DE68919505T2

DE68919505T2 - Katalysatorfilter, Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorfilters und Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgasen mit einem Katalysatorfilter.

Info

Publication number: DE68919505T2
Application number: DE68919505T
Authority: DE
Inventors: Jukio C O Yokohama Dockya Iida; Tatsuo C O Yokohama Dock Ishii; Yuji C O Yokohama Dock Kaihara; Hiroshi C O Yokohama Doc Ogawa; Norihiko C O Yokohama Dock Ono; Kimitoshi C O Yokohama Doc Ose; Shigechika C O Yokoha Tomisawa; Joji C O Yokohama Doc Tonomura; Kazuo C O Yokohama Dockya Uoya; Mamoru C O Yokohama Do Ushiogi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2009-04-05
Also published as: ATE114494T1; EP0336882B1; US5051391A; CA1338286C; DE68919505D1; EP0336882A1

Description

2. Gebiet der Erfindung und Feststellung zum verwandten Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Katalysatorfilter zur Entfernung von Staub, HCl, Cl&sub2;, HF, SOx und NOx aus Abgas von Verbrennungsanlagen für städtische Abfälle, Klärschlämme oder industrielle Abfälle oder von Kesseln oder Dieselmaschinen und auf eine Methode zur Herstellung eines solchen Katalysatorfilters.
Um Staub aus Abgasen zu entfernen wurden bisher solche Einrichtungen wie eine elektrische Fällungseinrichtung (EP), Zyklon, ein Venturi-Wäscher und ein Sackfilter in herkömmlicher Weise verwendet, um Stickstoffoxide aus einem Abgas zu entfernen, ist eine selektive katalytische Methode bekanntgeworden, welche Ammoniak als Reduktionsmittel und einen Katalysator in Honigwaben-oder Pellet- Form verwendet hat.
Üblicherweise enthält ein Verbrennungs-Abgas Stickstoffoxide und Staub und es sind sowohl ein Staubsammler als auch eine Entstickungsvorrichtung zur Entfernung dieser Stoffe notwendig.
Darüberhinaus werden, wenn saure Gase wie Fluor, Fluorwasserstoff, Chlor, Chlorwasserstoff, Schwefeloxide in einem Abgas vorhanden sind, die selben üblicherweise mittels einer Naß- oder Halbnaß- oder Trocken- Methode entfernt. Die Naßmethode entfernt Staub unter Verwendung eines Wäschers od.dgl. Bei der Halbnaß-Methode wird ein Absorbens in Schlammform, welches gelöschten Kalk und Magnesiumhydroxid umfaßt, zur Absorption und Entfernung saurer Gase in einen Verdampfungs- Reaktionsturm eingesprüht und das so erhaltene Produkt wird zusammen mit dem Verbrennungsstaub gesammelt und aus dem System ausgebracht. Auch die Trocken-Methode verwendet gelöschten Kalk, Schnellkalk, Kalziumcarbonat od.dgl. als Absorptionsmiftel, welches in den Ofen oder eine Gasführung eingesprüht wird oder diese Methode führt ein Abgas in eine bewegte Schicht eines solchen Absorbens, um saure Gase zu absorbieren und zu entfernen. Auf diese Weise war bis jetzt eine gesonderte Einrichtung, insbesondere für die sauren Gase notwendig.
Die GP-A-2108860 beschreibt eine Metallbasis, welche als formhaltendes Material verwendet wird, und ein Entschwefelungs-Katalysator wird in einen Träger aus einem Glasfaserprodukt einverleibt. Diese Technik hat das Ziel, einen Katalysator mechanisch zu stärken und dessen Hitzeresistenz zu verbessern.

3. Gegenstand und Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für die oben angeführten Nachteile vorzusehen, wobei ein Katalysatorfilter und eine Methode zur Herstellung desselben vorgeschlagen werden, welche es ermöglicht, daß die Entstickung, die Staubentfernung und die Absorption und Entfernung der sauren Gase, alle mit einer einzigen Vorrichtung durchgeführt werden können. Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine umfassende Methode zur Behandlung eines Verbrennungsabgases vorzusehen, welche Staub, saure Gase wie Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff und Schwefeloxide und Stickstoffoxide zu entfemen imstande ist, wobei nur ein Einzelelement für diese Entfernung verwendet wird.
Dies bedeutet, daß sich die vorliegende Erfindung bezieht auf:
(1) Ein Katalysatorfilter, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß Katalysator Partikel, welche aus Titanoxid zusammen mit Vanadiumoxid und, wenn nötig, mit Wolframoxid hergestellt sind und deren Durchmesser zwischen 0,01 und 1um betragen, von einem Filter getragen sind, welches durch Verweben von Monofilamenten einer Glasfaser, deren Durchmesser zwischen 3 und 15 um liegen, hergestellt ist, so daß das Filter eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist;
(2) Ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorfilters, welche die Schritte eines Ausführens einer Oberflächenbehandlung auf einem Filter, welches hergestellt ist durch Verweben von Monofilamenten einer Glasfaser, deren Durchmesser zwischen 3 und 15 um liegt sodaß das Filter eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist, umfaßt, indem Tetrafluorethylen-Harz und/oder Kohlenstoff und/oder Silikon je nach Bedarf verwendet werden, weiters Einimprägnieren einer Katalysator-Bereitungslösung von Titanoxid und Vanadiumoxid und wenn notwendig, Wolframoxid in das so vorbereitete Filter, und nach dessen Trocknung Ausbacken dieses Filters;
(3) Eine Methode zur Herstellung eines Katalysatorfilters, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das oben genannte Filter in Form eines Leinengewebes eines Köpergewebes oder eines Satingewebes verwebt ist;
(4) Eine Methode für die Herstellung eines Katalysatorfilters, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Zeit der wie oben beschriebenen Oberflächenbehandlung, nachdem Titanoxid durch Mischen von Titanoxidpartikeln, deren Durchmesser zwischen 0,01 und 1um liegen, aufgetragen ist, Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid aufgetragen werden;
(5) Eine Methode zur Herstellung eines Katalysatorfilters, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß, zur Zeit der Oberflächenbehandlung, wie oben beschrieben, nachdem Titanoxid und Wolframoxid durch Mischen von Wolframoxid mit Titanoxidpartikeln, deren Durchmesser zwischen 0,01 und 1 um liegen, aufgetragen sind, Vanadiumoxid aufgetragen wird;
(6) Eine Methode zur Herstellung eines Katalysatorfilters, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Filter, welches unter Verwendung eines gemeinsamen Garnes von Monofilamenten einer Glasfaser und einer Titanoxidfaser vom Anatastyp zu einem Leinen-, Köper- oder Atlasgewebe so verwoben wird, daß das Filter eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist, durch Verwendung eines Tetrafluorethylenharzes, welchem Kohlenstoff zugegeben ist und unter Verwendung von Silikon, wenn nötig, oberflächenbehandelt wird und dann Vanadiumoxid und Wolframoxid auf das so vorbereitete Filter aufgetragen werden;
(7) Eine Methode zur Herstellung eines Katalysatorfilters, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Filter, welches unter Verwendung eines gemeinsamen Garns von Monofilamenten, einer Glasfaser und einer Titanoxidfaser vom Anatastyp zu einem Leinen-, Köper- oder Atlas(Satin) gewebe so verwoben wird, daß das Filter eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist, in einem Oberflächen-Behandlungsmittel, welches nicht nur ein Tetrafluorethylen-Harz und Kohlenstoff und, wenn nötig, Silikon enthält, sondern auch Ausgangsverbindungen von Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid eingebracht wird, so daß die Katalysatorkomponenten gleichzeitig mit der Oberflächenbehandlung aufgetragen werden;
(8) Eine umfassende Methode für die Behandlung eines Verbrennungsabgases, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein alkalisches Pulver oder Ammoniak oder deren Vorläufersubstanzen einem Strom eines Verbrennungsabgases, welches toxische Substanzen, wie Staub, saure Gase und Stickstoffoxide enthält, zugefügt wird und der Strom der Verbrennungsabgase durch ein einen Katalysator für die Entstickung der oben genannten Verbrennungsabgase tragendes Filter durchgeführt wird;
(9) Eine umfassende Methode zur Behandlung eines Verbrennungsabgases, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Filter in (8), siehe oben, eines der Filter von (1)-(3), siehe oben, ist oder nach einer der Methoden gemäß (4)-(7), siehe oben, hergestellt wird.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1. Fig. 1 zeigt ein Fließschema eines Herstellungsprozesses für ein Katalysatorfilter gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Fließschema eines weiteren Herstellungsprozesses für ein Katalysatorfilter, gemäß der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 3 und 4 zeigen, wie eine Katalysatorkomponente auf die Oberfläche eines Sackfilters gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen ist und
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung der umfassenden Methode zur Behandlung eines Verbrennungsabgases gemäß der vorliegenden Erfindung.

5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In der folgenden Tabelle sind einige Beispiele von Glasfaser-Monofilamenten, welche gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, gezeigt. Tabelle 1 Lange Faser Glaswolle
Diese Arten von Monofilament-Glasfasern brechen relativ leicht, wenn ihr Durchmesser groß ist. Da von einem Filter eine gewisse Festigkeit gegenüber Bruch gefordert ist, sollten die Durchmesser dieser Monofilamente 15 um oder weniger betragen, vorzugsweise 9 um oder weniger gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn die Durchmesser der Monofilamente gering sind und obwohl deren Bruchfestigkeit erhöht wird, ist es schwierig und teuer, dieselben herzustellen. In der vorliegenden Erfindung ist daher die untere Grenze des Durchmessers mit 3 um festgesetzt.
Obwohl ein Filter verwendet werden kann, dessen Fasern zu einem Leinengewebe, einem Köpergewebe oder einem Atlasgewebe verwoben sind, wird das Köpergewebe bevorzugt.
Die Dichte des gewobenen Filters wird durch das Gewicht (Gramm) von Monofilament, das für die Einheitsfläche (m²) eines Glasfasertuches verwendet ist, ausgedrückt. Wenn die Dichte gering ist, werden die Maschen des Filters grob und feinerer Staub würde leicht hindurchgehen, mit dem Resultat, daß die Filter-Kapazität verringert würde. Ist die Dichte groß können die Maschen des Filters leicht verstopft werden und das Filter selbst wird dicker, wobei nicht nur die Filtereigenschaften unterminiert werden, sondern auch Überbrückungs-Phänomene eines auf das Filter aufgebrachten Katalysators verursacht werden, mit dem Resultat einer Staubbildung. Aus den oben genannten Gründen wird die Dichte so gewählt, daß sie zwischen 400 und 1000 g/m² liegt vorzugsweise 600 bis 900 g/m² beträgt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird in einem Oberflächenbehandlungsschritt 2 eine Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Fluorethylen-Typ-Harzes, wie eines Tetrafluorethylen-Harzes (handelsüblich bekannt als Teflon) bevorzugt ausgeführt auf einem Filter 1, welches gewoben ist, wie oben beschrieben, um dessen Resistenz gegenüber Säuren, Chemikalien, Abrieb und Bruch zu verbessern und um es den Katalysator-Partikeln zu erleichtern, auf dem Filter haften zu bleiben. Für eine bessere Haftung der Katalysator-Partikel sollte der Gehalt an Tetrafluorethylen-Harz 1 bis 10 Gew.-% des Filters, vorzugsweise 4 bis 8 Gew.-% betragen.
Es können auch Kohlenstoff und/oder Silikon zu dem Tetrafluorethylen-Harz zugegeben werden. Der Gehalt an Kohlenstoff kann 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% betragen. Darüberhinaus ist der hier verwendete Kohlenstoff hauptsächlich Grafit (Plumbago) und kann auch amorphen Kohlenstoff enthalten. Silikon ist nicht immer notwendig, denn es hat ähnliche Funktionen wie Kohlenstoff, aber es können 0 bis 2 Gew.-% davon vorhanden sein.
Als nächstes wird ein Katalysator 3 von dem Filter getragen. Als ein Katalysator werden Titanoxid und Vanadiumoxid verwendet. Wolframoxid kann auch zusammen mit diesen beiden verwendet werden. Ein Verfahren für den Auftrag eines Katalysators beginnt mit der Zubereitung einer oxalsauren Lösung, welche Titanoxid (TiO&sub2;) vom Anatas-Typ enthält, deren Partikeldurchmesser zwischen 0,01 bis 1 um liegen, und Ammoniummetavanadat (NH&sub4;VO&sub3;) und, wenn nötig, Ammoniumwolframat (5 (NH&sub4;)&sub2;O.12WO&sub3;.5H&sub2;O) enthält und Eintauchen des oben genannten Filters in die Lösung innerhalb einer Immersions-Stufe 4. Nachdem überschüssige Lösung in ausreichendem Maße vom Filter entfernt wurde, wird das Filter einer Trocknungs-Stufe 5 zugeführt und bei 100 bis 150ºC, vorzugsweise 110 bis 130ºC getrocknet. Der Wassergehalt zu diesem Zeitpunkt beträgt etwa 200 bis 400 g/m². Darauf folgend wird das Filter in eine Back-Stufe 6 eingesetzt und wird bei 180 bis 220ºC, vorzugsweise 190 bis 200ºC unter Berücksichtigung der Hitze-Resistenz des Filters ausgebacken. Das so erhaltene Katalysatorfilter enthält als aktive Katalysatorkomponenten TiO&sub2;, V&sub2;Ox (x=4-5) und WOx (x=2-3), und seine Gewichts-Zusammensetzung beträgt bevorzugt TiO&sub2;:V&sub2;Ox:WOx=90-95: 1-10:0-5. Insbesondere sollte V&sub2;Ox 5-10 Gew.-% betragen. Die aufgebrachte Menge sollte 1-20 Gew.-%, vorzugsweise 5-10 Gew.-% betragen.
Auch die an das Filter gebundenen Katalysatorpartikel sollten Partikel-Durchmesser von 0,01 bis 1 um, vorzugsweise um 1 um, aufweisen, wobei die Haftung und die Permeabilität gegenüber der Oberfläche der Glasfaser, die Retention innerhalb der Glasfaser und Beschränkungen, welche durch die Herstellung eines Pulvers von Titanoxid auferlegt sind, Berücksichtigung finden sollen.
Es kann aber auch ein Herstellungs-Prozeß, wie in Fig. 2 gezeigt, Einsatz finden.
Ein Katalysator-Filter kann gemäß der vorliegenden Erfindung auch wie folgt hergestellt werden. Ein Filter 11, welches durch Verweben von Glasfaser-Monofilamenten gebildet ist, wird in einer Stufe 14 in eine Oberflächen-Behandlungslösung 12 eingebracht, zu welcher ein Pulver von Titanoxid oder ein Pulver von Titanoxid und Wolframoxid 13 zugesetzt ist. Dann wird das Filter in einer Oberflächenbehandlungs-Härtungsstufe 15 gehärtet. Nach der Stufe 17, des Einbringens des Filters in eine Lösung 16, welche die Katalysatorkomponenten, wie Ammoniummetavanadat und Ammoniumwolframat enthält, wird das Filter einer Trocknungs-Stufe 18 und danach einer Ausback-Stufe 19 zur Herstellung eines Katalysatorfilters zugeführt.
Als ein Katalysator kann Titanoxid zusammen mit Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid verwendet werden. Titanoxid kann entweder durch Zugabe eines Titanoxid-(TiO&sub2;) Pulvers, dessen Partikeldurchmesser 0,01 bis 1 um betragen, zu der oben genannten Oberflächen-Behandlungslösung aufgetragen werden, so daß das Titanoxid zur selben Zeit wie die Oberflächenbehandlung aufgebracht wird oder aber der Auftrag kann durch Zugabe von Wolframoxid zusammen mit einem Pulver von Titanoxid zu der oben genannten Oberflächen-Behandlungslösung zugegeben werden. Der so aufgetragene Katalysator wird durch Härten bei 180 bis 250ºC nach Eintauchen des Filters in die oben genannte Oberflächen-Behandlungslösung gebunden und stabilisiert. Die Katalysator-Partikel wie Titanoxid werden mittels der oben beschriebenen Methode fest an die Oberfläche der Glasfaser gebunden und werden während des Gebrauches nicht leicht abgelöst. Auch Ammoniummetavanadat (NH$VO&sub3;) und/oder Ammoniumwolframat (5(NH&sub4;)&sub2;O.12WO&sub3;.5H&sub2;O) werden als Oxalsäure-Lösungen zubereitet und das oben genannte Filter wird in diese vorbereitete Lösung eingebracht. Nach Entfernung überschüssiger Lösung von dem Filter wird dasselbe in eine Trocknungs-Stufe eingebracht und bei 100 bis 150ºC, vorzugsweise 110 bis 130ºC getrocknet. Der Wassergehalt zu diesem Zeitpunkt beträgt 200 bis 400 g/m². Darauf folgend wird das Filter in eine Ausback-Stufe eingebracht und wird bei 180 bis 220ºC, vorzugsweise 190 bis 200ºC, unter Rücksichtnahme auf die Hitze-Beständigkeit des Filters ausgebacken. Das so erhaltene Katalysatorfilter enthält als aktive Katalysator-Komponenten TiO&sub2;, V&sub2;Ox (x=4-5) und WOx (x=2-3), und seine Zusammensetzung, bezogen auf das Gewicht, beträgt vorzugsweise TiO&sub2;:V&sub2;Ox:WOx=90-95:0-10:0-10. Insbesondere sollte V&sub2;Ox 5-10 Gew.-% und WOx sollte 1-5 Gew.-% betragen. Die jeweils aufgebrachten Mengen sollten 1-20 Gew.-%, vorzugsweise 5-10 Gew.-% betragen.
Auch die an das Filter gebundenen Katalysator-Partikel sollten Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 um, vorzugsweise etwa um 1 um betragen, wobei die Haftung und die Permeabilität zur Oberfläche der Glasfaser die Retentivität innerhalb der Faser und die bei der Herstellung eines Titanoxidpulvers auftretenden Beschränkungen Berücksichtigung finden sollen.
Des weiteren kann das Katalysatorfilter der vorliegenden Erfindung aus Glasfaser-Monofilamenten und Titanfaser-Monofilamenten des Anatas-Typs hergestellt sein. Diese Materialien werden zur Bildung eines Filters verwoben und mit einem Oberflächen-Behandlungsmittel, zu welchem ein Harz vom Fluorethylen-Typ und Kohlenstoff oder Silikon zugegeben sind, behandelt. Dieses Filter wird dann in eine vorbereitete Lösung, welche Entstickungskomponenten, wie Ammoniummetavanadat, Ammoniumwolframat od.dgl. enthält, eingebracht und getrocknet und ausgebacken, um ein Katalysator-Filter zu erhalten.
Gemäß einer anderen Methode kann das unter Verwendung des obigen vereinten Garns gewobene Filter auch in einer vorbereiteten Lösung, welche ein Oberflächen-Behandlungsmittel und Ausgangsverbindungen für Entstickungskatalysatoren enthält, eingebracht werden, und getrocknet und ausgebacken werden, um ein Katalysator-Filter herzustellen.
Monofilamente, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 gezeigt sind, können hier als Glasfaser verwendet werden. Die Durchmesser der langen Fasern betragen bevorzugt 3-13 um. Es kann auch ein Monofilament einer Titanfaser vom Anatas-Typ, z.B. gemäß der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 215815/1985 beschriebenen Weise hergestellt werden, und kurze oder lange Fasern, deren Durchmesser 0,1-10 um betragen, sind bevorzugt. Das Zumischungsverhältnis der Titanoxidfaser (die Gew.-% an Titanoxidfaser bezogen auf das Gesamtgewicht des gewebten Tuches) beträgt bevorzugterweise 1-50 Gew.-%.
Obwohl solche Monofilamente entweder zu einfachen Leinengeweben oder Köper-Geweben oder Satin-Geweben zur Bildung eines Filters verwoben werden, wird Köper bevorzugt.
Die Dichte des gewebten Filters wird als das Gewicht (Gramm) des pro Flächeneinheit (m²) des Glasfasertuches verwendeten Monofilaments ausgedrückt.
Wenn die Dichte gering ist, werden die Maschen eines solchen Filters grob und feinerer Staub kann leicht durch sie hindurchdringen, mit dem Ergebnis, daß die Filter-Fähigkeit verringert wird. Wenn die Dichte zu hoch ist, können die Maschen des Filters leicht verstopft werden und das Filter selbst wird dicker, was nicht nur die Filter-Eigenschaften unterminiert, sondern auch Überbrückungs-Phänomene des an das Filter gebundenen Katalysators verursacht, mit dem Resultat einer Staubbildung. Aus den oben genannten Gründen wird die Dichte auf zwischen 400 und 1000 g/m², vorzugsweise 600-900 g/m² ausgewählt.
Das, wie oben beschrieben, gewebte Filter sollte mit einem Harz vom Fluorethylen-Typ und Kohlenstoff beschichtet sein, um dessen Widerstandsfähigkeit gegenüber Säure, Chemikalien, Abrieb und Bruch zu erhöhen und um die Bindung der Katalysator-Partikel an das Filter zu erleichtern. Für eine bessere Bindung der Katalysator-Teilchen sollte der Gehalt an Harz vom Fluorethylen-Typ 1-10 Gew.-% des Filters, vorzugsweise 4-8 Gew.-%, betragen.
Der hier verwendete Kohlenstoff ist hauptsächlich Grafit (Plumbago), kann aber auch amorphen Kohlenstoff enthalten. Der Gehalt an Kohlenstoff beträgt 0-5 Gew.-%, vorzugsweise 1-3 Gew.-%. Silikon kann zu dem oben genannten Harz zugesetzt sein. Silikon ist nicht immer notwendig, denn es hat ähnliche Funktionen wie Kohlenstoff, aber es können 1-2 Gew.-% davon vorhanden sein.
Aktive Komponenten des Katalysators sind Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid. Die Ausgangskomponenten dieser aktiven Komponenten können Ammoniummetavanadat und Ammoniumwolframat, genauso wie denselben ähnliche Verbindungen sein.
Die Menge dieser aufgebrachten aktiven Katalysator-Komponenten beträgt 0,1-10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5-2 Gew.-% und die Konzentration einer zubereiteten Lösung und die Menge des im Filtertuch absorbierten Wassers können nach Bedarf eingestellt werden. Die aktiven Komponenten des Katalysators sind V&sub2;Ox xX=4-5) und WOx (x=2-3) und sollten 0,1-10 Gew.-% bzw. 0,1-5 Gew.-% betragen, wobei deren Gesamtsumme 0,1-10 Gew.-% beträgt.
Ein Verfahren zur Aufbringung des Katalysators beginnt mit der Zubereitung einerOxalsäure-Lösung, welche Ammoniumetavanadat (NH&sub4;VO&sub3;) und/oder Ammoniumwolframat (5(NH&sub4;)&sub2;O.12WO&sub3;.5H&sub2;O) enthält, und mit der Immersion des oben genannten Filters in dieser Lösung. Nachdem überschüssige Lösung von dem Filter in ausreichendem Maße entfernt ist, wird der Filter einer Trocknungs-Stufe zugeführt und bei 100 bis 150ºC, vorzugsweise bei 110-130ºC, getrocknet. Der Wassergehalt der Glasfaser zu diesem Zeitpunkt beträgt 200-400 g/m². Darauffolgend wird das Filter in eine Ausbackstufe eingebracht und bei 180-220ºC, vorzugsweise 190-200ºC, ausgebacken, wobei auf die Hitzebeständigkeit des Filters Rücksicht genommen wird.
In einer weiteren Methode können die Katalysator-Komponenten aufgetragen werden, indem eine vorbereitete Lösung verwendet wird, welche durch Zugabe von Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid zu einem Oberflächen-Behandlungsmittel zubereitet ist. Der so aufgetragene Katalysator wird durch Härten bei 180-250ºC nach der Immersion des Filters in der oben genannten vorbereiteten Lösung gebunden und stabilisiert. Nach der oben beschriebenen Methode fest an die Oberfläche einer Glasfaser gebundene Katalysator-Komponenten können während des Gebrauches nicht leicht abgelöst werden.

Ausführungsform 1

Wir verwoben ein Glasfaser-Monofilament (E), dessen Durchmesser 6 um beträgt (seine Zusammensetzung: SiO&sub2;, 52-56%; Al&sub2;O&sub3;, 12-16%; CaO, 15-25%; MgO, 0-6%; B&sub2;O&sub3;, 8-13%; Na&sub2;O+K&sub2;O, 0-1%) zu einem Köper-Gewebe mit einer Dichte von 850 g/m², wobei ein Filter erhalten wurde. Wir brachten dieses Filter in eine Behandlungslösung ein, welche 4-8 Gew.-% eines Tetrafluorethylen-Harzes, 1-5 Gew.-% Kohlenstoff und 1-3 Gew.-% Silikon enthielt, und trockneten das Filter, nachdem die Behandlungslösung unter Verwendung einer Quetschwalze entfernt wurde. Auch bereiteten wir eine Katalysatorlösung, welche 6,5 g Titanoxid vom Anatas-Typ, dessen mittlerer Teilchen-Durchmesser 0,1 um beträgt, sowie weiters 1,5 g Ammoniummetavanadat und 160 cm³ einer 5%-Oxalsäurelösung enthielt. Wir tränkten das oben genannte Filter in dieser zu bereiteten Lösung und trockneten es bei 110-130ºC. Danach wurde das Filter bei 190-200ºC ausgebacken, um ein Katalysator-Filter zu erhalten. Es wurde gefunden, daß an dieses Filter 3 Gew.-% TiO&sub2; und V&sub2;O&sub5; im Gewichtsverhältnis von 90:10 gebunden sind. Auch war der durchschnittliche Teilchen-Durchmesser des Katalysators 0,1 um.
Wir ordneten dieses Katalysator-Filter in einem Rohr mit 38 mm Durchmesser in rechtwinkeliger Position zur Erstreckung des Rohres an und hatten eine Filterfläche von 11,3cm².
Zunächst leiteten wir in dieses Rohr ein Abgas, enthaltend 100 ppm NOx, 80 ppm NH&sub3; (NH&sub3;/NOx=0.8), 50 ppm SO&sub2;, 200 ppm HCl, 20 % H&sub2;O und 10 g/Nm³ Staub, und testeten das Filter im Hinblick auf Entstickung. Der Prozentsatz der Entstickung (% NOx entfernt) betrug mehr als 78% und es wurden mehr als 99,9% des Staubes entfernt. Des weiteren führten wir ein Abgas mit einem Gehalt von 700 ppm Chlorwasserstoff in das oben genannte Rohr ein und testeten im Hinblick auf die Eliminierung von Chlorwasserstoff durch Versprühen von 4 g/Nm³ (trocken) Partikel von gelöschtem Kalk an der Eingangsseite des Katalysatorfilters. Es wurde gefunden, daß die Konzentration an Chlorwasserstoff auf 25 ppm oder weniger reduziert wurde.

Ausführungsform 2

Wir stellten durch Verweben eines Glasfaser-Monofilaments (E), dessen Durchmesser 6 um beträgt (deren Zusammensetzung: SiO&sub2;, 52-56%; Al&sub2;O&sub3;, 12-16%; CaO 15-25%; MgO, 0-6%; B&sub2;O&sub3;, 8-13%; Na&sub2;O+K&sub2;O, 0-1%) zu einem Köpergewebe mit einer Dichte von 850 g/m² ein Filter her. Wir mischten 7 Gew.% Titanoxid vom Anatas-Typ dessen durchschnittlicher Teilchendurchmesser 0,1 um betrug, in eine Behandlungslösung. welche 4-8 Gew.-% eines Harzes vom Fluorethylen-Typ, 1-5 Gew.-% Kohlenstoff und 1-3 Gew.-% Silikon enthielt, ein. Wir brachten dann das oben genannte Filter in diese Lösung ein und trockneten es, nachdem die Behandlungs-Lösung von dem Filter unter Anwendung einer Quetschwalze entfernt worden war. Dann bereiteten wir eine Katalysator-Lösung zu, indem 1,0 g Ammoniummetavanadat zu 100 cm³ einer 5%-igen Oxalsäurelösung zugegeben wurde. Wir tränkten das oben genannte Filter in dieser vorbereiteten Lösung und trockneten es bei 110-130ºC. Dann wurde das Filter bei 190-200ºC zum Erhalt eines Katalysatorfilters ausgebacken. Es wurde gefunden, daß an dieses Filter 3 Gew.-% TiO&sub2; und V&sub2;O&sub5; im Gewichtsverhältnis von 90/10 von TiO&sub2;/V&sub2;O&sub5; gebunden waren. Auch hier betrug der mittlere Partikel-Durchmesser des Katalysators 0,1 um.
Fig. 3 zeigt wie die Katalysator-Teilchen an die Oberfläche des Katalysator-Filters gebunden sind. Titanoxid-Teilchen 22 und Kohlenstoffteilchen 23 sind fein verteilt auf der Oberfläche der Glasfaser-Monofilamente 21 zu sehen und die Glasfaser-Oberfläche ist durch eine Schicht von Tetrafluorethylen-Harz bedeckt.
Zunächst führten wir dem Rohr ein Abgas, welches 100 ppm NOx, 80 ppm NH&sub3; (NH&sub3;/NOx=0.8), 50 ppm SO&sub2;, 200 ppm HCl, 20% H&sub2;O und 10 g/Nm³ Staub enthielt, bei einer Temperatur von 230ºC und mit einer Geschwindigkeit von 1 l/min. zu und prüften die Entstickung. Der Prozentsatz Entstickung (% NOx, die entfernt wurden) betrug mehr als 78 % und es wurden mehr als 99,9 % Staub entfernt.
Wir führten auch ein Abgas, welches 700 ppm Chlorwasserstoff enthielt in das oben genannte Rohr ein und testeten auf Entfernung von Chlorwasserstoff wobei 4 g/Nm³ (trocken) Teilchen von gelöschtem Kalk an der Frontseite des Katalysatorfilters versprüht wurden. Es wurde gefunden, daß die Konzentration an Chlorwasserstoff auf 25 ppm oder weniger reduziert wurde.

Ausführungsform 3

Wir stellten durch Verweben von Glasfaser-Monofilamenten (E), deren Durchmesser 6 um betrug, (deren Zusammensetzung: SiO&sub2;, 52-56%; Al&sub2;O&sub3;, 12-16%; CaO, 15-25%; MgO, 0-6%; B&sub2;O&sub3;, 8-13%; Na&sub2;O+K&sub2;O, 0-1%) und Titanfaser-Monofilament vom Anatas-Typ, dessen Durchmesser 5 um betrug und dessen Zumischrate 20 Gew.-% war, zu einem Köper-Gewebe mit einer Dichte von 850 g/m², ein Filter her. Wir brachten das genannte Filter in eine Oberflächenbehandlungslösung, welche 8 Gew.-% eines Harzes vom Fluorethylen-Typ und 2 Cew.-% Kohlenstoff enthielt, ein und trockneten es, nachdem die Behandlungslösung unter Verwendung einer Quetschwalze vom Filter entfernt worden war. Dann stellten wir weiters eine vorbereitete Katalysator-Lösung durch Zugabe von 2,0 g Ammoniummetavanadat zu 100 cm³ einer 5%-Oxalsäure-Lösung her. Wir brachten das oben genannte Filter in diese vorbereitete Lösung ein und trockneten es bei 110-130ºC. Dann wurde das Filter bei 190-200ºC ausgebacken, um ein Katalysator-Filter zu erhalten. Es wurde gefunden, daß an dieses Filter 1 Gew.-% V&sub2;O&sub5; gebunden war.
Fig. 4 zeigt, wie die Katalysator-Partikel an die Oberfläche des Katalysatorfilters gebunden sind. Die für die Entstickung wirksame katalytische Komponente V&sub2;O&sub5; 33 und Kohlenstoffpartikel 34 sind, wie zu sehen, dispers an der Oberfläche des Glasfaser-Monofilaments 31 und des Titanfaser-Monofilaments 32 vom Anatas-Typ gebunden und die Monofilament-Oberflächen sind durch Streifen 35 eines Harzes vom Fluorethylen-Typ und durch eine Schicht 36 eines Harzes vom Fluorethylen-Typ bedeckt.
Wir ordneten dieses Katalysatorfilter in einem Rohr mit 38 mm Durchmesser so an, daß es im rechten Winkel zum Rohr stand, wobei eine Filter-Fläche von 11,3 cm² zur Verfügung stand.
Zunächst leiteten wir in dieses Rohr ein Abgas, welches 100 ppm NOx, 80 ppm NH&sub3; (NH&sub3;/NOx=0.8), 50 ppm SO&sub2;, 200 ppm HCl, 20% H&sub2;O und 10 g/Nm³ Staub enthielt, bei einer Temperatur von 230ºC mit einer Geschwindigkeit von 1 l/min und prüften auf Entstickung. Der Prozentsatz an Entstickung (% NOx, die entfernt werden) betrug mehr als 78% und es wurden mehr als 99,9% des Staubs entfernt.
Wir führten auch ein Abgas, welches 700 ppm Chlorwasserstoffsäure enthielt, in das oben genannte Rohr ein und testeten auf Entfernung von Chlorwasserstoffsäure in dem 4 g/Nm³ (trocken) Teilchen von gelöschtem Kalk an der Eingangsseite des Katalysator-Filters versprüht wurden. Es wurde gefunden, daß die Konzentration an Chlorwasserstoff auf 25 ppm oder weniger reduziert worden war.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein umfassendes Verfahren zur Behandlung von Verbrennungs-Abgasen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein alkalisches Pulver, Ammoniak oder deren Vorläufersubstanzen einem Strom des Verbrennungs-Abgases zugesetzt werden, welches schädigende Bestandteile, wie saure Gase und Stickstoffoxide enthält, und das Verbrennungs-Abgas durch ein Filter, welches einen Entstickungs-Katalysator trägt durchgeführt wird.
Das den Entstickungs-Katalysator tragende Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie folgt ausgeführt sein:
(a) Ein Filter, hergestellt aus einem Tuch, welches mit einer feinen Teilchen-Emulsion eines Entstickungs-Katalysators (und einem dritten Material) imprägniert ist;
(b) ein Filter, hergestellt aus einem gewebten Tuch, unter Verwendung einer Entstickungs-Katalysatorfaser und einer weiteren Faser, wie z.B. einer Glasfaser und einer Metallfaser;
(c) ein Filter, hergestellt aus einem gewebten Tuch, unter Verwendung einer Glasfaser, welche einen Entstickungs-Katalysator trägt einer Metallfaser und anderer Arten von Fasern;
(d) ein Filter, hergestellt aus sack-ähnlichen Stücken des Filtertuchs, welches Entstickungs-Katalysatoren enthält; und
(e) ein Filter, an welches Sack-ähnliche Behälter, welche Entstickungs-Katalysatoren enthalten, angenäht sind.
Obwohl Katalysatoren vom Typ Vanadiumpentoxid oder Titanoxid hier als Entstickungs-Katalysatoren bevorzugt sind, können auch andere Arten von Katalysatoren verwendet werden. Der durchschnittliche Durchmesser der Katalysatorpartikel sollte zwischen 0,01 und 100 um liegen und ein m² des Filtertuches sollte 1-300 g des Katalysators tragen, sodaß die Kontaktfläche zwischen Katalysator und Gas 0,1-10000 m²/1 m² Filtertuch beträgt.
Als alkalische Pulver können Materialien wie Ca (OH)&sub2;, CaCO&sub3;, CaO, Mg(OH)&sub2;, MgCO&sub3; und MgO verwendet werden und deren Teilchen-Durchmesser sollten weniger als 100 um, vorzugsweise 50 um oder weniger betragen. Die Menge des eingebrachten Pulvers sollte dem 0,1-10-Fachen des Reaktions-Äquivalents von Chlorwasserstoff und Schwefeloxiden, die zu behandeln sind, entsprechen.
Obwohl auf das Filter auch eine Vorbeschichtung mit einem Hilfs-Pulver aufgebracht werden kann, um es zu schützen und um eine Mehrlagenschicht zu erreichen, sodaß die Gas-Permeabilität und die Haftfähigkeit gesichert sind, ist ein derartiges Hilfs-Pulver nicht immer nötig, jeweils abhängig von der Form eines Filters und den Eigenschaften des zu behandelnden Gases und den Behandlungs-Bedingungen. Als Hilfs-Pulver sollen Zeolithe, Aluminiumoxid, Diatomeenerde, Baryt (Bariumsulfat), aktivierter Ton, Kaolin, Feldspat, Quarz od.dgl, vorzugsweise ein Pulver von Diatomeenerde oder Baryt oder Zeolith selbst oder in Form einer Mischung von 2 oder mehreren der genannten Substanzen verwendet werden. Die Teilchen-Durchmesser sollten 1-100 um, vorzugsweise 10-50 um betragen und die Menge des aufgebrachten Hilfs-Pulvers sollte 5-50 Gew.-% der Menge des alkalischen Pulvers betragen.
Als Reduktionsmittel für die Stickoxide können Ammoniak oder seine Vorläufersubstanzen, wie z.B. Harnstoff verwendet werden und die Menge eines solchen zugeführten Reduktionsmittels sollte dem 0,1 - 1,5-Fachen des Reaktions-Äquivalents der Stickstoffoxide entsprechen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht der Einrichtung, welche ein umfassendes Verfahren gemäß der Erfindung zur Behandlung von Verbrennungs-Abgasen verkörpert.
Ein Verbrennungs-Abgas A wird in eine Fördereinrichtung zur Versprühung des Pulvers 41 eingeführt. Eine nötige Menge eines alkalischen Pulvers a wird von einer zweiten Fördereinrichtung 44 für das Versprühen des Pulvers einer Sprüheinrichtung 46 zugeführt und eine notwendige Menge eines Hilfspulvers b für bessere Filtereigenschaften wird von einem noch weiteren Förderapparat 45 für Pulverversprühung über eine weitere Blaseeinrichtung 47 zugeführt und in das oben genannte Abgas in der Zuführeinrichtung 41 eingesprüht. Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff und ein Teil der Schwefeloxide werden durch Neutralisations-Reaktionen entfernt.
Zunächst wird das oben genannte Abgas einer Zuführeinrichtung für Flüssigkeitsversprühung zugeführt und es wird eine notwendige Menge eines Reduktionsmittels c für Stickstoffoxide, welches aus einem Tank 48 mittels Pumpe zugefördert wird, in dieses Abgas eingesprüht. Das Abgas A', welches ein alkalisches Pulver a ein Hilfs-Pulver b und ein Reduktionsmittel c enthält, wird in einen umfassenden Reaktionsstaub-Kollektor vom Filter-Typ geführt.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Diagramm, welches die Eliminierungs-Mechanismen im Reaktionsstaub-Kollektor 43 zeigt. Durch Vorbeschichtung mit dem Hilfs-Pulver b wird eine Schutzschicht II auf der Oberfläche des Tuchfilters III, welches einen Entstickungs-Katalysator II trägt gebildet. Durch Zuführen des oben genannten Abgases A' zu diesem Tuchfilter wird eine Mehrlagen-Schicht I gebildet, in der Form, daß das alkalische Pulver a das Hilfs-Pulver b die Produkte der Neutralisations-Reaktion d und die Flugaschen e auf der oben genannten Schutzschicht II aufgefangen werden. Wenn nun Restmengen an Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff und Schwefeloxiden im Abgas durch diese Mehrlagenschicht 1 hindurchgehen, werden sie absorbiert und durch Reaktion mit dem alkalischen Pulver in dieser Schicht entfernt. Staub wird zur selben Zeit entfernt als Folge des Filter-Effektes der Mehrlagen-Schicht I.
Das Abgas, welches die Mehrlagen-Schicht I und die Schutz-Schicht II passiert hat, wird dem Entstickungs-Katalysator-Filter III, zusammen mit dem Reduktionsmittel c zugeführt. Die Stickstoffoxide im Abgas werden zu Stickstoffgas reduziert und das Abgas wird als perfekt gereinigtes Gas A abgeführt.
Obwohl die Mehrlagenschicht auf dem Tuchfilter III in dem umfassenden Reaktionsstaub-Kollektor 43 ihre Gaspermeabilität aufrechterhält, infolge des in der Schicht dispergierten Hilfs-Pulvers wächst ihre Dicke allmählich an und die folgenden Maßnahmen haben den Zweck, sie vor einem zu starken Anwachsen der Dicke zu bewahren. Es müssen Rück-(Revers)-Druckbeaufschlagungen, Rückspülungen, Vibrationen od.dgl. angewendet werden, um die Mehrlagen-Schicht I zu rütteln und sie von dem Basisanteil des Staub-Kollektors als Pulverstaub B zu befreien.
Darüberhinaus können, was das Hilfs-Pulver b betrifft, nachdem die Schutzschicht II auf der Filteroberfläche durch Zuführung des Hilfs-Pulvers, wie oben beschrieben, gebildet worden ist, das alkalische Pulver a und das Hilfspulver b zur gleichen Zeit zugeführt und versprüht werden oder aber sie können von Beginn an zusammen vermischt werden und auf einmal zugeführt werden. Zusätzlich ist die Schutzschicht II gemäß der Erfindung nicht immer nötig und kann, wenn sie nicht benötigt wird, weggelassen werden.
Fig. 7 dient dazu, den Eliminierungs-bzw. Reinigungs-Mechanismus zu erklären, wenn ein Abgas unter Verwendung einer Variation des Filters gemäß Fig. 6 behandelt wird. Dieses Filter ist durch Anordnen eines gewöhnlichen Filtertuches IV auf der Oberfläche des Filtertuchs III, welches einen Entstickungs-Katalysator in Fig. 6 trägt, gebildet, so daß das gewöhnliche Filtertuch IV an der Zuströmseite des Gasstroms und das den Entstickungs-Katalysator III tragende Filtertuch abstromseitig angeordnet sind. Dieses Filter bildet eine Sammelschicht I auf der Oberfläche des gewöhnlichen Filtertuches IV, indem es die Flugaschen, Reaktionsprodukte, das alkalische Pulver od.dgl. auffängt, und schützt das Filtertuch III, welches den Entstickungs-Katalysator trägt. Obwohl Fig. 7 eine Schutzschicht III aus dem Hilfspulver b zeigt, welche auf der Oberfläche des Filtertuchs IV eine Vorbeschichtung bildet, ist diese Schutzschicht nicht immer nötig, wenn das oben genannte gewöhnliche Filtertuch IV verwendet wird.
Die Fig. 8 dient dazu, den Eliminierungs-Mechanismus zu erklären, wenn ein Abgas unter Verwendung einer weiteren Variation des Filters gemäß Fig. 6 behandelt wird. Dieses Filter wird durch eine Sandwichkonstruktion mit einem Entstickungs-Katalysator X mit zwei Stücken des Filtentuches IV gebildet. Es werden Nähte angeordnet, um eine Tasche mit geeigneter Größe zu schaffen, in welcher der Katalysator enthalten ist. Verglichen mit dem Filter gemäß Fig. 6, deren Filtertuch direkt das Entstickungs-Katalysatorpulver trägt, hat das Filter gemäß Fig. 8 die Vorteile, daß es flexibel bleibt, dessen Gaspermeabilität und dgl. ohne Verlust der ursprünglichen Eigenschaften aufrecht erhalten wird.

Ausführungsform 4

Wir führten einen Versuch zur Behandlung von Verbrennungs-Abgas unter Einsatz der Einrichtung gemäß Fig. 5 aus.
Zuerst webten wir ein Filter unter Verwendung einer Faser, deren Durchmesser 6 um beträgt, zu einem Doppel-Köper-Gewebe, sodaß dessen Dichte 850 g/m² beträgt. Zusätzlich bereiteten wir eine Emulsion von feinen Teilchen eines Entstickungs-Katalysators des Vanadiumpentoxid- und Titanoxid-Typs zu. Wir brachten das oben genannte Filter in diese Emulsion ein und erhielten ein Filter, welches 3 Gew.-% der Katalysatorkomponenten trug. Wir ordneten dieses Filter im Reaktionsstaub-Kollektor gemäß Fig. 5 an.
Wir verwendeten ein Abgas aus einer Verbrennungsanlage, deren Kapazität 150 t/Tag betrug und führten das Gas in die Sprühfördereinrichtung mit einer Geschwindigkeit von 30000 Nm³/h ein.
Dieses Abgas enthielt, wie gefunden wurde, 5 g/Nm³ Flugaschen, 50 ppm HF, 1000 ppm HCl, 100 ppm SOx und 150 ppm NOx.
Nachfolgend führten wir dem oben genannten Abgas mit einer Geschwindigkeit von 100 kg/h eines Pulvers von gelöschtem Kalk als alkalisches Pulver zu, wobei eine Sprühfördereinrichtung 41 verwendet wurde, und wir bliesen eine Mischung von Diatomeenerde und Baryt in einem Gewichtsverhältnis von 9:1 als Hilfspulver mit einer Geschwindigkeit von 5-20 kg/h ein und darüberhinaus führten wir Ammoniakgas als Reduktionsmittel mit einer Rate von 4 m³/h zu. Die Zeit welche dem Abgas zum Durchlaufen der Sprühzuführungseinrichtung verblieb, betrug 1-5 s. Darauffolgend führten wir das Abgas in einen Reaktionsstaub-Kollektor 43, um eine umfassende Behandlung auszuführen.
Wir analysierten das Abgas bei einem Auslaß des Reaktionsstaub-Kollektors und fanden 0,003 g/Nm³ oder weniger Staub, 5 ppm oder weniger HF, 20 ppm oder weniger HCl, 10 ppm oder weniger SOx und 20 ppm NOx.
Dieses Entstickungs-Katalysator-Filter erlitt leichte Ablösungen und Abbauerscheinungen im Hinblick auf die lange Zeitdauer, während das Gas durchgeführt wurde und trotz der oftmaligen Rückspülungen.
Weiters webten wir ein gewöhnliches Filtertuch in Köpergewebe unter Verwendung einer Faser, deren Durchmesser 6 um beträgt, wobei ein Filter mit einer Webdichte von 450 g/m² erhalten wurde. Wir ordneten dieses Filtertuch auf der Oberfläche des oben genannten Entstickungs-Katalysator-Filters an und führten einen weiteren Versuch zur Behandlung eines Verbrennungs-Abgases unter Verwendung eines Reaktionsstaub-Kollektors durch, in welchem dieses Filtertuch und das Katalysator-Filter unter denselben Bedingungen wie im vorhergehenden Versuch angeordnet wurde.
Wir analysierten das Abgas an einem Auslaß des Reaktionsstaub-Kollektors und fanden äußerst hohe Behandlungs-Wirksamkeit, wie im oben beschriebenen Versuch. Weiters fanden wir geringe Ablösungserscheinungen des Katalysators vom Filter und geringe Zersetzung des Katalysators und keinen Verlust bezüglich der Flexibilität des Filtertuches.
Die vorliegende Erfindung zeigt folgende Vorteile:
(1) Bei Anwendung der oben beschriebenen Einrichtungen können Entstickungskatalysatoren an ein Filter gebunden werden, welches dann hinsichtlich seiner Resistenz gegen Acidität, Falten, Chemikalien und Abrieb wesentlich überlegen ist. Ein so erhaltenes Katalysator-Filter kann ein Abgas entsticken und aus demselben den Staub gleichzeitig entfernen und, wenn ein alkalisches Absorbens gleichzeitig eingesetzt wird, kann das Filter auch saure Gase wirkungsvoll entfernen.
(2) Unter Einsatz der oben beschriebenen Konstruktionen kann eine Titanoxid-Faser, welche einen aktiven Entstickungs-Katalysator darstellt, in ein Filter eingewoben werden, welches hinsichtlich seiner Resistenz auf Säure, gegenüber Faltung, Chemikalien und Abrieb überlegen ist und aktive Katalysatoren, die auf die Titanoxid-Faser aufgebracht sind, haben insbesondere starke Entstickungs-Kapazität. Ein erhaltenes Katalysator-Filter kann gleichzeitig ein Abgas entsticken und Staub daraus entfernen und wenn ein alkalisches Absorbens gleichzeitig eingesetzt wird, kann das Filter auch saure Gase wirksam entfernen.
(3) Unter Einsatz der oben beschriebenen Konstruktionen kann ein Reaktionsstaub-Kollektor, welcher ein Entstickungs-Katalysator-Filter aufweist, Staub, Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Schwefeloxide und Stickstoffoxide scheinbar gleichzeitig entfernen. Als Ergebnis kann im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, bei welchen für jede Behandlungsstufe eine unabhängige Behandlungseinrichtung nötig ist, eine einzige vollständige und multi-funktionelle Einrichtung einen Gesamt-Behandlungsprozeß durchführen, wobei der benötigte Raum bedarf, der Energiebedarf, Druckverluste und Anlagenkosten reduziert werden. Auch kommen die hier verwendeten Katalysatoren mit einem relativ reinen Gas in Kontakt, aus welchem Staub, Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff und Schwefeloxide schon entfernt worden sind und daher kann die Katalysator-Lebenszeit mit Vorteil verlängert werden.

Claims

1. Katalysator-Filter zur Entfernung von Staub, HCl, Cl&sub2;, HF, SOx, und NOx aus Abgas, in welchem Katalysator Partikel, welche aus Titanoxid zusammen mit Vanadiumoxid und, wenn nötig, mit Wolframoxid hergestellt sind und deren Durchmesser zwischen 0,01 und 1 um betragen, von einem Filter getragen sind, welches durch Verweben von Monofilamenten einer Glasfaser, deren Durchmesser zwischen 3 und 15 um liegen, hergestellt ist, so daß das Filter eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist.

2. Katalysator-Filter, wie in Anspruch 1 definiert, wobei das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung der Katalysator-Komponenten TiO&sub2; : V&sub2;Ox : WOx = 90 - 95:1 - 10 : 0 - 5 beträgt und die Menge des auf das Filter aufgebrachten Katalysators 1 bis 20 Gew.-% ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Filters gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

Versehen eines Filters, welches durch Verweben von Monofilamenten einer Glasfaser, deren Durchmesser zwischen 3 und 15 um liegt, hergestellt ist, sodaß es eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist, mit einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Tetrafluorethylen-Harzes und, wenn nötig, unter zusätzlicher Verwendung von Kohlenstoff und/oder Silikon;

Einimprägnieren einer Katalysator-Zubereitungslösung von Titanoxid und Vanadiumoxid zu welcher, wenn nötig Wolframoxid zugesetzt sein kann, in das derart vorbereitete Filter; und

nach dessen Trocknung, Ausbacken dieses Filters.

4. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Filters gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

Mischen eines Pulvers von Titanoxid dessen Partikel-Durchmesser 0,01 bis 1 um betragen, während ein Filter, welches durch Verweben von Monofilamenten einer Glasfaser, deren Durchmesser zwischen 3 und 15 um liegt, hergestellt ist, sodaß es eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist, mit einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Tetrafluorethylen-Harzes und, wenn nötig, unter zusätzlicher Verwendung von Kohlenstoff und/oder Silikon versehen wird, sodaß Titandioxid aufgebracht wird; und

nachfolgendes Beaufschlagen-lassen des Katalysator-Filters mit Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid.

5. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Filters gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

Einmischen von Wolframoxid in ein Pulver von Titanoxid, deren Partikel-Durchmesser 0,01 bis 1 um betragen, während ein Filter, welches durch Verweben von Monofilamenten einer Glasfaser, deren Durchmesser zwischen 3 und 15 um liegt, hergestellt ist, sodaß es eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² aufweist, mit einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Tetrafluorethylen-Harzes und, wenn nötig, unter zusätzlicher Verwendung von Kohlenstoff und/oder Silikon versehen wird, sodaß Titanoxid und Wolframoxid aufgebracht werden und

nachfolgendes Beaufschlagen-lassen des Katalysator-Filters mit Vanadiumoxid.

6. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Filters, welches gekennzeichnet ist durch Versehen eines Filters, das durch Verweben eines kombinierten Garnes von Monofilamenten aus einer Glasfaser und einer Titandioxid-Faser vom Anatas-Typ auf eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² hergestellt ist, mit einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Tetrafluorethylen-Harzes und, wenn nötig, unter zusätzlicher Verwendung von Kohlenstoff und/oder Silikon und Beaufschlagenlassen des Filters mit Vanadiumoxid und/oder Wolframoxid.

7. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Filters, welches gekennzeichnet ist durch gleichzeitiges Versehen eines Filters, das durch Verweben eines kombinierten Garnes von Monofilamenten aus einer Glasfaser und einer Titandioxid-Faser vom Anatas-Typ auf eine Dichte von 400 bis 1000 g/m² hergestellt ist, mit einer Oberflächen-Behandlung und Katalysator-Beaufschlagung, indem das Filter in eine vorbereitete Lösung, welcher ein Tetrafluorethylen-Harz, dem Kohlenstoff und, wenn nötig, Silikon zugesetzt sind und zu welcher auch Vanadiumoxid und/oder Ausgangsverbindungen von Wolframoxid zugegeben sind, eingebracht und getränkt wird.

8. Verfahren zur Behandlung eines Abgases, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß:

ein alkalisches Pulver oder Ammoniak oder dessen Precursor einem Strom eines toxische Substanzen, wie Staub, saure Gase und Stickstoffoxide enthaltenden Verbrennungs-Abgases zugeführt wird, und daß der Gasstrom durch ein Filter gemäß Ansprüchen 1 oder 2 durchgehen gelassen wird.