geringen Reaktionstemperaturen eine höhe re katalytische Aktivität als binäre Katalysatore
(Ti-Cu) aufweisen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 (1) Herstellung eines Ti — Cu-Katalysators
500 g einer Metatitanat-Aufschlämmung (150g TiO2
werden mit 50 g Kupfernitrat (Cu(NOj)2 · 3 H2O
versetzt. Das erhaltene Gemisch wird mit 500 m
Hilfe einer Knetvorrichtung ein breiartiges Gemisc hergestellt. Dieser Brei wird 5 Stunden bei 300°(
4-, vorcalciniert. Anschließend wird der vorcalcinierte Bre
mit 3 Gewichtsprozent Graphit vermischt Das erhalte ne Produkt wird bei 500 kg/cm2 zu säulenförmiger
Pellets von 6 mm Durchmesser und 6 mm Dick gepreßt. Die erhaltenen Pellets werden 4 Stunden be
so 500° C calciniert Das Molverhältnis von Kupferox'd zi
Titanoxid beträgt 0,11, d.h. TiO2 :CuO = 9 :1. Das au
diese Weise hergestellte Katalysatormaterial wird zi einem granulatförmigen Katalysator mit einer Teilchen
größe von 10 bis 20 mesh zermahlen.
(2) Behandlung von Abgas
Ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser voi 16 mm wird mit einem granulatfönnigen Katalysato
gepackt Durch das auf diese Weise erhalten« Katalysatorbett wird kontinuierlich ein Abgas de
nachstehend angegebenen Zusammensetzung geleitet Dabei wird das Katalysatorbett auf die verschiedenen
in Tabelle I angegebenen Temperaturen erhitzt Gaszusammensetzung:
NH3 300 ppm
O2 3 Volumprozent
N2 Rest
Die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases im Katalysatorbett beträgt 30 000 Std. ', angegeben als
Raumgeschwindigkeit und der Annahme, daß das Rohr mit dem Katalysatorbett Atmosphärendruck und eine
Temperatur von 0°C aufweist.
Der Ammoniak-Zersetzungsgrad und der NO,-Bildungsgrad
bei verschiedenen Temperaturen sind in Tabeir. I angegeben. Der Zersetzungsgrad ist durch
folgende Gleichung definiert:
Menge iin /ugcführtcm
Ammoniak nicht
Ammoniak nicht
iimeesetztcsAmmoniiik
/erset/uimscrad ( \>) -· ".. χ KX):
' ' Menge an /u-
gcfiihrlem Ammoniak
Der ΝΟ,-Hildungsgnid ist durch folgende Gleichung
definiert:
gebildete Stickstoffoxide
zugcfiihrtcs Ammoniak
χ 1(X).
Am Ende des Reaktionsrohrs austretendes, nicht umgesetztes Ammoniak wird gemäß einem üblichen
Indophenol-Verfahren zum Nachweis von Ammoniak bestimmt. Stickstoffoxide (NO1) werden aufgrund
chemischer Lumineszenz mit Hilfe eines Analysators gemessen.
Die Reaktionstemperatur wird durch ein in das Katalysatorbett eingeführtes Thermoelement gemessen.
Reaktionstemperatur NHj-Zersctzungs- NOv-Bildungsgrad
grad
39
88
IUU
100
0
0
0
32
Aus Tabelle I geht hervor, daß NH3 im Temperaturbereich von 350 bis 450° C wirksam zersetzt wird. Bei einer
Reaktionstemperatur von 450°C nimmt der NO1-BiI-dungsgrad einen hohen Wert an. Bei Reaktionstemperaturen unter 300° C ist der N H3-Zersetzungsgrad
ziemlich gering. Die in Tabelle I aufgeführten Ergebnisse bedeuten jedoch nicht, daß der gemäß
diesem Beispiel verwendete Katalysator bei Reaktionstemperaturen unter 300° C oder über 450° C wertlos ist
Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß die vorstehenden Ergebnisse ausschließlich bei einer Raumgeschwindigkeit von 30 000 Std-' erhalten sind
Wenn der NHrZersetzungsgrad bei Temperaturen unter 300° C nicht zufriedenstellend ist, so läßt sich
dieser Zersetzungsgrad durch eine Senkung der Raumgeschwindigkeit erhöhen. Andererseits IaBt sich
bei einem zu hohen Νο,-Bildungsgrad bei Temperaturen von über 450° C dieser Bildungsgrad durch eine
Anhebung der Raumgeschwindigkeit senken.
Eine Analyse auf Distickstoffoxid (N2O) im behandelten Gas durch ein IR-Absorptions verfahren ergibt daß
selbst bei relativ hohen Temperaturen nur einige Volumprozent Distickstoffmonoxid enthalten sind
Demgemäß ist dieses Verfahren unter Verwendung des Ti — Cu-Katalysators zur Entfernung von Ammoniak
aus Abgasen, die keine Stickstoffoxide enthalten, vorteilhaft.
ι Vergleichsbeispiel 1
(1) Herstellung eines Cu - Al-Katalysators
500 g Aluminiumnitrat (AI(NO3)J · 9 H2O) und 37,6 g
Kupfernitrat (Cu(NOj)2 ■ 3 H2O) werden in I Liter
κι Wasser gelöst. Die erhaltene Lösung wird allmählich
mit einer 1 η Na2COi-Lösung titriert, um eine
Copräzipitation von Aluminiumhydroxid und Kupferhydroxid zu erreichen. Der endgültige pH-Wert der den
Niederschlag enthaltenden Lösung wird auf 7 eingei stellt. Sodann wird der Niederschlag durch Dekantieren
mit destilliertem Wasser gewaschen. Der gewaschene Niederschlag wird 1 Tag bei I2O°C getrocknet. Das
getrocknete Produkt wird mit 3 Gewichtsprozent Graphit vermischt und unter einem Druck von
>n 500 kg/cm2 zu säulenförmigen Pellets von 6 mm
Durchmesser und 6 mm Dicke gepreßt. Diese Pellets werden 4 Stunden bei 500°C calciniert. Der auf diese
Weise erhaltene Katalysator enthält Aluminiumoxid und Kupferoxid im Verhältnis von 9:1. Der Katalysator
2r) wird zu einem pulverförmigen Produkt von 10 bis
20 mesh zermahlen.
(2) Behandlung von Abgas
Der pulverförmige Katalysator wird in ein Glasrohr ]o gemäß Beispiel 1 gepackt. Sodann wird ein Ammoniak-
und Sauerstoff enthaltendes Gas gemäß Beispiel 1 durch das Katalysatorbett geleitet. Die gemäß Beispiel I
gemessenen Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle Il
zusammengestellt.
Tabelle II | NHi-Zerset7ungs- | NOj-Bildungs- |
Reaktionstemperatur | grad | grad |
(%) | (%) | |
( C) | <, | 0 |
250 | 5 | 0 |
300 | 68 | 1 |
350 | 90 | 3 |
400 | 100 | 11 |
450 | ||
Aus den Tabellen I und II geht hervor, daß der TiO2ZCuO-Katalysator (9:1) bei relativ niedrigen
Temperaturen eine höhere katalytische Aktivität als der Al2O3/CuO-Katalysator(9 :1) aufweist
Beispiel 2 (1) Herstellung eines Ti - Cu-Katalysators
Als Ausgangsprodukte werden Titantetrachlorid und
Kupferchlorid verwendet 500 g Titantetrachlorid (TiCU) werden in 1 Liter destilliertem Wasser gelöst In
dieser Lösung werden 50 g Kupferchlorid (CuQ2 · 2 H2O) gelöst Die erhaltene Lösung wird
allmählich mit einer 1 η NaOH-Lösung titriert, um eine Copräzipitation von Titanhydroxid und Kupferhydroxid
herbeizuführen. Der endgültige pH-Wert der Lösung
wird auf 7 eingestellt Der so erhaltene Niederschlag wird gewaschen, getrocknet und gemäß Beispiel 1 zu
Pellets gepreßt Die Pellets werden 4 Stunden bei 500° C calciniert Das Verhältnis von Titanoxid zu Kuoferoxid
IO
in den Pellets betrügt 9:1. Die Pellets werden
anschließend zu einem granulatförmigen Katalysator von 10 bis 20 mesh zermahlen.
(2) Abgasbehandlung
Der erhaltene Katalysator wird gemäß Beispiel I zur granulatförmigen Katalysator von 10 bis 20 mesh /.ermahlen. Bei e'/.er Abgasbehandlung unter Verwendung dieses Katalysators gemäß Beispiel I erhält man die in Tabelle V zusammengestellten Ergebnisse.
Der erhaltene Katalysator wird gemäß Beispiel I zur granulatförmigen Katalysator von 10 bis 20 mesh /.ermahlen. Bei e'/.er Abgasbehandlung unter Verwendung dieses Katalysators gemäß Beispiel I erhält man die in Tabelle V zusammengestellten Ergebnisse.
Abgasbehandlung verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt. Tabelle III io |
Nlh-Zcrsel/ungs- | N()(-Bildungs- | Tabelle V | NHi-Zersetzungs- grad |
NOA-Bildungs- grad |
Reaktion stemperatur | grad | grad I "ι |
Reaktionstemperatur | (%) | (%) |
( C) | 37 8/ iOG 100 Beispiel 3 |
0 0 I 12 ,„ 29 |
( C) | 36 | 0 0 |
250 300 350 400 450 |
250 300 |
85 100 100 Beispiel 5 |
1 10 26 |
||
350 400 450 |
|||||
Als Ausgangsprodukte werden Titansulfat und Kupfersulfat verwendet. 350 g Titansulfat mit einem
Ti(SO4J2Ge(IaIt von 24 Gewichtsprozent werden in 1
Liter destilliertem Wasser gelöst. In dieser Lösung werden 9.7 g Kupfersulfat gelöst Die Lösung wird mit
einer 1 η NaOH-Lösung auf den pH-Wert 7 eingestellt, wodurch man ein Copräzipitat aus Titanhydroxid und
Kupferhydroxid erhält. Dieser Niederschlag wird gemäß Beispiel 1 zu einem granulatförmigen Katalysator
von 10 bis 20 mesh und einem Ti(VCuO-Verhältnis
von 9 : 1 zermahlen.
Bei Behandlung eines Abgases der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 erhält man die in
nachstehender Tabelle IV zusammengestellten Ergebnisse.
g g
.') ter Katalysator verwendet. 100 g Titantetrachlorid und
10 g Kupferchlorid (CuCI2 2 H2O) werden in destilliertem
Wasser gelöst Diese Lösung wird mit 182 g gepulvertem Aluminiumhydroxid versetzt. Das Gemisch
wird unter Rühren mit einer I η NaOH-Lösung
jo neutralisiert, wobei auf Aluminiumhydroxid aufgebrachtes
Titanat und Kupferhydroxid ausfallen. Nach gründlichem Waschen des Produkts wird filtriert und
bei 1200C getrocknet. Das getrocknete Produkt wird
gemäß Beispiel 1 zu einem granulatförmigen Katalysa-
J-) tor verarbeitet. Das TKVCuO-Molverhältnis in dem auf
den Aluminiumoxidträger aufgebrachten Katalysator beträgt 9:1. 25 Gewichtsprozent des Katalysator-Gesamtgewichts
bestehen aus Titanoxid und Kupferoxid. Bei einer Abgasbehandlung gemäß Beispiel 1 erhält man
■ίο die in Tabelle VI zusammengestellten Ergebnisse.
ο —ι.·: * .—··—
ι r ~7 ~, *
laucuc r I
grad
grad
<l | 0 |
39 | 0 |
87 | 2 |
100 | 14 |
100 | 35 |
Beispiel 4 |
Reaktionstemperatur NHj-Zersetzungs- NO1-Bildungsgrad
grad
Als Ausgangsprodukte werden Anatas-Titanoxid (TiO2) und Kupfersulfat verwendet 100 g Anatas-Titanoxid
werden gründlich mit 250 g konzentrierter Schwefelsäure vermischt. Die erhaltene Aufschlämmung
wird 2 Stunden auf etwa 2000C erhitzt Anschließend werden 34,7 g Kupfersulfat zu der
Aufschlämmung gegeben. Durch Titration mit 1 π NaOH-Lösung wird das Gemisch auf den endgültigen
pH-Wert von etwa 8 eingestellt, wobei man einen
Niederschlag erhält Dieser Niederschlag wird gemiß Beispie! 1 gewaschen, getrocknet, zu Pellets gepreßt und
calciniert Das Verhältnis von TiO2 zu CuO in den Pellets
beträgt 9:1. Anschließend werden die Pellets zu einem 250
300
350
400
450
300
350
400
450
100
0
0
1
7
16
0
1
7
16
In diesem Beispiel werden Kupfer und Titan in den in Tabelle VII angegebenen Verhältnissen eingesetzt Die
Katalysatorherstellung erfolgt mit Ausnahme des geänderten Verhältnisses der einzelnen Bestandteile
gemäß Beispiel 1. Die Abgasbehandlung wird unter Verwendung dieser Katalysatoren ebenfalls gemäß
Beispiel 1 durchgeführt Die Ergebnisse sind in Tabelle VH zusammengestellt
Rcaklions- "I ./Cu-Molvcrhältnis
temperatur
temperatur
linke Spalte: Nlli-Zersetzungsgrad (%);
rechte Spalte: NO.,-Bildungsgrad (%)
( C) I/O 1/0,02 1/0,05
( C) I/O 1/0,02 1/0,05
1/0,43
l/l
1/2,33
0/1
250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
300 | 0 | 0 | 26 | 0 | 35 | 0 | 39 | 0 | 38 | 0 | 35 | 0 | 28 | 0 | 7 | 0 |
350 | IO | 0 | 75 | I | 85 | 1 | 88 | I | 87 | 2 | 85 | 2 | 79 | 2 | 37 | 0 |
400 | 33 | 2 | 90 | 8 | 100 | 12 | 100 | 13 | 100 | 14 | 100 | 13 | 94 | 12 | 75 | 6 |
450 | 69 | 9 | 98 | 30 | 100 | 34 | 100 | 37 | 100 | 38 | 100 | 36 | 100 | 34 | 93 | 21 |
Aus Tabelle VIl geht I Katalysatoren der Erfindung toren. die entweder Titan |
hervor, daß im Vergleich nrlpr Kiinfpr |
die binären zu Katalysa- alc nlrtivpn |
!00 n | Δ πα 11 | Be | i s ρ i e I :id und |
9 inn |
;!vcrfcri | TmECj |
Bestandteil enthalten, überlegen sind. Insbesondere weisen Kataly atoren, die 0,02 bis 2,33 Mol Kupfer pro 1
Mol Titan enthalten, eine ausgezeichnete katalytische Aktivität auf.
Der Katalysator von Beispiel 1 wird bei einer konstanten Reaktionstemperatur von 3500C verwendet.
Die Raumgeschwindigkeit wird gemäß den Angaben in Tabelle VIII variiert. Die anderen Bedingungen sind die
gleichen wie in Beispiel 1.
Raumgeschwindigkeit
(Std.1)
NHj-Zcrsetzungsgrad
NOv-Bildungsgrad
5000
10000
30000
100000
etwa 100
99
88
47
99
88
47
Reaktionstemperatur | NHj-Zersetzungs- | NCVBildungs- |
grad | grad | |
(Q | (%) | (%) |
250 | <1 | 0 |
300 | 4 | 0 |
350 | 31 | 1 |
400 | 70 | 4 |
450 | 93 | 13 |
.'(ι Kupferoxid werden gemäß Beispiel 8 zu einem
Katalysator vorarbeitet. Dieser Katalysator wird gemäß Beispiel 1 zur Behandlung eines Abgases verwendet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle X zusammengestellt.
2-, Tabelle X
Reaktionstemperatur NHj-Zersetzungs- NOv-Bildungsgrad
grad
250
300
350
300
350
,-, 400
450
450
Aus Tabelle VIII geht hervor, daß der Katalysator innerhalb eines sehr weiten Bereichs der Raumgeschwindigkeit
verwendet werden kann.
100 g Titanoxid (Anatas-TiO^ und 34,7 g Kupfersulfat
werden mit 100 ml destilliertem Wasser vermischt. Das
erhaltene Gemisch wird gründlich zu einem Brei verknetet Der Brei wird 5 Stunden bei 300° C
präcalciniert Anschließend werden 3 Gewichtsprozent Graphit zugemischt Das Gemisch wird gemäß Beispiel
1 gepreßt, calciniert und zu einem granulatförmigen Katalysator vermählen. Das Verhältnis von TiO2 zu CuO
beträgt 9:1. Mit diesem Katalysator wird eine Abgasbehandlung gemäß Beispiel 1 durchgeführt Die
Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt
Tabelle IX
Tabelle IX
30
69
92
69
92
0
0
1
3
10
0
1
3
10
Aus den Tabellen IX und X geht hervor, daß Katalysatoren, die aus Anatis-Titanoxid und Kupfer-
4Ii oxid bestehen, bei niedrigen Temperaturen unter den in
Beispiel I angegebenen Bedingungen eine relativ eerinee katalvtische Aktivität aufweisen. Deshalb sinH
derartige Titanoxide aufgrund der Tatsache, daß *>
bei Temperaturen von mehr als etwa 700°C calciniert sind,
4j im erfindungsgemäßen Verfahren nicht immer besonders
günstig, da diese Titanoxide sehr geringe Oberflächen aufweisen.
Beispiel 10
(1) Herstellung eines Ti — Cu — Mo-Katalysators
500 g Metatitanat-Brei werden 53,4 Kupfernitrat (Cu(NO3J2 - 3 H2O) und 19,5 g Ammoniummolybdat
((ΝΗ4)βΜθ7θ24 · 4 H2O) zugemischt Sodann wird das
erhaltene Gemisch mit 500 ml destilliertem Wasser versetzt Das Gemisch wird gründlich geknetet. Das
erhaltene breiartige Gemisch wird 5 Stunden bei 300° C präcalciniert. Anschließend werden 3 Gewichtsprozent
Graphit zugesetzt Das erhaltene breiartige Gemisch wird bei einem Druck von etwa 500 kg/cm2 zu Pellets
von 6 mm Durchmesser und 6 mm Dicke gepreßt. Die Pellets werden anschließend 4 Stunden bei 500° C
calciniert Man erhält einen Katalysator, der aus
b5 Titanoxid, Kupferoxid und Molybdänoxid im Molverhältnis
von 85 : 10 :5, d. h. 1 :0, 12 :0,06, besteht Die
Pellets werden zu einem granulatförmigen Katalysator
von 10 bis 20 mesh zermahlen.
(2) Hsrstellungeines Pt-AbOj-Katalysators
(Kontrolle)
χ 100.
wiedergegeben. Dabei ist der N2O-Bildungsgraü durch
folgende Gleichung definiert:
gebildetes N1O
Ν,Ο-Bildunnsgrad (%) =£ ΐ^Γ^
- 6 v ' zugeführtes
Ammoniak
ίο Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der Pt — AIiOrKatalysator eine relativ gute Aktivität bezüglich der
Zersetzung von Ammoniak auf, wobei aber eine beträchtliche Menge an NO» und N2O gebildet wird.
Die unter Verwendung des Ti—Cu- Mo-Katalysa
tors erhaltenen Ergebnisse zeigen, daß dieser Katalysa
tor einen hohen Ammoniak-Zersetzungsgrad aufweist, während die Menge an gebildetem NO* und N2O nicht
in der Figur erscheint Die Menge an No* liegt bei 4500C
unter 1 ppm und die Menge an N2O liegt unter der
analytisch erfaßbaren Untergrenze (10 ppm).
Beispiel 11
Katalysatoren werden gemäß Beispiel 10 hergestellt, Beispiel 1 durchgeführt Die Ergebnisse sind in Tabelle
mit der Abänderung, daß das Verhältnis von Titan und 25 XI zusammengestellt
Kupfer variiert wird. Die Gasbehandlung wird gemäß
tionstem-
peratur linke Spalte: NHj-Zersetzungsgrad (%);
rechte Spalte: NO,-Bildungsgrad (·/.)
Um die katalytischen Eigenschaften des vorstehend erhaltenen Katalysators mit denen eines herkömmlichen Pt—AIiOs-Katalysators zu vergleichen, wird ein
Katalysator der letztgenannten Zusammensetzung auf folgende Weise hergestellt: 5 ml einer wäßrigen Lösung
von Hexachloroplatinsäure (H2PtCl6) die pro 100 g
Lösung 10 g Platin enthält, wird mit 65 ml destilliertem Wasser verdünnt 100 g eines aktiven Aluminiumoxidträgers mit 10 bis 20 mesh werden mit dieser Lösung
imprägniert Der imprägnierte Träger wird 5 Stunden bei 1200C getrocknet und anschließend 3 Stunden bei
4500C in einem Wasserstoffstrom calciniert Der Träger enthält 5 Gewichtsprozent Katalysator.
(3) Die gemäß (1) und (2) hergestellten Katalysatoren werden getrennt gemäß Beispiel 1 in Reaktionsrohre
gefüllt Die Gasbehandlung wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt Die Ergebnisse sind in der F i g. 1
( Q | 1/0,11/0 | 0 | 1/0,06/0,06 | 0 | 1/0, | 11/0,01 | 1/0,12/0,06 | 0 | 1/0,07/0,36 | 0 | 1/0,17/0,50 | 0 | 1/0,05/0.50 | 0 | 1/0/0, | Il |
25Ü | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 3 | 0 | 2 | 0 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 |
300 | 39 | 1 | 44 | 0 | 42 | 0 | 46 | 0 | 45 | 0 | 46 | 0 | 44 | 0 | 0 | 0 |
350 | 88 | 13 | 97 | 0 | 96 | 0 | 99 | 0 | 97 | 0 | 96 | 0 | 92 | 1 | 6 | 0 |
400 | 100 | 37 | 100 | 1 | 100 | 9 | 100 | 1 | 100 | 1 | 100 | 1 | 100 | 5 | 50 | 0 |
450 | 100 | 1OQ | 100 | 26 | 100 | !00 | 100 | 100 | 95 | 1 | ||||||
Aus Tabelle XI geht hervor, daß die Ti/Cu/Mo-Katalysatoren im Vergleich zu Ti/Cu (1 :0,1 !^Katalysatoren
eine bessere Aktivität hinsichtlich der Ammoniakzersetzung und einen niedrigeren ΝΟ,-Bildungsgrad aufweisen. Dies gilt auch bei relativ hohen Temperaturen von
beispielsweise 4500C. Ferner weisen die Ti/Cu/Mo-Katalysatoren bei niedrigen Temperaturen höhere Aktivitäten als die Ti/Mo (1 :0,11 ^Katalysatoren auf. Eine
Analyse ergibt im Fall der Ti/Cu/Mo-Katalysatoren, daß
die N2O-Bildung innerhalb eines Temperaturbereichs
von 250 bis 4500C unter 10 ppm liegt
Anstelle von Ammoniummolybdat wird Eisen(lll)-sulfat als Ausgangsmaterial verwendet Eine Lösung von
Eisen(III)-sulfat wird zur Fällung von Eisen(III)-hydroxid mit einer Ammoniaklösung versetzt Ti/Cu/Fe-Katalysatoren verschiedener Zusammensetzung werden
gemäß Beispiel 10 hergestellt Die Gasbehandlung wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt Die Ergebnisse dieser
Versuche sind in Tabelle XII zusammengestellt
Reaktions- Ti/Cu/Fe-Molverhältnis
temperatur
linke Spalte: NHs-Zersetzungsgrad (%);
rechte Spalte: NOT-Bildungsgrad (%)
( C) | 1/0,06/0,06 | 0 | 1/0, | 11/0,01 | 1/0,13/0, | 13 | 1/0,07/0,35 | 0 | 1/0,19/0 | .50 | 1/0,50/0,50 | 0 | 1/0/0,11 | 0 |
250 | 3 | 0 | 0 | 0 | 5 | 0 | 3 | 0 | 3 | 0 | 3 | 0 | 0 | 0 |
300 | 55 | 1 | 51 | 0 | 66 | 0 | 64 | 1 | 63 | 0 | 62 | I | 8 | 1 |
350 | 94 | 2 | 93 | 1 | 100 | I | 98 | 3 | 97 | I | 95 | 14 | 52 | 2 |
400 | 100 | 9 | 100 | 9 | 100 | 3 | 100 | 10 | 100 | 8 | 100 | 39 | 100 | 7 |
450 | 100 | 100 | 30 | 100 | 10 | 100 | 100 | 22 | 100 | 100 | ||||
Aus Tabelle XII geht hervor, daß die Ti/Cu/Fe-Katalysatoren im Vergleich zu Ti/Cu-Katalysatoren und Ti/Fe-Katalysatoren
eine höhere katalytische Aktivität aufweisen.
Beispiel 13
Anstelle von Ammoniummolybdat wird Ammoniummetavanadat
als Ausgangsprodukt zur Herstellung von
Ti/Cu/V-Katalysatoren gemäß Beispiel 10 verwendet.
Die Gasbehandlung unter Verwendung der Ti/Cu/V-
Ti/Cu/V-Katalysatoren gemäß Beispiel 10 verwendet.
Die Gasbehandlung unter Verwendung der Ti/Cu/V-
Katalysatoren wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die
Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle XIII zusammengestellt.
tionstem-
peratur linke Spalte: Nfy-Zersetzungsgrad (%);
rechte Spalte: ΝΟΛ-Bildungsgrad (%)
( C) | 1/0,06/0,06 | 0 | 1/0, | 11/0,01 | 1/0, | 12/0,06 | 1/0,07/0,36 | 0 | I/O, | 17/0,50 | 1/0,50/0,50 | 0 | 1/0/0,11 | 0 |
250 | 3 | 0 | 0 | 0 | 5 | 0 | 4 | 0 | 3 | 0 | 3 | 0 | 0 | 0 |
300 | 59 | 1 | 53 | 0 | 70 | 0 | 68 | 1 | 65 | 0 | 61 | 1 | 0 | 1 |
350 | 90 | Jl | 90 | 1 | 91 | 1 | 91 | 14 | 90 | 1 | 90 | 17 | 30 | 10 |
400 | 100 | 33 | 100 | H | 100 | 14 | 100 | 41 | 100 | 15 | 100 | 48 | 88 | 29 |
450 | 100 | 100 | 32 | 100 | 42 | 100 | 14 | 100 | 44 | 100 | 100 | |||
Beispiel | ||||||||||||||
Anstelle von Ammoniummolybdat wird Cernitrat als Ti/Cu/Ce-Katalysatoren hergestellt Die Gasbehand-
Ausgangsmaterial verwendet. Durch Zusatz einer lung wird gemäß Beispiel 1 durchgerührt Die
Ammoniaklösung zu einer Cernitratlösung wird ein Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle XIV
Niederschlag erhalten. Gemäß Beispiel 10 werden jo zusammengestellt
Reaktions- Ti/Cu/Ce-Molverhältnis
temperatur
linke Spalte: NH3-Zersetzungsgrad (%);
rechte Spalte: NO,-Bildungsgrad (%)
( C) | 1/0,06/0,06 | 0 | 1/0.11/0,01 | 1/0,13/0.13 | 1/0.07/0.36 | 1/0,17/0,50 | 0 | 1/0,50/0,50 | 0 | 1/0/0, | Π | 0 |
250 | 2 | 0 | 0 0 | 5 0 | 4 0 | 3 | 0 | 3 | 0 | 0 | 0 | |
300 | 55 | 0 | 52 0 | 69 0 | 67 0 | 63 | 1 | 61 | 2 | 3 | 0 | |
350 | 89 | 3 | 89 0 | 91 1 | 90 0 | 90 | 10 | 90 | 14 | 21 | 0 | |
400 | 100 | 15 | 100 10 | 100 13 | 100 4 | 100 | 23 | 100 | 41 | 60 | 1 | |
450 | 100 | 100 31 | 100 39 | 100 16 | 100 | 100 | 94 | |||||
Beispiel 15 | Die XV |
|||||||||||
Anstelle von Ammoniummolybdat wird wolframat verwendet. Gemäß Beispiel Ti/Cu/W-Katalysatoren hergestellt Die |
Ammonium- 10 werden Gasbehand- |
5n lung wird gemäß Ergebnisse dieser zusammengestellt. |
Beispiel 1 durchgeführt Versuche sind in Tabelle |
|||||||||
Tabelle XV | ||||||||||||
Reaktions- Ti/Cu/W-Molvcrhältnis
temperatur
linke Spalte: NMi-Zcrset/ungsgrad (%);
rechte Spalte: NO1-Bildungsgrad (%)
( < I | 1/0.OW0.06 | 0 | 1/0.1 | 1/0.01 | 1/0.1.VO. I | .1 | 1/0.07/0.36 | Il | I/O, | 17/0.50 | 1/0, | 50/0.5" | 1/0/0,11 | 0 |
250 | 0 | 0 | Il | 4 | 0 | 3 | 0 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | |
.100 | 53 | 0 | 49 | 0 | 0 | 66 | 0 | 61 | 0 | 60 | 0 | 0 | 0 | |
350 | H(> | ? | 89 | ! | 91 | 1 | Q() | 3 | 89 | 0 | 89 | 0 | H | 0 |
100 | H)(I | Il | 100 | ]?. | 100 1 | I | HlO | 14 | HlO | 9 | KM) | 13 | 40 | I |
100 | MIO | IfM) '·: | (> | HM) | 100 | 22 | 100 | 14 | 71 | |||||
17 18
Beispiel 16
In diesem Beispiel wird die Raumgeschwindigkeit sator verwendet Die Ergebnisse sind in Tabelle XVI
variiert, während die anderen Bedingungen dem zusammengestellt Beispiel 10 entsprechen. Es wird der Ti/Cu/Mo-Kataly- 5
Raumgeschwindig- NHj-Zersetzungs- ΝΟ,-Bildungskeit
grad grad
5000 | 100 | 3 |
10000 | 100 | 1 |
30000 | 99 | 0 |
100000 | 86 | 0 |
Aus den Ergebnissen von Tabelle XVI ergibt sich, daß bis XV, daß die Ti/Cu/Mo (oder W, V, Fe, Ce)-Katalysa-
der Ti/Cu/Mo-KaiaSjsator Ammoniak bei hohen ->u toren eine höhere katalytische Aktivität und einen
Raumgeschwindigkeiten oxidieren und zersetzen kann. geringeren NO,-BiIdungsgrad als Ti/Cu-Katalysatoren
Ferner ergibt sich aus den Ergebnissen der Tabellen XI aufweisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur katalytischen Behandlung von
Stickstoffverbindungen und Sauerstoff enthaltenden Gasen bei erhöhter Temperatur unter Verwendung
eines Titandioxid und mindestens ein Oxid der Metalle Kupfer, Molybdän, Wolfram, Vanadin und
Eisen enthaltenden Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man Abgase, die als
reaktive Komponente im wesentlichen nur gasförmiges Ammoniak und Sauerstoff enthalten, bei
Temperaturen von nicht unter 250° C unter Bildung von Stickstoff und Wasser mit Hilfe eines Katalysators umsetzt, der aus Titandioxid und einem Oxid des
Kupfers sowie gegebenenfalls Oxiden von Molybdän, Wolfram, Vanadin, Eisen, Cer oder Gemischen
dieser Oxide in einer Menge bis zu 0,5 Mol pro 1 Mol Titandioxid besteht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsß man einen Katalysator verwendet, bei
dem das Titandioxid eine Oberfläche von mindestens 20 m2/g aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50123248A JPS5824171B2 (ja) | 1975-10-15 | 1975-10-15 | アンモニアサンカブンカイホウホウ |
JP50144002A JPS5824172B2 (ja) | 1975-12-05 | 1975-12-05 | アンモニアオサンカブンカイスルホウホウ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2646753A1 DE2646753A1 (de) | 1977-04-21 |
DE2646753B2 DE2646753B2 (de) | 1979-08-23 |
DE2646753C3 true DE2646753C3 (de) | 1980-04-30 |
Family
ID=26460232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2646753A Expired DE2646753C3 (de) | 1975-10-15 | 1976-10-15 | Verfahren zur katalytischen Behandlung von Abgasen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4081510A (de) |
DE (1) | DE2646753C3 (de) |
FR (1) | FR2327814A1 (de) |
GB (1) | GB1554953A (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4207209A (en) * | 1977-10-26 | 1980-06-10 | Hitachi, Ltd. | Sintered cataltyic or absorbent metallic product and method for sintering metallic powders |
JPS5477277A (en) * | 1977-12-02 | 1979-06-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for reducing nitrogen oxides in combustion exhaust gas |
US4188193A (en) * | 1979-03-21 | 1980-02-12 | University Of Rhode Island | Process for producing hydrocarbon gas from organic plant material |
US4440668A (en) * | 1982-07-06 | 1984-04-03 | Mobil Oil Corporation | Catalyst for the conversion of synthesis gas to higher alcohols |
JPS6158805A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | 三井三池化工機株式会社 | So2含有ガス中のnh3を除去する方法 |
CA1295598C (en) * | 1986-07-29 | 1992-02-11 | Makoto Imanari | Process for removing nitrogen oxides from exhaust gases |
ES2003265A6 (es) * | 1987-04-21 | 1988-10-16 | Espan Carburos Metal | Procedimiento para la obtencion de co2 y n2 a partir de los gases generados en un motor o turbina de combustion interna |
ES2081284T3 (es) * | 1987-05-12 | 1996-03-01 | Siemens Ag | Eliminacion catalitica de amoniaco de gases de escape. |
US5002921A (en) * | 1987-10-30 | 1991-03-26 | Nkk Corporation | Catalyzer for decomposing ammonia |
JPH03122010A (ja) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Nkk Corp | アンモニアの接触酸化分解方法 |
US5139756A (en) * | 1989-10-05 | 1992-08-18 | Nkk Corporation | Catalytic oxidation of ammonia |
US5188811A (en) * | 1992-02-26 | 1993-02-23 | General Electric Company | Molybdenum-based additives to mixed-metal oxides for use in hot gas cleanup sorbents for the catalytic decomposition of ammonia in coal gases |
DE4321555C1 (de) * | 1993-06-29 | 1994-09-15 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Mischoxidpulvern für Entstickungskatalysatoren |
US5401478A (en) * | 1993-08-03 | 1995-03-28 | Mobil Oil Corp. | Selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
US5552128A (en) * | 1993-08-03 | 1996-09-03 | Mobil Oil Corporation | Selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
EP0678323A1 (de) * | 1994-04-18 | 1995-10-25 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Entfernung von Ammoniak aus einer ammoniakhaltigen Gasmischung |
US5962367A (en) * | 1994-11-04 | 1999-10-05 | Dequing Chemical Industry And Technologies Co., Ltd. | Titania (TiO2) support and process for preparation and use of the same |
US6956006B1 (en) | 1998-02-24 | 2005-10-18 | Rotem Amfert Negev Ltd. | Modified titanium dioxide and a method for its preparation |
US6440382B1 (en) * | 1999-08-31 | 2002-08-27 | Micron Technology, Inc. | Method for producing water for use in manufacturing semiconductors |
US6265297B1 (en) | 1999-09-01 | 2001-07-24 | Micron Technology, Inc. | Ammonia passivation of metal gate electrodes to inhibit oxidation of metal |
KR20040012784A (ko) * | 2001-05-04 | 2004-02-11 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 암모니아의 산화 |
JP2015120118A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 株式会社デンソー | アンモニア合成触媒 |
CN111450698B (zh) * | 2020-04-09 | 2022-05-27 | 山东迅达化工集团有限公司 | 一种含氨气流的选择性氧化净化处理方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2801898A (en) * | 1955-08-18 | 1957-08-06 | Marcus Hyman | Treatment of ammonia-contaminated air |
GB1000772A (en) * | 1962-12-21 | 1965-08-11 | Ici Ltd | Decomposition of ammonia |
US3467491A (en) * | 1965-10-23 | 1969-09-16 | Universal Oil Prod Co | Catalytic treatment of vent gases containing ammonia |
DE1957317A1 (de) * | 1969-11-14 | 1971-05-27 | Koppers Gmbh Heinrich | Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Ammoniak |
DE2026657A1 (en) * | 1970-06-01 | 1972-01-27 | Heinrich Koppers Gmbh, 4300 Essen | Catalytic combustion of ammonia - to nitrogen and water , using excess oxygen over cobalt/copper oxide |
US3812236A (en) * | 1972-06-22 | 1974-05-21 | Standard Oil Co | Removal of ammonia and organic impurities from an ammonia plant effluent |
JPS5523086B2 (de) * | 1973-03-26 | 1980-06-20 | ||
US4003978A (en) * | 1973-10-24 | 1977-01-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for treating ammonia-containing gases |
JPS50133995A (de) * | 1974-04-11 | 1975-10-23 |
-
1976
- 1976-10-12 FR FR7630582A patent/FR2327814A1/fr active Granted
- 1976-10-13 US US05/731,929 patent/US4081510A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-10-14 GB GB42781/76A patent/GB1554953A/en not_active Expired
- 1976-10-15 DE DE2646753A patent/DE2646753C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1554953A (en) | 1979-10-31 |
DE2646753B2 (de) | 1979-08-23 |
DE2646753A1 (de) | 1977-04-21 |
FR2327814A1 (fr) | 1977-05-13 |
US4081510A (en) | 1978-03-28 |
FR2327814B1 (de) | 1983-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2646753C3 (de) | Verfahren zur katalytischen Behandlung von Abgasen | |
DE2832002C3 (de) | Verfahren zum Entfernen von Stickstoffoxiden aus Verbrennungsabgasen | |
DE2458888C3 (de) | Verfahren zur reduktiven Zerstörung von Stickoxyden in Abgasen | |
EP0212513A1 (de) | Katalysator zur Verringerung des Stickoxidgehalts von Verbrennungsabgasen | |
DE2414333B2 (de) | Verfahren zur selektiven Abtrennung von Stickstoffoxiden aus Abgasen | |
DE2442311A1 (de) | Traeger-katalysator fuer die oxydation von methanol zu formaldehyd und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2434416C2 (de) | Verfahren zur Verringerung der Stickstoffoxide in Abgasen | |
DE2058004A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Nitrils | |
EP0514729B1 (de) | Verfahren zur Entfernung des Ammoniakgehaltes in Gasen | |
DE2617744A1 (de) | Katalysator zur entfernung von stickstoffoxiden aus abgas und verfahren zu seiner verwendung | |
DE1542222A1 (de) | Verfahren zum Umsetzen von Kohlenoxyd mit Dampf | |
DE2155338C2 (de) | Verwendung eines die Elemente Ni, Co und/oder Fe sowie Ru, Ti und/oder Mn und gegebenenfalls La, Sr und/oder Ba in oxidischer Form enthaltenden Trägerkatalysators zur Oxidation brennbarer Bestandteile von Gasgemischen | |
DE2005099A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Eisen und Molybdän enthaltenden Gelen, sowie deren Anwendung | |
DE2214604B2 (de) | Verfahren zur Herstellung verbesserter Abgasreinigungs-Katalysatoren | |
DE2442986C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von Stickstoffoxyden aus Gasen | |
DE2353131C3 (de) | Katalysator fur die Gasphasenoxydation von ungesättigten Aldehyden zu ungesättigten Carbonsäuren | |
EP0348768B1 (de) | Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Verbrennungsabgasen | |
DE2748471C2 (de) | ||
EP0472014B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren | |
DE1767268A1 (de) | Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril unter Verwendung des Katalysators | |
DE2348295A1 (de) | Verfahren zur entfernung von stickstoffoxiden aus gasen | |
DE2641846A1 (de) | Uranoxid-antimonoxidverbindung sowie herstellung und verwendung derselben als katalysator | |
EP0258465A1 (de) | Katalysator zur Verringerung des Stickoxidgehalts von Verbrennungsabgasen | |
DE2552003C3 (de) | Eisen, Chrom und Aluminium gegebenenfalls auf einem Träger enthaltender Katalysator zur Reduktion von Stickstoffoxiden mit Ammoniak | |
DE2436683A1 (de) | Verfahren und katalysator zum selektiven entfernen von stickstoffoxiden aus abgasen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBEL-HOPF, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |