DE661635C - Catalyst for gas concentration measurements in gas mixtures containing sulfur, e.g. B. flue gases - Google Patents

Description

Katalysator für Gaskonzentrationsmessungen in schwefelhaltigen Gasgemischen, z. B. Rauchgasen Die üblichen Sauerstoffkonzentrationsprüfer beruhen auf dem Prinzip, daß dem zu prüfenden Gasgemisch ein brennbares Gas, z. B. Wasserstoff, zugesetzt wird und die Eigenschaften der so entstandenen Mischung vor und nach der Verbrennung bestimmt werden. Die Verbrennung findet in einem Ofen statt, der einen Katalysator enthält.Catalyst for gas concentration measurements in gas mixtures containing sulfur, z. B. Flue gases The usual oxygen concentration testers are based on the principle that the gas mixture to be tested is a flammable gas, e.g. B. hydrogen added and the properties of the resulting mixture before and after combustion to be determined. The combustion takes place in a furnace that has a catalytic converter contains.

Man hat bisher im allgemeinen Platin oder Palladium als Katalysatoren für derartige Verbrennungsöfen benutzt. Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß die Wirkungsweise dieser bekannten Katalysatoren unerwünschterweise stark beeinträchtigt wird durch etwaige Gehalte der Gasgemische an Schwefeldioxyd. Solche Gehalte an schwefliger Säure kommen z. B. in Rauchgasen vor. Es hat sich gezeigt, daß schon ganz geringe Mengen schwefliger Säure die katalytische Verbrennung des mit zugesetztem Wasserstoff gemischten Sauerstoffes hindern, insbesondere dann, wenn, was praktisch meist der Fall ist, der Sauerstoff ;gegenüber dem zugesetzten, Wasserstoff im Unterschuß ist.So far, platinum or palladium have generally been used as catalysts used for such incinerators. In-depth investigations have shown that the operation of these known catalysts is undesirably severely impaired is caused by any sulfur dioxide content in the gas mixtures. Such levels at sulphurous acid come z. B. in flue gases. It has been shown that already very small amounts of sulphurous acid cause the catalytic combustion of the added Prevent hydrogen mixed oxygen, especially when, what practical Mostly the case is the oxygen; compared to the added hydrogen in the deficit is.

Die Erfindung bezweckt, diese Mängel zu beseitigen. Nach der Erfindung werden als Katalysatoren für solche Gaskonzentrationsrnessungen in schwefelhaltigen Gasgemischen, die auf der Bildung von Verbindungen des Sauerstoffes mit brennbaren Bestandteilen des Gasgemisches beruhen, metallisches Osmium oder Ruthenium oder Mischungen oder Legierungen dieser Metalle benutzt. Diese beiden Elemente können außer in den genannten Formen auch in Form von Legierungen mit anderen Metallen der- Platingruppe Anwendung finden.The invention aims to remedy these deficiencies. According to the invention are used as catalysts for such gas concentration measurements in sulfur-containing Gas mixtures based on the formation of compounds of oxygen with flammable Components of the gas mixture are based on metallic osmium or ruthenium or Mixtures or alloys of these metals are used. These two elements can in addition to the forms mentioned, also in the form of alloys with other metals the platinum group apply.

Die Verwendung von metallischem Osmium und Ruthenium als Katalysatoren ist an sich bekannt. Die Verwendung dieser Metalle für den vorliegenden Fall der Untersuchung sches efelhaltiger Gasgemische lag jedoch nicht nahe, da die in diesem Falle bisher meist verwendeten Katalysatoren aus Platin oder aus Palladium durch geringfügige Verunreinigungen des Prüfgases durch Schwefeltrioxyd vergiftet werden. Man sollte nun infolge der nahen Verwandschaft der Metalle Osmium und Ruthenium zum Platin und Palladium vermuten, daß die obengenannten Metalle sich in dem betrachteten Fall auch ähnlich verhalten würden wie Palladium und Platin. Durch eingehende Untersuchungen ist aber der Nachweis erbracht, daß dies überraschenderweise nicht eintritt, sondern daß vielmehr Katalysatoren aus metallischem Osmium oder Ruthenium trotz etwaiger Verunreinigungen des Prüfgases durch Schwefeldioxyd .einwandfreie quantitative Gasmessungen gestatten.The use of metallic osmium and ruthenium as catalysts is known per se. The use of these metals for the present case of the However, the investigation of gas mixtures containing sulfur was not obvious, since the in this Fall through mostly used catalysts made of platinum or palladium minor contamination of the test gas is poisoned by sulfur trioxide. One should now because of the close relationship of the metals osmium and ruthenium to the platinum and palladium suppose that the above metals were considered in the Case would also behave similarly to palladium and platinum. Through in-depth research however, evidence has been provided that, surprisingly, this does not occur, but that rather catalysts made of metallic osmium or ruthenium despite any Contamination of the test gas by sulfur dioxide. Perfect quantitative gas measurements allow.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das zu prüfende Gasgemisch, welches Sauerstoff und ein zugesetztes brennbares Gas enthält, z. B. Wassterstof, strömt in Richtung der Pfeile i durch ein Rohr a aus Nickel oder Porzellan, das unten und oben mittels zweier U-förmig gebogener Kappen 3, die mit Gasdurchtrittsöffnungen q versehen sind, abgeschlossen st: Zwischen den beiden Kappen 3 sind Körpef aus Ton o. dgl.eingebracht, auf denen o1 er= flächlich Osmium oder Ruthenium bzw. Legierungen dieser 'Metalle oder Legierungen, die einerseits Osmium oder Rutheniuin öder eine Ostnium-Ruthenium-Legierung und andererseits Metalle der Platingruppe enthalten, in an sich bekannter Weise niedergeschlagen sind. über das Rohr z ist ein zweites Rohr 6, z. B. aus Porzellan, geschoben, das in üblicher Weise eine Heizwicklung 7 trägt. Die Stromzufährungen für die Heizwicklung 7 sind bei. 8 aalgedeutet. Die Heizwicklung ist nach außen hin mit Wärmeisolation 9, z. B. Kieselgur, umkleidet, die sich in einem Gehäuse i o befindet.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The gas mixture to be tested, which is oxygen and an added combustible gas contains, e.g. B. Wassterstof, flows through in the direction of the arrows i a tube a made of nickel or porcelain, the bottom and top by means of two U-shaped curved caps 3, which are provided with gas passage openings q, completed st: Between the two caps 3 bodies made of clay or the like are inserted on which o1 er = surface osmium or ruthenium or alloys of these 'metals or alloys, the one hand osmium or ruthenium or an ostnium-ruthenium alloy and on the other hand contain metals of the platinum group, deposited in a manner known per se are. Via the pipe z is a second pipe 6, e.g. B. made of porcelain, pushed that a heating coil 7 carries in the usual way. The power supplies for the heating coil 7 are at. 8 indicated. The heating coil is externally with thermal insulation 9, e.g. B. kieselguhr, which is located in a housing i o.

Das in Richtung der Pfeile i die große, Osmium -oder Rutheniumenthaltende Oberfläche der Tonkörper 5 umspülende Gas wird durch die Heizwicklung 7 auf Temperaturen erhitzt, bei denen die katalytische Verbrennung des in dem Gasgemisch enthaltenen Sauerstoffes stattfindet. Es hat sich ergeben, daß ohne Rücksicht auf die sonstigen Beimen;gungen des Prüfgasgemisches, insbesondere auch ohne Rücksicht auf die Anwesenheit von Schwefeldioxyd; stets eine einwandfreie katalytische Verbrennung stattfindet. Wenn man Legierungen des Osmiums oder des Rutheniums mit Platin oder Platinmetallen verwendet, so besteht der Vorteil, daß dann schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen eine restlose katalytische Verbrennung stattfindet. Verwendet man statt dessen Osmium oder Rutheniuin als solche oder in Form von Mischungen dieser beiden Metalle, so muß man höhere Heiztemperaturen für die ,ebenfalls restlos erfolgende katalytische Verbrennung verwenden.The one in the direction of the arrows i, the large one, containing osmium or ruthenium The surface of the clay body 5 is rinsed by gas through the heating coil 7 to temperatures heated, during which the catalytic combustion of the contained in the gas mixture Oxygen takes place. It has been found that regardless of the others Admixtures of the test gas mixture, especially regardless of presence of sulfur dioxide; flawless catalytic combustion always takes place. If you have alloys of osmium or ruthenium with platinum or platinum metals used, there is the advantage that then even at relatively low Temperatures a complete catalytic combustion takes place. One uses instead its osmium or ruthenium as such or in the form of mixtures of these two Metals, you have to have higher heating temperatures for the, also completely taking place use catalytic combustion.

Der Grund für dieses überraschende Verhalten liegt anscheinend darin, daß der Sauer-Stoff des Pr äfgasgemisches sich lebhaft an Ruthenium und Osmium anlagert und mit dem sich bekanntermaßen an Platin oder Plä-`tinmetällen stark anlagernden Wasserstoff in lebhafte Reaktion tritt, ohne daß eine Verdrängung der beiden miteinander reagieren-,'&n Stoffe durch andere in den Rauchgasen etwa vorhandenen Komponenten, insbesondere Schwefeldioxyd, möglich ist.The reason for this surprising behavior appears to be that the acidic substance of the test gas mixture is vigorously added to ruthenium and osmium and with what is known to be strongly deposited on platinum or platinum metals Hydrogen enters into vigorous reaction without the two being displaced with one another react -, '& n substances through other components that may be present in the flue gases, in particular sulfur dioxide, is possible.

Statt mit einer Zumischung von Wasserstoff kann man den neuen Katalysator auch verwenden, wenn ein anderes brennbares Gas hinzugesetzt wird, z. B: Kohlenoxyd, Acetylen o. dgl. Weiterhin spielt auch die Art des in Verbindung mit dem Katalysator verwendeten Gasprüfers, der die Eigenschaften des Gasgemisches vor dem Eintritt in den Ofen und nach dem Austritt mißt und miteinander vergleicht, keine wesentliche Rolle. Zweckmäßig ist es indessen, einen nach dem Prinzip der Wärm.eleitfähigkeitsmethode arbeitenden elektrischen Rauchgasprüfer zu verwenden: Schließlich kann der neue Katalysator außer für Sauerstoffkonzentrationsmessungen auch für die Bestimmung des Gehaltes des Prüfgasgemisches an brennbaren Bestandteilen, insbesondere Wasserstoff, sinngemäß verwendet werden, wenn man dem Prüfgasgemisch eine bekannte Menge Sauerstoff zusetzt.Instead of adding hydrogen, you can use the new catalyst also use if another combustible gas is added, e.g. B: carbon dioxide, Acetylene or the like. Furthermore, the type of in connection with the catalyst also plays a role used gas tester, which the properties of the gas mixture before entry in the furnace and after the exit measures and compares with each other, no essential Role. It is useful, however, to use one based on the principle of the thermal conductivity method working electric smoke detector to use: Finally, the new Catalyst not only for oxygen concentration measurements but also for determination the content of flammable components in the test gas mixture, in particular hydrogen, can be used accordingly if a known amount of oxygen is added to the test gas mixture clogs.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: -. i. Die Verwendung von metallischem Osmium oder Ruthenium oder Mischungen oder Legierungen dieser Metalle als Katalysator für Gaskonzentrationsmessungen in schwefelhaltigen Gasgemischen, z. B. Rauchgasen, die auf der Bildung von Verbindungen des Sauerstoffes mit brennbaren Bestandteilen des Gasgemisches beruhen. . PATENT CLAIMS: -. i. The use of metallic osmium or Ruthenium or mixtures or alloys of these metals as a catalyst for gas concentration measurements in sulfur-containing gas mixtures, e.g. B. Flue gases that lead to the formation of compounds the oxygen with combustible components of the gas mixture are based. . 2. Die Verwendung von: Legierungen, die einerseits Osmium oder Rutheniüm oder eine Osmium-Ruthenium-Legierung und andererseits Metalle der Platingruppe enthalten, für den Zweck nach Anspruch i.2. The Use of: alloys, which on the one hand osmium or ruthenium or an osmium-ruthenium alloy and on the other hand containing platinum group metals for the purpose of claim i.