AT407122B - Geformter keramischer katalysator und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Geformter keramischer katalysator und verfahren zu seiner herstellung Download PDFInfo
- Publication number
- AT407122B AT407122B AT0089093A AT89093A AT407122B AT 407122 B AT407122 B AT 407122B AT 0089093 A AT0089093 A AT 0089093A AT 89093 A AT89093 A AT 89093A AT 407122 B AT407122 B AT 407122B
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- catalytically active
- amounts
- added
- mass
- ceramic catalyst
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 25
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 claims description 23
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 9
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 4
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YZBOVSFWWNVKRJ-UHFFFAOYSA-M 2-butoxycarbonylbenzoate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O YZBOVSFWWNVKRJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N Vanadium(V) oxide Inorganic materials O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Inorganic materials O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 3
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 acrylic ester Chemical class 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010010774 Constipation Diseases 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N methyl cellulose Chemical compound COC1C(OC)C(OC)C(COC)O[C@H]1O[C@H]1C(OC)C(OC)C(OC)OC1COC YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten(VI) oxide Inorganic materials O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
- B01J37/0018—Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2825—Ceramics
- F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
<Desc/Clms Page number 1> Die Erfindung bezieht sich auf einen geformten keramischen Katalysator zur Reduktion von Stickoxiden in Abgasen in Gegenwart eines Reduktionsmittels und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung. Geformte keramische Katalysatoren haben meist eine honigwabenförmige Struktur, durch deren Kanäle die miteinander zur Reaktion zu bringenden Reaktanden hindurchströmen Die kata- lysierte Reaktion läuft im Kontakt der beiden Reaktanden mit der Wandoberfläche ab Um die katalytische Aktivität soweit wie möglich zu vergrössern, versucht man den katalytisch aktiven Ober- flächen eine grosse Porosität zu geben Solche Wabenkatalysatoren werden häufig als Oxidations- EMI1.1 eingesetzt (DE-PS 26 58 539). Diese Katalysatoren werden so in die Rauchgasleitungen von Feuerungsanlagen, insbesondere von Kraftwerken, installiert, dass sie den gesamten Querschnitt der Rauchgasleitung ausfüllen Bekannte Zusammensetzungen sowie die Herstellverfahren der katalytischen Massen solcher Katalysatoren sind den Druckschriften DE-PS 24 58 888, DE-PS 26 58 569, DE-A-36 07 436 und DE-A-36 34 335 zu entnehmen. Stickoxide werden jedoch nicht nur in Grossfeuerungsanlagen, sondern auch in Verbrennungs- motoren und hier insbesondere in Dieselmotoren erzeugt. DeNOx-Katalysatoren lassen sich prinzipiell auch in Kraftfahrzeug-Dieselmotoren einsetzen Aus Grunden der Sicherheit ist dann aber das Reduktionsmittel Ammoniak durch eine Harnstofflösung oder andere ungiftige, flüssige NH3-Verbindungen zu ersetzen Wegen der extrem beengten Platzverhältnisse im Kraftfahrzeug ist dort ausserdem eine besonders grosse katalytische Aktivität je Volumeneinheit gefragt. Eine hohe katalytische Aktivität je Volumeneinheit setzt jedoch eine hohe katalytische Aktivität der Oberflächen und/oder sehr grosse Oberflächen pro Volumeneinheit voraus. Mit den bekannten katalytischen Materialien lassen sich jedoch keine wabenförmigen Strukturen extrudieren, deren Wandstärken 0,8 mm nennenswert unterschreiten Allein mit einem inerten keramischen Material auf AlxSiyOz -Basis, welches unter dem Namen "Cordierit" im Handel ist, lassen sich Wabenkörper extrudieren, deren Wandstärken im Bereich von 0,5 mm liegen und die daher bei entsprechend verkleinerten Kanalquerschnitten eine bei gleichem Volumen deutlich grössere Oberfläche auf- weisen Die Zumischung von katalytisch aktiven Materialien zum Cordierit ist jedoch nur begrenzt möglich, wenn die guten Extrusionseigenschaften nicht beeinträchtigt werden sollen Insgesamt bleibt daher die katalytische Aktivität solcher auf Cordierit-Basis hergestellter Katalysatoren unter derjenigen herkömmlicher, weniger fein extrudierbarer anderer katalytisch aktiver Massen zurück. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wabenkatalysator zu entwickeln, der sich zu hinreichend feinen Waben extrudieren lässt und dennoch eine Materialzusammensetzung hoher katalytischer Aktivität aufweist Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 7 und 9 bis 16 zu entnehmen Dadurch, dass der geformte keramische Katalysator erfindungsgemäss aus einer katalytisch aktiven keramischen Masse in Form eines keramischen Wabenkörpers mit 7,75 bis 186,15 Zellen/cm2 und einer Wandstärke von 0,1bis 0,6 mm besteht, ist eine verhältnismässig sehr grosse Oberfläche bei relativ kleinem Gesamtvolumen des extrudierten wabenförmigen Keramikkör- pers erreicht. Dieser sehr feinzeilige geformte keramische Katalysator lässt sich erfindungsgemäss dadurch herstellen, dass dem katalytisch aktiven Material vor der Extrusion zu einem Formkörper zur Vermeidung von Trocknungsrissen in der extrudierten Masse mindestens ein Filmbildehilfsmittel in Mengen von 0,3 bis 5 Gew -% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugemischt wird. Ein solches Filmbildehilfsmittel verzögert das Abdampfen von Wasser und führt daher zu einem langsameren Trocknen Das hat zur Folge, dass sich der Trocknungsprozess im Inneren und an der Oberfläche der extrudierten Masse vergleichmässigt Da mit dem Trocknen zugleich eine Volumen- veränderung verbunden ist, führt diese Vergleichmässigung des Trocknungsprozesses zugleich auch zu geringeren Spannungen in den Wänden des Wabenkörpers und damit zu einer verringer- ten Rissbildung Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn der Wabenkörper in Weiterbildung der Erfindung EMI1.2 Oberfläche des monolithischen Katalysators, der Standfestigkeit desselben und der Verstopfungs- <Desc/Clms Page number 2> gefahr bei zu kleinen Kanalquerschnitten erreicht In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann als katalytisch aktives Material eines oder mehrere der Komponenten Ti02, W03, MoO3, V2O5 in der katalytisch aktiven Masse enthalten sein. Diese katalytischen Komponenten haben sich in der Vergangenheit als hochaktiv und sehr geeignet erwiesen, die Reduktion der Stickoxide in Gegenwart von Ammoniak zu katalysieren. In besonders zweckmässiger Ausgestaltung der Erfindung können als Filmbildehilfsmittel einer oder mehrere der Stoffe Diethylenglykolmonobutylester (= Butyldiglykol), Butylglykol, Isopropanol, Ethylglykol verwendet werden Diese Stoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie Feuchtigkeit relativ langsam abgeben und daher der Rissbildung entgegenwirken. Zugleich beeinträchtigen diese Stoffe die Extrusionseigenschaften der Masse nicht. Die Extrusionseigenschaften der Masse und damit ihre Eignung, in hinreichend dünnen Wand- stärken extrudiert zu werden, lässt sich deutlich verbessern, wenn in Weiterbildung der Erfindung dem katalytisch aktiven Material vor der Extrusion zu einem Formkörper zur Stabilisierung der Knetmasse und zur Verbesserung der Fliesseigenschaften mindestens ein nicht-ionogenes Verdik- kungsmittel auf Polyurethanbasis in Mengen von 0,2 bis 0,4 Gew.-% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugemischt wird. Solche nicht-ionogene Verdickungsmittel sind unter der Bezeichnung Borchigel L75 (Firma Borchers) und Collacral PU85 (Firma BASF) im Handel erhältlich. Hierdurch wird erreicht, dass sich die Masse beim Extrudieren rissfrei durch die sehr engen Schlitze der Matrize des Presswerkzeugs pressen lässt Zugleich wird durch diese Zugaben erstaunlicherweise auch die Formstabilität der noch feuchten extrudierten keramischen Katalysa- toren erhöht. Das hat zur Folge, dass die Druckentlastung beim Verlassen der Extrusionsdüse weniger zu unerwünschten Formänderungen des Extrusionskörpers führt Die innere Oberfläche des keramischen Formkörpers wird positiv beeinflusst, wenn in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein homopolymeres Dispersionsmittel auf Basis von Polyvinylazetat ein oder mehrere der Stoffe HM105 der Firma Elotex und/oder Acrylsäureester- Styrol-Copolymerisat verwendet sind. Hierdurch wird die Porenbildung verstärkt, ohne zugleich den inneren Halt der gesinterten Keramikmasse nennenswert zu beeinträchtigen Die Festigkeit und Harte des gesinterten Keramikmaterials kann noch weiter gesteigert werden, wenn die Sinterung in einer SO2 und/oder SO3- Atmosphäre bei 400 bis 600 C erfolgt Hierbei wird ein dem Gips ähnliches Gerüst aufgebaut, indem Ti02 in TiOS04 umgewandelt wird. Eine weitere wesentliche Steigerung der mechanischen Festigkeit des fertig extrudierten und gesinterten Körpers lässt sich erreichen, wenn in Ausgestaltung der Erfindung dem katalytischen Material vor der Extrusion zu Formkörpern 2 bis 10 g 0,5 bis 3 mm lange Glasfasern bezogen auf je 100 g der katalytischen Masse zugemischt werden Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Figur gezeigten Ausfuhrungs- beispiels erläutert Bei der Herstellung eines erfindungsgemässen geformten keramischen Katalysators 1 werden zunächst die katalytisch aktiven Komponenten, das sind im wesentlichen TiO2, mit einer oder mehrerer der Komponenten Molybdänoxid, Vanadiumoxid und Wolframoxid in an sich bekannter Weise zu einer feingemahlenen Trockensubstanz verarbeitet Dieser Trockensubstanz werden nunmehr Filmbildehilfsmittel in Mengen von 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf die aktiven Komponenten zugesetzt. Als Filmbildehilfsmittel können ein oder mehrere der nachfolgenden Stoffe Diethylen- glykolmonobutylester (= Butyldiglykol), Butylglykol, Isopropanol, Ethylglykol zugesetzt werden. Des weiteren werden zur Stabilisierung der Katalysatormasse und zur Modifikation der Fliesseigenschaften im Ausführungsbeispiel bezogen auf die katalytisch aktiven Komponenten 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Gew -% eines nicht-ionogenen Verdickungsmittels auf Polyurethan- basis zugegeben. Als solches eignet sich Borchigel L75 der Firma Borchers und Colacral PU85 der Firma BASF recht gut. Diese beiden Verdickungsmittel können allein für sich oder in Kombination miteinander zur Anwendung kommen Ausserdem werden bezogen auf die katalytisch aktiven Komponenten 2 bis 4 Gew. -% einer oder mehrerer der nachfolgenden Substanzen HM105 der Firma Elotex, Akrylsäureester-Styrol- Copolymerisat zugegeben. Diese sind homopolymere Dispersionsmittel auf der Basis von Polyvinylazetat. Sie sind als Pulver erhältlich. Sie dienen zugleich als Binder und als Porenbildner Sie sind mit dafür verantwortlich, dass im Ausführungsbeispiel eine Oberfläche der keramischen Massen von 30 bis 100 m2/g erreicht wird, wobei die Porenradien im Bereich von 10 bis 50 nm <Desc/Clms Page number 3> liegen Schliesslich können auf je 100 g der katalytisch aktiven Komponenten noch 5,5 g Ton als Gleit- mittel und Härter, 1,25 g Tylose als temporärer Binder, etwa 0,97 g Bayhibit als Gleitmittel, 1,5 g Zusoplast 126/3 ebenfalls als Gleitmittel sowie 11 g entionisiertes Wasser sowie 18,6 g 15 %ige Ammoniaklösung als Neutralisationsmittel zugegeben werden. Diese genannten pulvrigen Komponenten werden am besten zuvor in einem Kneter 10 Minuten trocken gemischt, danach unter Zugabe der übrigen flussigen Komponenten etwa 90 Minuten lang nass geknetet Anschhessend können, falls dies zur Verbesserung der Haftfestigkeit gewünscht ist, noch etwa 5,2 g Glasfasern auf 100 g der katalytisch aktiven Komponenten zugegeben werden. Im Ausführungsbeispiel werden Glasfasern von etwa 1 mm Länge verwendet Die sich bildende plastische Masse wird nach der Zugabe der Glasfasern weitere 20 Minuten geknetet. Danach kann diese plastische Masse zu den gewünschten Wabenkörpem 1 extrudiert werden Dabei lassen sich zwischen den Wabenkanälen 3 Stege 2 mit 0,1 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm Wand- stärke, realisieren. Die extrudierten Waben werden mit langsam ansteigender Temperatur im Klimaschrank getrocknet Dabei wird zunächst die relative Luftfeuchtigkeit zu Beginn des Trocknungsprozesses auf 90 % eingestellt und im Laufe der Trocknung, die zunächst bei etwa 40 C erfolgt, allmählich abgesenkt Erst später, etwa nach einer bis zwei Stunden, wird die Temperatur auf 80 C erhöht, wobei die Temperaturänderung im Bereich von 1 bis 10 C pro Stunde liegen sollte Die getrockne- ten monolithischen Wabenkörper werden dann funf Stunden bei 5000 C calziniert. Zur zusätzlichen Härtung werden diese monolithischen Wabenkörper beim Calzinieren einer S02 oder einer EMI3.1 eines gipsartigen Gerüstes, wobei die Umwandlung von Ti02 in TiOS04 eine wesentliche Rolle spielt Dieses Gerüst verbessert die Härte des monolithischen Wabenkörpers und seine Wider- standsfähigkeit gegen Abrasion deutlich Alternativ ist es auch möglich, der Masse vor der Extrusion zu Formkörpem feingemahlene Schamotte, das heisst Aluminiumsilikate zuzugeben und danach die Masse weitere 20 Minuten zu kneten Die Schamotte verhält sich katalytisch neutral, hält jedoch winzige Kanäle frei und erleichtert die rissfreie Trocknung des Wabenkörpers Alternativ zu dem vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiel, bei dem von einer trockenen Mischung der festen Komponenten ausgegangen wird, können auch von Anfang an feuchte Knetmassen oder Suspensionen der Ausgangssubstanzen eingesetzt werden. Auch können die katalytisch aktiven Komponenten, z.B. Molybdän-, Vanadium- und Wolframverbindungen, erst während des Knetprozesses zugegeben werden Gemäss dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel wurde ein Wabenkörper 1 mit drei- eckigen Kanälen 3 extrudiert Eine solche Wabenstruktur hat den Vorteil der grösstmöglichen mechanischen Belastbarkeit. Dies ist bei den sehr geringen Wandstärken von vorrangiger Bedeutung Es wäre jedoch auch möglich, rechteckige oder sechseckige Wabenstrukturen zu extrudieren.
Claims (16)
- PATENTANSPRÜCHE: 1. Geformter keramischer Katalysator zur Reduktion von Stickoxiden in Abgasen in Gegen- wart eines Reduktionsmittels, bestehend aus einer katalytisch aktiven keramischen Masse in Form eines keramischen Wabenkörpers mit 7,75 bis 186,15 Zellen/cm2 und einer Wand- stärke von 0,1bis 0,6 mm
- 2 Geformter keramischer Katalysator nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass der Wabenkorper 15,51 bis 93,07 Zellen/cm2 aufweist.
- 3 Geformter keramischer Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n - zeichnet, dass die Waben des Wabenkörpers eine Wandstärke von 0,1bis 0, 3 mm haben
- 4. Geformter keramischer Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als katalytisch aktives Material eines oder mehrere der Komponenten Ti02, W02, Mo03, V205 in der katalytisch aktiven Masse enthalten sind. <Desc/Clms Page number 4>
- 5 Geformter keramischer Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Masse einen Porenradius von 10 bis 50 nm hat
- 6. Geformter keramischer Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Masse eine Oberfläche von 20 bis 150 m2/g hat.
- 7 Geformter keramischer Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der keramischen Masse Schamotte in Mengen von 0,1 1 bis 10 Gew -% enthalten sind
- 8. Verfahren zur Herstellung eines monolithischen Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem katalytisch aktiven Material vor der Extrusion zu einem Formkorper zur Vermeidung von Trocknungsrissen in der extrudierten Masse mindestens ein Filmbildehilfsmittel in Mengen von 0,3 bis 5 Gew.-% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugemischt wird
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Filmbildehilfs- mittel einer oder mehrere der Stoffe Diethylenglycolmonobutylester (= Butyldiglycol), Butylglycol, Isopropanol, Ethylglycol verwendet sind.
- 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h gekennzeichnet, dass das Filmbilde- hilfsmittel in Mengen von 1 bis 2 Gew -% bezogen auf die katalytisch aktive Trockensubstanz zugemischt wird.
- 11 Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem katalytisch aktiven Material vor der Extrusion zu einem Formkörper zur Stabilisierung der Knetmasse und zur Verbesserung der Fliesseigenschaften mindestens ein nicht ionogenes Verdickungsmittel auf Polyurethanbasis in Mengen von 0,2 bis 4 Gew.-% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugemischt wird.
- 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht ionogenes Verdickungsmittel auf Polyurethanbasis in Mengen von 0,1bis 5 Gew -% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugegeben wird.
- 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem katalytisch aktiven Material vor der Extrusion zu einem Formkörper als Binder und zur Ausbildung einer Porenstruktur ein homopolymeres Dispersionsmittel auf Basis von Polyvinylazetat in Mengen von 0,5 bis 8 Gew.-% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugemischt wird.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die homopolymeren Dispersionsmittel in Mengen von 2 bis 4 Gew.-% bezogen auf die katalytisch aktive Trockenmasse zugegeben werden.
- 15 Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die fertig geformten und getrockneten Formkörper einer Härtung in einer SO2- und/oder S03-Atmosphäre bei 400 bis 600 C unterzogen werden
- 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem katalytisch aktiven Material vor der Extrusion zu Formkörpem 2 bis 10 g 0,5 bis 3 mm lange Glasfasern bezogen auf je 100 g der katalytischen Masse zugemischt werden.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4215481A DE4215481A1 (de) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | Geformter keramischer Katalysator und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ATA89093A ATA89093A (de) | 2000-05-15 |
| AT407122B true AT407122B (de) | 2000-12-27 |
Family
ID=6458593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT0089093A AT407122B (de) | 1992-05-11 | 1993-05-06 | Geformter keramischer katalysator und verfahren zu seiner herstellung |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT407122B (de) |
| DE (1) | DE4215481A1 (de) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4341159B4 (de) * | 1993-12-02 | 2009-02-05 | Argillon Gmbh | Wabenförmiger Katalysator und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE4406431C2 (de) * | 1994-02-28 | 1996-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung poröser,gaspermeabler, katalytisch wirksamer Teile mit inneren Oberflächen |
| US5568652A (en) * | 1994-11-25 | 1996-10-22 | Corning Incorporated | Rapid setting compositions and method of making and using same |
| DE19830342C1 (de) * | 1998-07-07 | 1999-11-25 | Siemens Ag | Katalysatorkörper |
| JP3873924B2 (ja) * | 2002-06-24 | 2007-01-31 | 株式会社デンソー | 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法 |
| DE10307724A1 (de) * | 2003-02-05 | 2004-08-19 | Volkswagen Ag | Kraftfahrzeug mit einem Katalysatorsystem |
| JP3945452B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2007-07-18 | 株式会社デンソー | 排ガス浄化フィルタの製造方法 |
| US7807110B2 (en) | 2004-03-12 | 2010-10-05 | Cormetech Inc. | Catalyst systems |
| US7776786B2 (en) | 2004-05-04 | 2010-08-17 | Cormetech, Inc. | Catalyst systems advantageous for high particulate matter environments |
| DE102004051181A1 (de) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Monolithen |
| JP2007296514A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-11-15 | Ngk Insulators Ltd | 触媒体とその製造方法 |
| CA2659740C (en) | 2006-08-01 | 2016-05-03 | Cormetech, Inc. | Compositions and methods for treating exhaust gases |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3906136C1 (de) * | 1989-02-28 | 1990-08-09 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De |
-
1992
- 1992-05-11 DE DE4215481A patent/DE4215481A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-05-06 AT AT0089093A patent/AT407122B/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3906136C1 (de) * | 1989-02-28 | 1990-08-09 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA89093A (de) | 2000-05-15 |
| DE4215481A1 (de) | 1993-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0385164B1 (de) | Katalysator zur selektiven Reduktion von Stickoxiden mit Ammoniak | |
| EP1128906B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines katalysatorkörpers | |
| AT407122B (de) | Geformter keramischer katalysator und verfahren zu seiner herstellung | |
| EP0376025B1 (de) | Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden aus Abgasen | |
| DE2454846C3 (de) | Keramischer Katalysatorträger mit Wabenstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| EP0254165B1 (de) | Bei hohen Temperaturen beständige Katalysator-Formkörper und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE69927052T2 (de) | Herstellung von codierit-strukturen mit sehr kleinem thermischen expansionskoeffizienten | |
| EP0317875A2 (de) | Katalysator zur selektiven Reduktion von Stickoxiden mit Ammoniak | |
| EP0260704B1 (de) | Katalysatorformkörper sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung | |
| DE3780545T2 (de) | Ein katalysator und ein verfahren, stickoxyde in abgasen zu entsticken. | |
| DE2210438C3 (de) | Hochporöser und gasdurchlässiger keramischer Träger, insbesondere für Katalysatoren und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE4341159B4 (de) | Wabenförmiger Katalysator und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE69310942T2 (de) | Katalysator zur Entfernung von NOx der anorganische Fasern enthält | |
| EP0208929A1 (de) | Katalysatorfestbettaufbau unter Verwendung wabenförmiger Körper | |
| EP3197585B1 (de) | Filterkerze mit mineralischem zusatzstoff | |
| DE3738916C2 (de) | ||
| DE3531871A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines katalysators fuer die reduktive entfernung eines stickoxids | |
| WO2004030817A2 (de) | Verfahren zur herstellung von katalytisch wirkende schichtsilikaten | |
| DE19635893A1 (de) | Katalysatorzusammensetzung und Verfahren zu selektiven Reduktion von NO¶x¶ bei gleichzeitiger weitgehender Vermeidung der Oxidation von SO¶x¶ in sauerstoffhaltigen Verbrennungsabgasen | |
| DE102018204688A1 (de) | Selektiver katalytischer Reduktionskatalysator | |
| DE102009013567B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur | |
| EP0460388B1 (de) | Katalysator für die Oxidation von Schwefeldioxid | |
| DE3916309C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von keramischen Wabenstrukturen | |
| DE2445468A1 (de) | Hochtemperaturbestaendiger, waermeisolierender, keramischer werkstoff | |
| EP2145663B1 (de) | Katalysator zur Umsetzung von Distickstoffmonoxid und seine Verwendung bei der industriellen Salpetersäureherstellung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| UEP | Publication of translation of european patent specification | ||
| REN | Ceased due to non-payment of the annual fee | ||
| ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee |