CH650165A5 - Catalyseur et utilisation du catalyseur. - Google Patents
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Description
L'invention concerne un catalyseur constitué de fibres orientées au hasard en un métal du groupe platine ou alliage de métaux du groupe platine. Ce catalyseur peut être utilisé à l'oxydation de l'ammoniac pour la fabrication, par exemple, d'acide nitrique et la production d'acide cyanhydrique selon le procédé d'Andrassow.
Lors de la production commerciale habituelle d'acide nitrique, un mélange d'ammoniac et d'air en proportions convenables passe au travers d'une toile ou d'une multiplicité de toiles agissant comme catalyseur pour la transformation par oxydation de l'ammoniac en NO (oxide nitrique). Le gaz effluent provenant de la toile est refroidi et traité ultérieurement avec une quantité supplémentaire d'air et d'eau pour obtenir de l'acide nitrique. La matière utilisée pour la fabrication des toiles est habituellement du platine ou un alliage à base de platine. Une toile réalisée en platine avec addition de 10% en poids de rhodium est la toile utilisée le plus fréquemment. Typiquement, cette toile est tissée au moyen de fil de 0,076 mm de diamètre avec 80 mailles réparties sur une longueur linéaire de 25,4 mm. La fabrication de la toile implique la transformation de grands lingots en alliage de platine en fil, avec de nombreuses étapes d'usinage et de recuits intermédiaires, suivies par un tissage techniquement fastidieux et coûteux du fil en toiles. La présente invention offre un catalyseur perfectionné et un procédé de fabrication d'un assemblage comprimé de catalyseur. Le rendement de cet assemblage continu est, à certains égards, supérieur à celui de la charge correspondante d'alliage sous forme de toile. L'assemblage comprimé selon l'invention présente un amorçage plus rapide, un meilleur rendement de transformation et une durée de vie de fonctionnement accrue par comparaison à un assemblage de toile.
Selon la présente invention, un catalyseur convenant pour l'oxydation de l'ammoniac comprend une agglomération de fibres orientées au hasard et réalisées en un métal ou alliage du groupe platine (c'est-à-dire platine, palladium, ruthénium, iridium, rhodium et osmium) ou un alliage contenant au moins un métal du groupe platine, de l'or ou de l'argent. Les fibres sont de préférence des filaments relativement courts (dans ce contexte, par court on entend court par rapport à la longueur des fils utilisés pour la construction des toiles de catalyseur habituelles) qui peuvent être de section transversale généralement circulaire ou non circulaire, par exemple rectangulaire (c'est-à-dire sous forme de ruban) et sous forme de D ou semi-circulaire. Lorsque les fibres ont une forme de section transversale en D, la dimension principale se situe dans le domaine de 0,101 à 0,152 mm et la dimension la plus petite tombe dans le domaine de 0,05 à 0,127 mm. De préférence, la forme de la section transversale des fibres est non circulaire.
Pour la fabrication commerciale d'acide nitrique, on fait passer le mélange d'air et d'ammoniac au travers du catalyseur sous des pressions dépassant 6,89 bar et à des températures entre 650 et 1000° C. Lorsqu'un catalyseur selon la présente invention est utilisé à de telles températures et pressions, il est de préférence soutenu, au moins en aval (si on considère la direction d'écoulement des réactifs), par une ou plusieurs toiles habituelles qui peuvent être réalisées en un métal du groupe platine, un alliage contenant au moins un métal du groupe platine, ou en Kanthal (désignation commerciale). Habituellement, l'agglomération ou assemblage de fibres est mis en sandwich entre deux ou plusieurs couches de toiles habituelles, comme mentionné ci-dessus. Selon un mode de réalisation pratique de l'invention pour la fabrication de l'acide nitrique, l'agglomérat ou assemblage de fibres est disposé dans une zone de catalyse comprenant une ou plusieurs toiles soutenant l'agglomérat ou assemblage par le bas et une ou plusieurs toiles disposées au-dessus de l'agglomérat ou assemblage, ces toiles étant réalisées en un métal du groupe platine, Kanthal ou un alliage contenant au moins un métal du groupe platine. De préférence, les fibres de l'agglomérat et les toiles sont réalisées en platine, platine/rhodium ou un alliage de platine/ rhodium/palladium. Si on le désire, les fibres de l'agglomérat peuvent être soudées, par exemple au moyen de techniques au laser, dans le but d'obtenir une unité indépendante. D'une manière générale, cependant, les fibres sont liées ensembles par frittage.
L'invention est illustrée au moyen de l'exemple de la fig. 1 qui montre un agglomérat de fibres en sandwich entre des toiles, et les fig. 2 et 3 montrent une installation habituelle de toile et une installation selon l'invention respectivement. Dans cet exemple, le constituant catalytique actif principal est une agglomération de fibres réalisées en alliage de platine. L'épaisseur de ce matelas est choisie pour convenir aux conditions opératoires d'une installation de fabrication d'acide nitrique où il doit être utilisé. Pour une installation à pression élevée, opérant avec une charge d'ammoniac 100 t NH3/m2/d à 8,5 bar, l'agglomérat contient une masse de 17,7 kg/m2 d'agglomérat ou surface de matelas de fibres d'alliage de 10% rhodium/platine, la fibre ayant une section transversale moyenne correspondant à un fil de diamètre de 0,076 mm. Le matelas serait comprimé jusqu'à une épaisseur de 4,57 mm. L'agglomérat de fibres peut être comprimé jusqu'à une densité telle que l'agglomération contient entre 10 et 30 kg/m2 d'agglomérat et est, de préférence, comprimé jusqu'à 15-20 kg/m2 de surface d'agglomérat. Dans la fig. 1, la perte d'un brin quelconque lâche de fibre dans l'agglomérat est empêchée par l'utilisation d'une toile supérieure 2, en alliage de rhodium/platine, soutenue par une toile supplémentaire 3 qui peut être soit en un métal ordinaire, soit en alliage de platine. L'assemblage de toile et d'agglomérat de fibres décrit ci-dessus habituellement sera, en pratique, également soutenu davantage par une toile ou des tiges en métal ordinaire résistant à l'oxydation dans le brûleur de l'ammoniac.
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L'arrangement donné dans l'exemple ci-dessus n'a pas pour but d'être limitatif et diverses combinaisons de couches de toiles 2 ou 3, avec des agglomérats fibreux entre elles d'épaisseur variable, peuvent évidemment être réalisées pour diverses applications ou paramètres d'installation, en fonction des circonstances existantes. En effet, par des procédés à décrire ultérieurement, ces toiles peuvent ne pas être présentes, spécialement si les fibres du matelas sont liées, par exemple par soudage au laser, pour obtenir un assemblage résistant indépendant. En d'autres mots, l'entassement habituel de toile dans une installation d'oxydation de l'ammoniac peut être remplacé avantageusement, soit partiellement, soit entièrement, par un arrangement de fibres disposées au hasard selon l'invention. De telles substitutions peuvent être faites soit sous la forme d'une couche unique, comme il est montré dans la fig. 1, soit selon arrangements multiples en sandwich.
Un certain nombre de procédés pour la fabrication des fibres convenables à partir d'un alliage contenant au moins un métal du groupe platine, de l'or ou de l'argent peuvent être utilisés pour la mise en œuvre de la présente invention. La filature en fusion, où de fins jets ou des courants de métal sont rapidement solidifiés sur une roue métallique en rotation, ou des procédés similaires d'extraction à l'état fondu peuvent être mis en œuvre pour la fabrication de fibres convenables en alliage de platine. Les fibres obtenues par ces procédés sont préférées pour l'invention et peuvent soit avoir des longueurs sensiblement continues, soit être ultérieurement découpées en longueurs requises, soit être préparées en longueurs plus courtes de fibres.
La longueur des fibres à utiliser dans les agglomérats de fibres qui font partie des assemblages de catalyseur selon l'invention se situe habituellement dans le domaine de 12,7 à 101,6 mm, et de préférence dans le domaine de 12,7 à 50,8 mm. De telles fibres peuvent être obtenues par des procédés d'extraction sous fusion (parfois appelés filature en fusion ou extraction à chaud) au moyen de l'appareil décrit dans le brevet US N° 3904344. Selon une autre possibilité, un appareil de fabrication de fibres ou de filaments est décrit dans les brevets US Nos 3838185 et 3812901.
Au cours du procédé de filature en fusion, on permet à un courant de métal ou d'alliage en fusion soit de solidifier en chute libre, soit de solidifier par contact avec un bloc de refroidissement. Celui-ci est un corps refroidi ou un corps de capacité thermique élevée, ou les deux, et est généralement sous la forme d'une roue ou d'un disque en rotation, ou d'une courroie en mouvement. Le courant de métal en fusion heurte le corps et est rejeté ou enlevé sous la forme d'un filament continu ou discontinu, en fonction de paramètres tels que la température et la vitesse du courant de métal ou alliage en fusion lorsque celui-ci heurte le bloc de refroidissement et la vitesse de la surface du bloc de refroidissement à l'endroit du choc. Par exemple, si la température du courant heurtant le bloc et la vitesse et la surface du bloc de refroidissement sont maintenues constantes, toute augmentation de la vitesse des chocs du courant sur le bloc de refroidissement a pour effet que le métal ou alliage s'entassera sur le bloc, de sorte que le filament quittant celui-ci aura une épaisseur plus forte. D'un autre côté, si la vitesse des chocs est progressivement réduite, la tendance du métal ou alliage de s'empiler et l'épaisseur du filament résultant seront progressivement réduites jusqu'à ce qu'un point soit atteint où on obtiendra le filament continu le plus mince possible pour la température donnée du métal ou alliage. Toute réduction supplémentaire de la vitesse des chocs aura pour effet une production de filaments discontinus.
Au cours du procédé d'extraction sous fusion par entraînement, du métal ou alliage en fusion forme d'abord un ménisque entre une buse à l'extrémité d'un tube d'amenée raccordé à un creuset contenant une fournée statique de métal en fusion ou alliage et la surface courbée d'un corps refroidi en rotation tel qu'un tambour. Le ménisque est partiellement solidifié par contact avec la surface du corps qui entraîne le métal ou alliage se solidifiant pour former un filament continu. La solidification est achevée lorsque le corps tourne et que le filament solidifié, qui peut être sous la forme d'une fibre, d'un filament ou d'une bande, est enlevé de la surface du corps avant que celui-ci n'ait exécuté une révolution complète et est alors enroulé. Le crêpage des fibres en les faisant passer au travers de roues dentées est avantageux pour réaliser une matière que l'on peut lier ou entrelacer plus aisément en un matelas de catalyseur rigide, et un tel crêpage peut de manière similaire être avantageux pour des fibres réalisées selon d'autres procédés.
Divers procédés peuvent être mis en œuvre pour transformer la fibre en matelas convenable. Par exemple, on peut permettre à des alliages de fibres de se déposer depuis un milieu liquide, le liquide étant extrait au moyen d'un substrat poreux d'une façon similaire à celle rencontrée dans les procédés de fabrication de papier. Selon une autre possibilité, les fibres peuvent être réparties manuellement sur l'aire de surface requise, puis par une compression légère en un matelas d'épaisseur convenable pour le procédé d'oxydation de l'ammoniac. Selon encore une autre possibilité, les fibres peuvent être liées en un matelas au moyen d'un liant ou adhésif se décomposant à la chaleur qui s'oxyde au cours des étapes ultérieures lorsqu'on utilise le nouveau matelas. Par ce moyen, les fibres se sont agglomérées ensemble pour former un agglomérat qui ne désintègre pas. Des adhésifs convenables qui peuvent être utilisés dans ce but sont le polyméthylméthacrylate d'éthylcellulose et le polybutylmé-thacrylate. Pour permettre une manipulation plus aisée, le matelas obtenu peut être transformé en un assemblage plus rigide en cousant les fibres ensemble au moyen d'un fil en alliage de platine. L'agrafage est une autre méthode possible pour atteindre le même but. Le soudage par points à intervalles réguliers ou le soudage continu sont également des procédés convenables pour lier partiellement ensemble les fibres au cours de l'étape d'assemblage.
Il est de pratique courante de traiter les toiles avant l'installation dans le brûleur d'ammoniac pour nettoyer et partiellement activer la matière par une combinaison d'étapes de décapage dans un acide, de dégraissage et de traitement à la flamme d'hydrogène. Des traitements similaires peuvent être appliqués avec avantage au matelas de fibres. Avec les fibres produites par extraction en fusion ou filature en fusion, des activités catalytiques supérieures à la normale peuvent être obtenues en l'absence de tels traitements.
Exemple I:
Un assemblage contenant quatre toiles de Pt 10% Rh, des fibres d'alliage obtenues par extraction en fusion de composition équivalente à celle de 20 toiles et une seule toile de support, également en Pt 10% Rh, a été utilisé dans une installation pilote de laboratoire sous les conditions suivantes qui simulent étroitement une unité de fabrication d'acide nitrique typique à pression élevée.
Pression : 7,87 bar
Charge d'ammoniac: 110t/m2/d
Teneur en ammoniac: 10,1 %
Température d'entrée: 250° C
La surface exposée de toile dans cette unité expérimentale était circulaire et avait un diamètre de 2,54 cm. Le matelas était nettoyé par chauffage durant 2 min dans une flamme d'hydrogène avant l'utilisation.
Sous les conditions ci-dessus, on a trouvé que le rendement maximal de transformation d'ammoniac en NO a été obtenu beaucoup plus rapidement que lorsque des toiles seules ont été utilisées, le matelas expérimental atteignant cet état endéans 1 h par comparaison à 2 ou 3 d pour les toiles. Le rendement de transformation observé était de 96,5 %, également supérieur à celui obtenu avec des charges correspondantes de platine sous forme de toile (95 %).
Exemple 2:
Une structure similaire de matelas, réalisée à partir de fibres obtenues par extraction en fusion, a été exposée dans une petite installation commerciale de fabrication d'acide nitrique sous pression élevée fabriquant environ 45 t d'acide nitrique par jour.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
650165
4
Une installation industrielle existante pour l'oxydation de l'ammoniac opère normalement à 25 toiles de 10% Rh/Pt tissées à partir de fil de diamètre de 0,076 mm avec une dimension de mailles selon les normes britanniques de 1024. Dans cet exemple, 20 toiles ont été remplacées par un poids égal de fibres obtenues par filature en s fusion de 10% Rh/Pt en longueurs de 5,08 cm maintenues entre
4 toiles avant, une toile arrière, deux toiles de support en Kanthal D et une toile de support à grosses mailles en Kanthal.
Deux assemblages de cette construction ont été réalisés sous des conditions de fonctionnement normales d'installation dans les séries 167 et 170, et les détails des séries 168, 169 et 171 sont inclus dans un but de comparaison.
Série
Type
Durée
Tonnes d'acide
Perte de poids
Poids
N°
d'assemblage de fonction fabriquées
(mg/t d'acide)
de l'assemblage
(d)
100% d'acide
de départ
(t)
167
Fibre
24
1075
291
1939,4
168
Toile
19
857
330
2001
169
Toile
27
1202
316
1968
170
Fibre
21
877,7
281
, 1940,5
171
Toile
34
1539
349
2057
Température d'entrée 220° C, température de l'assemblage 920° C. Série 167:
L'amorçage a été plus aisé que normalement, avec une montée plus rapide du rendement de l'opération. Par la suite, l'assemblage fonctionnait bien et en douceur. La série était terminée après 24 d dans un but pratique, sans aucune perte du rendement de transformation. Un examen détaillé de l'assemblage après l'utilisation a montré le modèle normal de croissance de cristallites sur les toiles avant et la face avant du matelas de fibre. L'arrière du matelas de fibre restait poli ainsi que la toile arrière de 10% Rh/Pt, bien qu'une certaine croissance limitée de cristallites se soit produite. Le matelas de fibre lui-même était mécaniquement sain, avait fritté jusqu'à un certain point et ne montrait aucun signe de rupture.
Les fig. 4, 5 et 6 sont des reproductions de photographies (avec grossissement de 500 fois pour chaque reproduction) montrant re-pectivement les fibres de l'agglomérat après 10 h d'utilisation,et la configuration de surface irrégulière de ces fibres; la face avant de l'agglomérat et la face arrière de l'agglomérat indiquent un modèle de croissance de cristallites après 24 d.
Série 170:
Amorçage aisé et montée rapide jusqu'au rendement maximal.
20 Avant l'arrêt au 12e d pour remplacer un filtre d'entrée bouché, le rendement avait été maintenu. Après le changement du filtre, une chute du rendement de transformation a été trouvé associée à un empoisonnement de catalyseur par une matière étrangère.
Les pertes de poids pour les deux séries étaient proches de 291 et 25 281 mg/t d'acide et étaient plus faibles qu'avec les toiles habituelles.
Exemple 3:
Des mesures de l'aire de suface ont été faites sur un fil de 10 % Rh/Pt étiré jusqu'à un diamètre de 0,076 mm habituellement utilisé 30 pour la fabrication de toiles; fibre filée en fusion de 10% Rh/Pt et 5 % Rh, 5 % Pd, 90 % Pt.
Filde 10% Rh/Pt, 6,9 m2/g Fibre de 10% Rh/Pt, 8,3 m2/g Fibre de 5% Rh, 5% Pd/Pt, 13,3 m2/g
35
Exemples 4 à 15:
Dans une installation pilote de simulation d'une installation industrielle d'oxydation de l'ammoniac, un certain nombre de combinaisons de différents alliages de métaux du groupe platine et de 40 fibres et de toiles ont été testées en fonction de leur rendement de transformation. A l'exception de l'exemple 5, le même poids de métal équivalant à 47 toiles habituelles a été utilisé.
Exemple d'assemblage N°
Nombre de toiles habituelles équivalant à
Alliage utilisé
Rendement de transformation (%)
4 47 toiles habituelles de fil de 0,076 mm
Al
10% Rh/Pt
94,7
5 Fibres entassées avec une densité de toile de 'A
47
10% Rh/Pt
91,1
6 Fibres entassées avec une densité de 2A
47
10% Rh/Pt
91,6
1 Fibres entassées avec une densité de toile totale
47
10% Rh/Pt
97,0
8 Fibres entassées avec une densité de toile totale
16
10% Rh/Pt
93,3
9 Fibres entassées avec une densité de toile totale
Al
5% Pd, 5% Rh/Pt
96,3
10 Fibres entassées avec une densité de toile 2/i
Al
5% Pd, 5% Rh/Pt
89,4
11 50% fibres + 50% fil
Al
Fibres 10% Rh/Pt, fil Pd
87,8*
5
650 165
Exemple d'assemblage N°
Nombre de toiles habituelles équivalant à
Alliage utilisé
Rendement de transformation (%)
12 Toile de fil
47
Pd
82,4
13 100% fibres + toile de fixation
47
Fibres 10% Rh/Pt, fil An/Pd
87,96
14 50% fibres 50% fil
47
Fibres 10% Rh/Pt, fibres de Kanthal
**
15 50% fibres 50% fil
47
Fibres 10% Rh/Pt, fibres de Kanthal D
91,15
* Signes de fusion localisée. ** Fondu.
On a trouvé que l'agglomérat de fibres selon l'invention permet d'obtenir un rendement au moins équivalant à, et généralement meilleur que, celui de l'entassement de toiles habituelles pour la fabrication d'acide nitrique. En outre, l'utilisation des agglomérats a démontré des économies considérables de métal par comparaison à l'utilisation d'entassements de toiles habituelles. Finalement, l'utilisation de fibres permet de surmonter le problème du procédé fasti-20 dieux et coûteux d'étirage fin des fils et du tissage.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux produits qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
2 feuilles dessins
Claims (12)
1. Catalyseur, caractérisé en ce qu'il comprend une agglomération de fibres orientées au hasard réalisées en un métal ou alliage du groupe platine contenant au moins un métal du groupe platine, de l'or ou de l'argent.
2. Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres ont une section transversale généralement circulaire ou non circulaire et ont une surface irrégulière.
2
REVENDICATIONS
3. Catalyseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur des fibres se trouve dans l'intervalle de 12,7 à 101,6 mm.
4. Catalyseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur des fibres tombe dans l'intervalle de 12,7 à 50,8 mm.
5. Catalyseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fibres ont une section transversale en forme de D dont la dimension principale tombe dans l'intervalle de 0,101 à 0,152 mm et dont la dimension la plus faible tombe dans l'intervalle de 0,05 à 0,127 mm.
6. Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce ce qu'il est constitué de fibres crêpées.
7. Catalyseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une agglomération de fibres comprimées de façon à contenir entre 10 et 30 kg/m2 d'agglomérat.
8. Catalyseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que cette agglomération tombe dans l'intervalle de 15 à 20 kg/m2.
9. Catalyseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'agglomération de fibres est soutenue par au moins une toile en un métal du groupe platine ou un alliage de celui-ci, ou en un alliage de la composition suivante: fer 67%, chrome 25%, aluminium 5 %, cobalt 3 %.
10. Catalyseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'agglomération de fibres est mise en sandwich entre des couches comprenant une ou plusieurs toiles en un métal du groupe platine, un alliage de celui-ci ou en un alliage de la composition suivante: fer 67%, chrome 25%, aluminium 5%, cobalt 3 %.
11. Catalyseur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les fibres sont réalisées en un alliage de 10% Rh/Pt.
12. Utilisation du catalyseur selon l'une des revendications 1 à II, dans un procédé de production d'acide nitrique.
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|---|---|---|---|---|
| GB2069366B (en) * | 1979-12-18 | 1984-06-06 | Johnson Matthey Co Ltd | Metal or alloy catalysts or catalyst supports |
| GB2141042B (en) * | 1983-03-15 | 1986-12-31 | Johnson Matthey Plc | Gauze/wire pad pack segments for catalytic reactor |
| DE3437641C2 (de) * | 1984-10-13 | 1988-07-07 | Kanthal GmbH, 6082 Mörfelden-Walldorf | Abgaskatalysator |
| US4675100A (en) * | 1985-05-30 | 1987-06-23 | Merichem Company | Treatment of sour hydrocarbon distillate |
| US4863893A (en) * | 1986-08-06 | 1989-09-05 | Engelhard Corporation | Low temperature light off ammonia oxidation |
| GB8630728D0 (en) * | 1986-12-23 | 1987-02-04 | Johnson Matthey Plc | Ammonia oxidation catalyst pack |
| DE68900928D1 (de) * | 1988-10-12 | 1992-04-09 | Johnson Matthey Plc | Metallgewebe. |
| US5264198A (en) * | 1991-03-29 | 1993-11-23 | Mainstream Engineering Corporation | Method for production of spacecraft-grade N2 O4 |
| US5356603A (en) * | 1991-06-17 | 1994-10-18 | Johnson Matthey Inc. | Method for the production of hydrocyanic acid using a corrugated catalyst |
| US5160722A (en) * | 1991-06-17 | 1992-11-03 | Johnson Matthey, Inc. | Low pressure drop, high surface area ammonia oxidation catalyst |
| US5401483A (en) * | 1991-10-02 | 1995-03-28 | Engelhard Corporation | Catalyst assembly providing high surface area for nitric acid and/or HCN synthesis |
| FR2694306B1 (fr) * | 1992-07-31 | 1994-10-21 | Louyot Comptoir Lyon Alemand | Fils comprenant un élément hélicoïdal, leurs assemblages et l'utilisation desdits assemblages comme catalyseur et/ou pour récupérer des métaux précieux. |
| US6073467A (en) * | 1994-04-06 | 2000-06-13 | Degussa Aktiengesellschaft | Catalyst gauzes for gaseous reactions |
| GB0819094D0 (en) | 2008-10-20 | 2008-11-26 | Johnson Matthey Plc | Catalyst containment unit |
| GB201002378D0 (en) | 2010-02-12 | 2010-03-31 | Johnson Matthey Plc | Catalyst structures |
| DE102012106732A1 (de) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg | Katalysator |
| DE102013101749A1 (de) * | 2013-02-21 | 2014-08-21 | Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg | Katalysator |
| DE102014226714A1 (de) | 2014-12-19 | 2015-11-19 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Katalysatorvlies |
| CN110225794A (zh) * | 2017-02-20 | 2019-09-10 | 罗门哈斯公司 | 用于气态混合物的催化氧化的活化能降低剂 |
| EP3680214B1 (fr) * | 2019-01-14 | 2021-08-25 | Heraeus Deutschland GmbH & Co KG | Système de catalyseur ainsi que procédé de combustion catalytique d'ammoniac en oxyde d'azote dans une installation à moyenne pression |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2825108A (en) * | 1953-10-20 | 1958-03-04 | Marvaland Inc | Metallic filaments and method of making same |
| GB889583A (en) | 1959-04-27 | 1962-02-21 | Armour Res Found | Improvements in or relating to the manufacture of fibre metal compacts |
| US3406025A (en) * | 1966-12-19 | 1968-10-15 | Union Carbide Corp | Process for producing metal fibers, textiles and shapes |
| NL6814356A (fr) * | 1967-10-17 | 1969-04-21 | ||
| ES385100A1 (es) * | 1970-01-12 | 1973-03-16 | Engelhard Min & Chem | Un procedimiento para la oxidacion de amoniaco para producioxidos de nitrogeno. |
| US3660024A (en) | 1970-09-11 | 1972-05-02 | Engelhard Min & Chem | Process for ammonia oxidation |
| US3769240A (en) * | 1971-04-12 | 1973-10-30 | Brunswick Corp | Catalyst structure |
| US3838185A (en) * | 1971-05-27 | 1974-09-24 | Battelle Development Corp | Formation of filaments directly from molten material |
| GB1404576A (en) * | 1971-08-09 | 1975-09-03 | Johnson Matthey Co Ltd | Catalyst |
| JPS5610090B2 (fr) * | 1972-03-30 | 1981-03-05 | ||
| US3904344A (en) * | 1972-05-10 | 1975-09-09 | Battelle Development Corp | Apparatus for the formation of discontinuous filaments directly from molten material |
| JPS4994564A (fr) * | 1973-01-16 | 1974-09-07 | ||
| US3812901A (en) * | 1973-01-30 | 1974-05-28 | Battelle Development Corp | Method of producing continuous filaments using a rotating heat-extracting member |
| JPS5036386A (fr) * | 1973-08-03 | 1975-04-05 | ||
| YU195874A (en) * | 1973-08-17 | 1982-05-31 | Degussa | Catalyst for the oxidation of ammonia |
| US4069171A (en) * | 1976-11-12 | 1978-01-17 | United Technologies Corporation | Metallic fibrous skeletal catalysts and process for producing them |
| DE2829035A1 (de) * | 1978-07-01 | 1980-01-10 | Heraeus Gmbh W C | Katalysator aus metallfasern, verfahren zur herstellung des katalysators und verwendung des katalysators |
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| BE508521A (fr) | ||
| BE632251A (fr) | ||
| WO2003087453A2 (fr) | Non tisse a nappes partiellement liees et ses procede et machine de production. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |