DE2829035A1

DE2829035A1 - Katalysator aus metallfasern, verfahren zur herstellung des katalysators und verwendung des katalysators

Info

Publication number: DE2829035A1
Application number: DE19782829035
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hohmann; Franz Dr Sperner
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1978-07-01
Filing date: 1978-07-01
Publication date: 1980-01-10

Description

t'Eatalysator aus kIetallfasern, Verfahren zur
Herstellung des Katalysators und Verwendung des Katalysaors" Die Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator aus katalytisch aktiven Metallfasern, die aus Silber, Platin, Rhodium, Palladium oder einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle bestehen, insbesondere aus einer Platin-Legierung, die 5 bis 10 % Rhodium enthält.
Es ist bekannt, als Katalysatoren bei der Erzeugung von Salpetersäure durch Oxidation von Ammoniak feine Drahtgewebe, z B. aus Platin oder einer Platinlegierung zu verwenden (DE-PS 651 470). Bei derartigen Katalysatornetzen lagen die Metalldrähte ode -fäden in einfacher oder kreuzweiser Bindung vor. Bekannt ist es auch, die Drahte nach Art der Köper- oder Satinbindung oder nach Art köperähnlicher Tressengewebe miteinander zu verbinden (DE-PS 590 468). Katalysatornetze aus Streifen aus Platin-Rhodium-Legierungen für die katalytische Oxidation von Ammoniak oder für das Kracken von Kohlenwasserstoffen sind ebenfalls bekannt (US-PS 2 685 547). Bekannt ist ferner die Verwendung von Metallfaservliesen als katalytischer Werkstoff in Anordnungen zur katalytischen Nachverbrennung von Kraftfahrzeugabgasen (DE-PS 1-594716).
4 Aufgabe der Erfindung ist es, einen metallischen Katalysator ausreichend hoher nechanischer Formstabilität zu schaffen, der nicht nur eine möglichst grosse Koltaktfläche und damit eine hohe katalytische Wirksamkeit aufweist, sondern auch in zeit- und kostensparender Weise herstellbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe für einen Katalysator der eingangs charakterisierten Art erfindungsgemäss dadurch, dass die Metallfasern nach Art eines Nadelverbundwerkstoffs filzartig untereinander verbunden sind. Zur Herstellung beliebig grosser Katalysatorkörper sind mehrere Bahnen aus dem Nadelverbundwerkstoff aus Metallfasern miteinarier verhakt.
Dabei können die Bahnen nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Bei Übereinander-Anordnung der Bahnen hat sich eine Anordnung bewahrt, bei der sich die Bahnen kreuzen. Zur Randverfestigung grossflächiger, aus mehreren Bahnen bestehender Katalysatoren sind die Randfasern mit einander verschweisst, was zweckmässig durch Hammerschweissen erfolgt. Das Verhaken einzelner Bahnen erfolgt manuell.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Katalysatoren ist ausserordentlich einfach. Von einem Metallband aus katalytisch aktivem Werkstoff, beispielsweise aus einer Platin-Rhodium-Legierung, die, abgesehen von unvermeidbaren Verunreinigungen, aus 90 zu% Platin Platin und 10 ,-' Rhodium besteht, werden mittels einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Messern schmale, bändchenförmige Fasern abgeschält. Das so entstehende Faservlies wird danach einem Nadelstuhl zugeführt, und auf diesem werden die Metallfasern durch mit fiderhäkohen versehene Nadeln filzartig miteinander verbunden. Als Endprodukt liegt eine Bahn eines Nadelverbundwerkstoffes aus Metallfasern vor, die aus katalytisch aktivem Metall bestehen.
Der Querschnitt einer abgeschälten bändchenförmigen Faser ist in etwa rechteckig und besitzt beispielsweise elne Grösse von 100/um mal 501um. Die Länge einer bändchenförmigen Faser hängt im wesentlichen von der Länge des Ivfetallbandes ab, von dem es abgeschält wird; als Beispiel seien hier Längen zwischen 10 cm und 1 m genannt.
Anhand der Figuren wird die Erfindung erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen Katalysators; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine bändchen-förmige Metalifaser; Fig. 3A eine Aufsicht auf ein Katalysatorgebilde; Fig. 3B eine Aufsicht auf ein Katalysatorgebilde; Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Katalysator-Anordnung.
Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, bildet der aus filzartig nach Art eines Nadelverbundwerkstoffes untereinander verbundenen Metallfasern 1 bestehende Katalysator 5 ein optisch dichtes, aber gas- oder flüssigkeitsdurchlässiges Gebilde.
Die einzelnen bändchenförmigen Metallfasern 1 aus katalytisch aktivem Metall besitzen einen etwa rechteckigen Querschnitt, wie er in Figur 2 vergrössert, aber nicht massstabsgerecht, dargestellt ist. Die als Endprodukt aus dem Nadelstuhl herauskommenden Bahnen 2 können, wie aus Figur 3A zu ersehen ist, nebeneinander oder, wie aus Figur 3B ersichtlich, übereinander, vorteilhafterweise sich kreuzend, angeordnet werden.
Manuell werden die einzelnen Bahnen miteinander verhakt, Die Verhakung wird durch die rauhe Oberfläche und die Kontur der bändchenförmigen Fasern, wie beispielsweise aus Figur 2 ersichtlich, gefördert. Zur Randverfestigung eines Katalysabor -Gebildes werden die Ran-etallfasern, wie durch den Pfeil 3 in Figur 3A angedeutet, durch Hammerschweissen fest miteinander verbunden.
Aus erSinQun=mgemässen Katalysatoren lassen sich kreisförmige Katalysator-Gebilde herstellen, die einen Durchmesser zwischen 1 m und 5 m besitzen, und zwar in der Weise, dass mehrere Bahnen, wie in Figur 3A dargestellt, nebeneinander angeordnet und miteinander verhakt werden und dann aus diesem Gebilde ein kreisförmiger Katalysator ausgeschnitten und am Kreisumfang durch Hammerschweissen der Fasern der Rand des Katalysators verfestigt wird. Solche kreisförmigen Katalysatoren können beispielsweise in Mitteldruckreaktoren von Anlagen zur Salpetersäureherstellung durch Ammoniakoxidation eingesetzt werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den kreisförmigen Katalysator 6 zwischen zwei gasdurchlässigen Tragkörpern 4, wie in Figur 4 dargestellt, anzuordnen. Diese Tragkörper 4 bestehen dabei vorteilhafterweise aus einem Metal -Drahtnetz z.B. aus einer hochhitzebeständigen Chrom-Aluminium Eisen-Legierung oder aus einem Raschigringe enthaltenden Korb. Als Metallnetz kann auch ein solches von herkömmlicher Art, wie es- beispielsweise aus den in der Einleitung zitierten Patentschriften bekannt ist, verwendet werden.
Die erfindungsgemäss ausgebildeten Katalysatoren sind auf vielen Gebieten einsetzbar; beispielsweise können sie überall dort eingesdzt werden, wo die bekannten Drahtgewebe aus den genannten katalytisch aktiven Metallen verwendet werden.
Besonders bewährt hat sich die Verwendung von erfindungsgemässen Katalysatoren für die Ammoniakoxidation, für die Blausäureherstellung oder die Formaldehydherstellung. Leerseite

Claims

"Katalysator aus Metallfasern, Verfahren zur Herstellung des Katalysators und Verwendung des Katalysators!? Patentansprüche 1. Katalysator aus katalytisch aktiven Metallfasern, die aus Silber, Platin, Rhodium, Palladium oder einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle bestehen, insbesondere aus einer Platinlegierung, dIe 5 bis 10 95 Rhodium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfasern nach Art eines Nadelverbundwerkstoffes filz artig untereinander verbunden sind.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bahnen aus katalytisch aktivem Nadelverbundwerkstoff miteinander verhakt sind.
3. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen aus Nadelverbundwerkstoff nebeneinander und/ oder æreinander angeordnet sind.
4. Katalysator nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinander angeordneten Bahnen aus Nadelverbundwerkstoff einander kreuzen.
5. Katalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Randverfestigung die Randfasern rniinaiider verschweisst sind.
6. Katalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfasern bändchenförmig ausgebildet sind.
7. Katalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zwischen zwei gas- oder flüssigkeitsdurchlässigen Tragkörpern angeordnet ist.
8. Katalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem Metalldrahtnetz oder einem Raschigringe enthaltenden Korb besteht.
9. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Metallband aus katalytisch aktivem Werkstoff Fasern abgeschält werden das so entstehende Faservlies einem Nadelstuhl zugeführt wird und dort die Fasern durch mit Widerhäkchen versehenen Nadeln filzartig untereinander verbunden werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass schmale, bändchenförmige Fasern von dem Metallband abgeschält werden.
11. Verwendung eines Katalysators nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 für die Ammoniakoxidation, für die Blausäure- und für die Formaldehydherstellung.