CZ20012992A3 - Způsob současného odstraňování oxidů dusíku z plynů obsahujících tyto oxidy - Google Patents

Způsob současného odstraňování oxidů dusíku z plynů obsahujících tyto oxidy Download PDF

Info

Publication number
CZ20012992A3
CZ20012992A3 CZ20012992A CZ20012992A CZ20012992A3 CZ 20012992 A3 CZ20012992 A3 CZ 20012992A3 CZ 20012992 A CZ20012992 A CZ 20012992A CZ 20012992 A CZ20012992 A CZ 20012992A CZ 20012992 A3 CZ20012992 A3 CZ 20012992A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
iron
beta
bea
zeolite
gases
Prior art date
Application number
CZ20012992A
Other languages
English (en)
Inventor
Gérard Delahay
Mathias Mauvezin
Bernard Coq
Bernard Neveu
Original Assignee
Grande-Paroisse S. A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=9542201&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ20012992(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Grande-Paroisse S. A. filed Critical Grande-Paroisse S. A.
Publication of CZ20012992A3 publication Critical patent/CZ20012992A3/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8628Processes characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20738Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/50Zeolites
    • B01D2255/502Beta zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/402Dinitrogen oxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

Způsob současného odstraňování oxidů dusíku a oxidu dusného v plynech, které je obsahují
Oblast vynálezu
Vynález patří do oblasti ochrany životního prostředí. Týká se způsobu čištění průmyslových odpadních plynů před jejich vypuštěním do atmosféry. Zvláště pak se týká zpracováni vypouštěných kouřových odpadních plynů pocházejících z provozů výroby kyseliny dusičné, které obsahují obvykle kromě 1,5 - 5 % kyslíku navíc 0,5 až 5 % vody, 50 až 6000 ppmv oxidů dusíku a 500 až 1500 ppmv N2O, a jejichž teplota je obecně nižší než 400 °C.
Dosavadní stav techniky
Oxidy dusíku NOx, obsahující NO a NO2 jsou plynné znečišťující látky především pro své korozivní působení. Z velké části jsou příčinou vzniku kyselých dešťů. Ve výrobě kyseliny dusičné vznikají tyto plyny oxidací amoniaku kyslíkem na platině při vysoké teplotě. V absorpčních věžích jsou zachycovány a transformovány na kyselinu dusičnou.
Odtud unikají do odpadních kouřových plynů, přičemž z tohoto proudu j sou podle známého způsobu odstraňovány na přijatelnou úroveň katalytickou redukcí amoniakem: jedná se o postup selektivní katalytické redukce SCR (selective catalytic reduction), který byl uveden do provozu díky zeolitickým katalyzátorům. V evropském patentu EP-B-0393917 (Engelhard Corporation) se uvádí, že zeolit beta obohacený železem jako promotorem je účinný katalyzátor pro selektivní redukci NOx amoniakem; nezmiňuje se však o oxidu dusném.
* · · · · ·· ť *· ·· ·· · · · · ·· • · ·*···· • · · ····«« fr • · ···♦,.
··· ··· ··· ·♦ «« ··>
Oxid dusný N2O vzniká rovněž při oxidaci amoniaku kyslíkem ze vzduchu při vysoké teplotě, a je také produkován v průběhu destrukce oxidů dusíku metodou SCR. Po dlouhou dobu nebylo vyvíjeno žádné úsilí o jeho odstranění před vypuštěním do atmosféry až do chvíle, kdy se ukázalo, že jde o plyn se silným skleníkovým efektem. Japonský patent JP 08057262 (Babcock Hitachi) uvádí použití beta-železa pro odstranění oxidu dusného redukcí amoniakem. Autoři tohoto vynálezu ale nezmiňují oxidy NOx.
Použití série katalýz na jednou zařízení pro postupné snížení obsahů NOx a N2O v odpadních plynech je řešení málo uspokojivé z průmyslového hlediska. Výzkum se tedy zaměřil na hledání jednoho katalyzátoru, který by zajistil současně destrukci NOx a N2O amoniakem, a to ve stejných provozních podmínkách, zvláště při teplotě nižší než 400 °C, a který by měl nadto dostatečnou hydrotermickou stabilitu při 600 °C, aby vydržel teploty, kterým může být vystaven za některých okolností svého použití. Katalýza metodou SCR, která by umožnila v jedné operaci odstranit současně všechny oxidy dusíku, oxid dusný i kyselé oxidy, by znamenala vysoce ceněný technický pokrok. Podle dosavadního stavu techniky až dosud zde byla snaha zkoumat, zda by beta-železo nebylo ideálním katalyzátorem pro takové zpracování, i přes značně zakořeněný předsudek, podle kterého katalyzátory používané pro metodu SCR amoniakem mají tendenci vytvářet oxid dusný.
Podstata vynálezu
Podle předmětného vynálezu bylo zjištěno, že je možné rozložit současně N2O a NOx v plynech, které je obsahují spolu s kyslíkem, selektivní katalytickou redukcí amoniakem na zeolitu beta obsahujícím železo (dále jen FeBEA). Možných reakcí amoniaku s oxidy dusíku
V případě
NO/NH3 dochází
NO + 2
NH3 + 1/2 02
V případě .r • · · · • ·9 · • · · ·9
9 99
9 99
9 9 99 je několik.
pravděpodobně k reakci:
·> 2 N2 + 3 H20
NO2/NH3 je pravděpodobná reakce:
N02 + 8 NH3 > 7 N2 + 12 H20
V případě N20/NH3 byly nukleární magnetickou rezonancí 15nh3 zjištěny dvě probíhající reakce:
N2o +2/3 NH3 > 4/3 n2 + h20 (1) >
3/2 N2 + 3/2 H20 (2) stechiometrií, přičemž
Jedná se tedy o systém s komplexní ale bylo zjištěno, že lze optimalizovat podmínky použití vynálezu, pokud je amoniak přítomen v poměru 0,7 až 1,4 ve vztahu k oxidům dusíku. Konverze N20 a NOx jsou potom úplné. K úniku amoniaku nedochází, což vlastností zeolitů obsahujících katalyzátory oxidace NH3 na N2, v dostatečném množství. Hodnoty nepředstavují definitivní hranice.
je v souladu se známou železo, které jsou výbornými pokud je kyslík přítomen
0,7 a 1,4 nicméně
Myslí se tím to, že v rozumných limitních případech, například u plynné směsi obsahující z oxidů dusíku pouze NO, byl často pozorován poměr NH3/oxidy dusíku 0,7, přestože pro ideálně stechiometrickou konverzi je tento poměr teoreticky roven 1; přičemž pokud jde o horní hranici, reakce, při níž je nejvyšší spotřeba NH3, je redukce N02, a pro směs, která by obsahovala pouze NHj a NO2 by tento poměr byl 8/6. Pro vysoké poměry NH^/oxidy dusíku (vyšší než 1,4) zůstává odstranění oxidů dusíku rovněž účinné a amoniak je spotřebováván, ale s jasnou ztrátou. Stechíometrícké poměry vyšší než 1,4 jsou průmyslově nevýhodné. V případě klasické směsi plynů na výstupu z provozu na výrobu kyseliny dusičné se poměr ΝΗβ/oxidy dusíku pohybuje okolo 0,9.
Syntéza zeolitu beta (BEA) byla popsána v roce 1967 viz publikace R. L. Vadlinger a kol. (R. L. Vadlinger, G. T. Kerr a E. J. Rosinski, 1967 v USA patentu 3,308,069), a jeho struktura byla objasněna nezávisle v roce 1988, viz publikace J. M. Newsamem a kol. (Proč. R. Soc. Lond. A 420, 1588) a J. B. Higginsem a kol. (Zeolites, 8, 446, 1988). Jedná se o zeolit, který vzniká kombinací dvou různých ale úzce souvisejících polytypů, jednoho s tetragonální symetrií (polytyp A), a druhého s monoklinickou symetrií (polytyp B), přičemž oba dva jsou vytvořeny ze stejné terciární centrosymetrické jednotky a mají trojrozměrné systémy pórů tvořených cykly s 12 tetraedry. Kanálky jsou otevřené, (0,64 x 0,76 nm) a (0,55 x 0,55 nm) (viz publikace
W. M. Meier a D. H. Olson, Zeolites, 12 (1992) 459-654). Odpovídající struktura je uvedena na Internetu na adrese http://www.iza-sc.ethz.ch/iza-SC/. Jedná se o porézní systém, který je spolu s faujasitem jedním z nej otevřenějších mezi zeolíty.
Zeolit beta podle vynálezu je struktura BEA, ve které poměr Si/Al je v rozmezí 8 až 100, s výhodou v rozmezí 8 až 20. Obsahuje železo, a to v množství 0,02 až 8 hmotnostních procent.
Zdá se, že není důležité, zda je železo přidáno impregnací nebo výměnou, protože výsledný produkt vykazuje pro transformaci N2O na N2 srovnatelnou účinnost. Aktivním železem je železo přítomné na povrchu zrn nebo v kanálcích nebo pouzdrech krystalu. Železo, které bylo inkorporováno do mřížky během syntézy zeolitu je v tetraedrické koordinaci a nevykazuje žádnou katalytickou aktivitu. Aby se projevily vlastnosti využívané tímto vynálezem, je nutné, aby v katalyzátoru bylo minimální množství železa (0,02 %) mimo tetraedrickou strukturu. Horní hranice obsahu železa byla poněkud formálně stanovena na 8 %, i když vyšší obsahy železa nejsou na závadu z hlediska působení katalyzátoru; tyto obsahy však nejsou průmyslově opodstatněné. S výhodou se používají obsahy železa v rozmezí 0,5 až 3 %. Katalyzátor vzorce Fe(79)BEA„ z příkladu Ia) a obrázku 3a s obsahem železa 1,50 % se jeví jako přijatelné optimum. Metoda impregnace je vyhrazena spíše pro FeBEA silně obohacené železem.
Výměna a impregnace představuj í technické operace odborníkům dobře známé a jejich aplikace na zeolit beta nepředstavuje velký problém. Pro přípravu zeolitu beta-železo výměnou se zavádí železo pomocí roztoku jedné z jeho ve vodě rozpustných solí buď na BEA v jeho obvyklé formě, kterou je forma BEA částečně sodná, nebo na BEA předběžně uvedeného do amonné formy předběžnou výměnou pomocí NH^+, kterou je výhodné provést s cílem eliminovat stopy sodíku a získat tak katalyzátor s mírně vyšší účinností pro redukci oxidů dusíku. Těmito technikami se vyrábí práškové zeolity.
Katalyzátory podle vynálezu jsou používány především ve formě aglomerátů, které jsou v průmyslové praxi výhodné z důvodů minimalizace ztrát náplně při průchodu plynů ložem katalyzátoru. Aglomerace zeolitů je odborníkům pracujícím v daném oboru dobře známa. Postupuje se přes vystírání zeolitového prášku s pojivém obvykle rozmíchaným ve vodě, které je často tvořeno dostatečně plastickým jílem, s cílem vytvořit aglomerát ve formě kuliček na rotačním bubnu, ve formě pastilek odléváním, nebo ve formě vláken na výtlačném lisu, přičemž se získá aglomerát, který je způsobilý k tvrzení vypalováním, aby získal dostatečnou kohezi a tvrdost. Používanými jíly jsou kaolinity, attapulgity, bentonity, halloisyt nebo směsi těchto jílů. Mohou se rovněž používat křemíkatá nebo hlinitá pojivá. Zvláště aglomerace s peptizovanými aluminami poskytuje vysoce rezistentní granuláty, přičemž tento způsob aglomerace je v tomto případě možný, protože BEA není degradován kyselostí pojivá.
Po aglomeraci jsou granuláty aktivovány termicky. Rozumí se tím to, že jsou podrobeny vypalování prováděnému za přístupu vzduchu při teplotě přibližně 400 °C, jehož úlohou je současně vytvrzení pojivá, jehož dehydratace probíhá aniž by došlo k hydrotermické degradaci, a v případě BEA vyrobeného z výchozí amonné formy nastává také eliminace velké části amonných iontů a uvedení zeolitu do H-formy.
Rovněž je možné začít aglomerací BEA v částečně sodné formě, poté ho vytvrdit kalcinací a provést výměny na aglomerátu. Po sušení umožní druhá kalcinace uvedení BEA/železo do H-formy, za předpokladu že použitý BEA byl původně v amonné formě.
Postup zpracování plynů podle tohoto vynálezu spočívá v průchodu plynů, které mají být čištěny, a které obsahují 100 až 7000 ppmv oxidů dusíku (^0 a NOx) a kromě toho 1,5 ··· ........ ..
až 5 % kyslíku a 0,5 až 5 % vody, (koncentrace v rozmezí 50 až 5000 ppm a NO v rozmezí 50 až 2000 ppm), ložem katalyzátoru umístěného v reaktoru udržovaném při teplotě v rozmezí 200 až 600 °C s hodinovou objemovou rychlostí (HOR) v rozmezí 1000 až 50 000 hod~l. Reaktor, ve kterém je umístěno lože katalyzátoru, může být reaktor s axiálním nebo radiálním tokem. Odpovídající technologie se tedy liší od technologie SCR pouze v nahrazení klasického katalyzátoru katalyzátorem na bázi BEA-železo.
Systém BEA-železo se ukázal jako nej lepší pro konverzi oxidu dusného v porovnání s dalšími zeolity opakovaně navrhovanými jako katalyzátory redukce oxidů dusíku, jako je mordenit-železo nebo zeolity Y-železo.
Příklady provedení vynálezu
Postup podle předmětného vynálezu bude v dalším blíže objasněn s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou ovšem pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu. Ve všech uvedených příkladech byl stupeň výměny železa (%) definován následujícím způsobem: 3-krát molární obsah železa děleno molárním obsahem hliníku a násobeno stem. Vzorec Fe(Z)BEA představuje FeBEA, jehož stupeň výměny železa je Z %.
Příklad 1
Příprava práškového FeBEA výměnou.
Použitý zeolit BEA je práškový CP814E dodávaný společností Zeolyst International (PQ corporation). Poměr SÍO2/AI2O3 u tohoto zeolitu je 25; obsah Na20 je 0,05 hmotnostních %. Specifický povrch je 680 m^/g. Tento zeolit má pásma difrakce X charakteristické pro zeolit BEA, tak jak jsou uvedena v příloze II, volume 10, časopisu Zeolites (1990) a v článku J. B. Higginse (Zeolites, vol.8 (1988) 446-452).
(la) Příprava FeBEA jednoduchou výměnou
Podle tohoto provedení byly připraveny následující pevné FeBEAe (index e slouží k označení zavedení železa výměnou):
Fe(5)BEA„
Fe(10)BEA„ Fe(24)BEA_ Fe(49)BEA„
Fe(79)BEAe smícháním 2 gramů práškového zeolitu BEA (PQ CP814E) s 500cm3 vodného roztoku FeíNOg)^ (0,159 gramů FeíNOg)^), třepáním směsi po dobu 24 hodin, a následnou separací pevné fáze od fáze kapalné odstředěním; takto připravená pevná fáze byla promyta 200 mililitry vody s pH = 5, znovu odstředěna, sušena při 80 °C po dobu 12 hodin vzduchem a podrobena kalcinaci prováděné po dobu 24 hodin při teplotě 500 °C. Tímto způsobem byl získán prášek, který měl složení Fe(49)BEA„ .
Změnou množství železitého roztoku byly získány další varianty Fe(5)BEAe, Fe(10)BEAe, Fe(24)BEAe, Fe(79)BEAe<
Jejich složení bylo postupně:
- Fe(5)BEAe obsahuje hmotnostně Si = 36,4 %, AI = 2,67 %, Na = 0,52 %, Fe = 0,11 %,
- Fe(10)BEAe obsahuje hmotnostně Si = 35 %, AI = 2,64 %,
Na = 0,39 %, Fe = 0,19 %,
- Fe(24)BEA„ obsahuje hmotnostně Si = 34,7 %, AI = 2,43 %, «♦ ·
Na = 0,57 %, Fe = 0,4 %,
- Fe(49)BEAe obsahuje hmotnostně Si Na = 0,75 %, Fe = 0,9 %,
- Fe(79)BEAe obsahuje hmotnostně Si Na = 0,50 %, Fe = 1,5 %.
= 35,45 %, AI = 2,65 %, = 34,7 %, AI = 2,75 %, (lb) Příprava práškového FeBEA s předchozí výměnou amonných iontů.
Podle tohoto postupu byly smíchány 2 gramy BEA (PQ CP814E) s 200 cm^ 2M roztoku NH^NOj a takto získaná směs byla zpracována refluxováním po dobu 24 hodin. Pevná fáze byla poté promyta permutovanou vodou a sušena při teplotě 80 °C s cílem získat NH^-BEAg^ (index a označuje dvojitou výměnu amonných iontů).
Potom byly 2 gramy NH^-BEAg^ smíchány s 500 cm vodného roztoku FeíNOg)^ (0,159 g FeíNO^)^), a tato směs byla protřepávána po dobu 24 hodin, a poté byla pevná fáze oddělena od fáze kapalné odstředěním. Pevná fáze byla promyta 200 mililitry vody s pH = 5. Takto získaná směs byla znovu odstředěna a pevná fáze byla nejprve sušena vzduchem při teplotě 80 °C po dobu 12 hodin, poté podrobena kalcinaci při teplotě 500 °C po dobu 24 hodin. Tímto způsobem byl získán prášek se složením Fe(49)BEAa a hmotnostními obsahy Si = 35,6 %, AI = 2,8 %, Na 0,05 %, Fe = 1 %.
Příklad 2
Příprava práškového zeolitu beta s železem impregnací solí železa
Podle tohoto příkladu byly připraveny následující pevné FeBEA^ (index i označuje zavedení železa postupem impregnace): Fe(51)BEAi Fe(126)BEAí Fe(169)BEAi Fe(330)BEAi impregnací zeolitu BEA (PQ CP814E) podle následujícího postupu.
gramy BEA byly impregnovány 20 mililitry čtyř vodných roztoků FeíNO^)^ obsahujícími postupně 0,130; 0,389; 0,519; 1,038 gramu Fe(NOj)j . Pevná fáze byla poté sušena při teplotě 80 °C a kalcinována za přístupu vzduchu teplotě při 500 °C.
Tímto způsobem byly získány prášky, které mají podle analýzy následující složení:
- Fe(51)BEA.£ obsahuje hmotnostně Si = 33,0 %, AI = 2,85 %, Na = 0,70 %, Fe = 1 %,
- Fe(126)BEA^ obsahuje hmotnostně Si = 33,5 AI = 2,70 %,
Na = 0,55 %, Fe = 2,35%,
- Fe(169)BEA.£ obsahuje hmotnostně Si = 33,0 %, AI = 2,75 %,
Na = 0,50 %, Fe = 3,20%,
- Fe(330)BEA^ obsahuje hmotnostně Si = 32,6 %, AI = 2,60 %,
Na = 0,85 %, Fe = 5,25%.
Příklad 3
Redukce N2O - účinnost porovnaná na různých zeolitech (obr.1)
Účinnost Fe(49)BEAe byla porovnána s dalšími zeolity obohacenými železem, u kterých bylo zavedení železa provedeno výměnou podle postupu popsaného v příkladu 1 bez předchozí výměny amonných iontů (Y-železo, mordenit-železo,
ZSM5-železo). Následující příklady se týkají katalytických testů při programované teplotě. Tyto profily byly získány za různých podmínek, ale mají společné následující body:
- vývoj teploty od 25 do 550 °C rychlostí 5 °C/minutu, nebo test s prodlevami teploty klesající od teploty 550 °C do °C s prodlevou 1 hodiny každých 10 °C.
- detekce a analýza výstupních plynů jsou uskutečněny pomocí plynového analyzátoru typu kvadrupólového hmotnostního spektrometru (QMS 200 de Balzers).
- pokusný odběr katalyzátoru (75 miligramů) je nejprve aktivován při teplotě 550 °C po dobu jedné hodiny po vzestupu teploty rychlostí 10 °C/minutu za přístupu vzduchu (průtok 30 cnAmin'!).
- plynná směs určená k čištění je tvořena 3 % 02, 0 - 2000 ppmv N20, 0 - 4000 ppmv NH3, 0 - 1000 ppmv NO, 0 - 3 % H20 v heliu, jehož průtok odpovídá hodinovým objemovým rychlostem od 10 000 hod-1 do 35 000 hod-1.
Konverze v rozsahu 50 % byla dosažena při teplotě 365 °C v případě FeBEA, zatímco v případě zeolitů Fe-ZSM5, Fe-MOR a Fe-Y bylo nutné dosáhnout teplot postupně 430 °C, 430 °C a 500 °C. Tento obrázek ukazuje, že profil konverze N20 na FeBEA je v rozmezí 50 °C až 140 C posunut k nižším teplotám, podle konverze, ve srovnání s ostatními zeolity obohacenými železem. Tento výsledek potvrzuje, že zeolit beta obohacený železem je nej aktivnějším katalyzátorem pro eliminaci N20 v přítomnosti amoniaku.
Příklad 4
Vliv obsahu amoniaku na redukci N20 (obr. 2a)
Sledování vlivu koncentrace amoniaku bylo provedeno v přítomnosti Fe(49)BEAe při redukci N20 při programované teplotě v následujících podmínkách: 2 000 ppmv N20, 1333 až • »
• f ♦
3500 ppmv NHj, 3% 02 a hodinová objemová rychlost 35 000 hod-1.
V absencí amoniaku byl zeolit beta obohacený železem pro eliminaci N20 málo aktivní. Zdá se, že pro dosažení uspokojivých konverzí (>80 %) je nezbytný poměr NH2N2 = 0,9 (1800 ppm NH3 2000 ppm N2). Příliš vysoká koncentrace amoniaku (např. 3500 ppm, NH2N2 = 1,75) snižuje redukční aktivitu zeolitu beta obohaceného železem.
Příklad 4 bis
Vliv obsahu amoniaku na simultánní redukci N20 a NO (obr. 2b).
Sledování vlivu koncentrace amoniaku bylo provedeno v přítomnosti Fe(49)BEAe při redukci směsi N20 a NO při programované teplotě v následujících podmínkách: 2 000 ppmv N20, 500 ppmv NO, 1333 až 3500 ppmv NH^, 3% 02 a hodinová objemová rychlost 35 000 hod-^.
Na obrázku 2bl je uveden vývoj obsahu N20, na obrázku
2b2 vývoj obsahu NO. Co se týká konverze N20, bylo stejně jako v případě samotného N20 pozorováno, že pro dosažení uspokojivých konverzí (>80 %) je nezbytný poměr NH^/oxidy dusíku (N20 a NO) =0,8 (2000 ppmv NH^, 2000 ppmv N20, 500 ppmv NO). Rovněž bylo pozorováno, že v podmínkách nižší stechiometrie (NH^/oxidy dusíku <0,8) dovoluje amoniak přednostně konzumaci NO, přičemž N20 je potom rozkládán pouze úměrně zbývajícímu amoniaku. Co se týká konverze NO, příliš velký přebytek NHj (NH^/NO = 8, 4000 ppmv NH3, 500 ppmv NO) silně snižuje účinnost pro redukci NO, ale veškerý přebytek NH^ je přeměňován na N2.
Příklad 5
Vliv obsahu železa v zeolitu
Vliv obsahu železa v zeolitu beta byl analyzován při redukci N2O (obr 3a) a NO (obr 3b) a směsi N2O/NO (obr 3c) při programované teplotě za následujících podmínek: 2000 ppmv N20, 2000 ppmv NH^, 3 % 02; 2000 ppmv NO, 2000 ppmv ΝΗβ, 3 % 02; 1500 ppmv N2O, 1000 ppmv NO, 2000 ppmv NHj, 3 % O2, 2 % 1^0; a hodinové objemové rychlosti 35 000 hod-^.
V tomto případě bylo pozorováno, že nej lepší aktivitu při nejnižší teplotě umožňuje získat stupeň výměny v rozmezí 25 až 79 %.
Příklad 6
Vliv metody zavedení železa (obr.4)
Povaha způsobu zavedení železa do zeolitu beta byla zkoumána při redukci N2O při programované teplotě za následujících podmínek: 2000 ppmv N2O, 2000 ppmv NH3, 3 % C>2 a hodinové objemové rychlosti 10 000 hod-1.
Ať byla použita jakákoliv technika zavedení železa, byly získány FeBEA srovnatelné účinnosti pro transformaci N2O na N2.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob současného odstraňováni oxidů dusíku (NOx) a oxidu dusného (^0) redukci amoniakem v plynech, které je obsahují v koncentraci 100 až 7000 ppnr\ stejně jako kyslík a vodu, vyznačující se tím, že tento postup se provádí v následujících stupních:
    - zvýší se obsah amoniaku v těchto plynech na hodnotu
    0,7 X 1,4 (X = amoniak/oxidy dusíku, objemový poměr),
    - tyto plyny se cirkulují při teplotách v rozmezí od 200 do 600 °C na katalyzátoru obsahujícím zeolit betaXželezp-.
    obvka&tzny7
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zeolit beta/železo je ve formě granulátu zeolitu beta/železo a aglomeračního pojivá.
  3. 3. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že zeolit beta/železo je zeolit beta s molárním poměrem Si/Al v rozmezí 8 až 100, s výhodou v rozmezí 8 až 20, obohacený železem impregnací nebo výměnou, který má hmotnostní obsah železa v rozmezí 0,02 až 8 %, s výhodou 0,5 až 3 %.
  4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že čištěné plyny cirkulují na katalyzátoru beta/železo při objemové hodinové rychlosti v rozmezí od 1000 do
    50 000 hod-1.
  5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že objemový obsah kyslíku je v rozmezí 1,5 až 5 % a objemový obsah vody v rozmezí 0,5 až 5 %.
  6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že čištěnými plyny jsou odpadní plyny z provozů výroby kyseliny dusičné.
CZ20012992A 1999-02-18 2000-02-15 Způsob současného odstraňování oxidů dusíku z plynů obsahujících tyto oxidy CZ20012992A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9901999A FR2789911B1 (fr) 1999-02-18 1999-02-18 Procede pour abattre simultanement les oxydes nitriques et le protoxyde d'azote dans les gaz qui en contiennent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20012992A3 true CZ20012992A3 (cs) 2002-03-13

Family

ID=9542201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20012992A CZ20012992A3 (cs) 1999-02-18 2000-02-15 Způsob současného odstraňování oxidů dusíku z plynů obsahujících tyto oxidy

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6890501B2 (cs)
EP (1) EP1150763B1 (cs)
CN (1) CN1165367C (cs)
AT (1) ATE257403T1 (cs)
AU (1) AU2677100A (cs)
BR (1) BR0008367A (cs)
CA (1) CA2366741C (cs)
CZ (1) CZ20012992A3 (cs)
DE (1) DE60007612T2 (cs)
ES (1) ES2214251T3 (cs)
FR (1) FR2789911B1 (cs)
IL (1) IL144894A0 (cs)
PT (1) PT1150763E (cs)
WO (1) WO2000048715A1 (cs)
ZA (1) ZA200107498B (cs)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100500083B1 (ko) * 1997-04-16 2005-07-14 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 배기가스중의 질소산화물의 제거방법
DE10001539B4 (de) * 2000-01-14 2006-01-19 Uhde Gmbh Verfahren zur Beseitigung von NOx und N2O
DE10001541B4 (de) * 2000-01-14 2005-04-28 Uhde Gmbh Verfahren zur Beseitigung von NOx und N¶2¶O aus dem Restgas der Salpetersäureproduktion
US7438878B2 (en) 2001-03-12 2008-10-21 Basf Catalysts Llc Selective catalytic reduction of N2O
DE10112444A1 (de) * 2001-03-13 2002-10-02 Krupp Uhde Gmbh Verfahren zur Verringerung des Gehalts von N¶2¶O und NO¶x¶ in Gasen
US6914026B2 (en) 2001-09-07 2005-07-05 Engelhard Corporation Hydrothermally stable metal promoted zeolite beta for NOx reduction
JP3886800B2 (ja) * 2001-12-19 2007-02-28 株式会社リコー データ管理情報取得方法、情報再生装置、並びにデータ管理情報取得プログラム及び記録媒体
DE10215605A1 (de) * 2002-04-09 2003-10-30 Uhde Gmbh Entstickungsverfahren
DE10226461A1 (de) 2002-06-13 2004-01-22 Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Gehaltes an NOx und N2O in Gasen
US7378069B2 (en) * 2004-07-27 2008-05-27 Los Alamos National Security, Llc Catalyst and method for reduction of nitrogen oxides
JP4745968B2 (ja) * 2004-07-29 2011-08-10 エヌ・イーケムキャット株式会社 低温特性に優れる脱硝触媒
DE102005022650A1 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Uhde Gmbh Verfahren zur Verringerung des Gehaltes an Stickoxiden in Gasen
WO2007020968A1 (ja) * 2005-08-19 2007-02-22 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. 窒素酸化物精製方法および窒素酸化物精製装置
EP1810751A1 (de) 2006-01-20 2007-07-25 Universität Karlsruhe (TH) Verfahren zur Herstellung eines eisenhaltigen SCR-Katalysators
DE102006037314A1 (de) * 2006-08-08 2008-02-14 Süd-Chemie AG Verwendung eines Katalysators auf Basis von Zeolithen bei der Umsetzung von Oxygenaten zu niederen Olefinen sowie Verfahren hierzu
US10384162B2 (en) 2007-03-26 2019-08-20 Pq Corporation High silica chabazite for selective catalytic reduction, methods of making and using same
EP3189893A1 (en) 2007-03-26 2017-07-12 PQ Corporation Novel microporous crystalline material comprising a molecular sieve or zeolite having an 8-ring pore opening structure and methods of making and using same
CN101827654B (zh) 2007-08-13 2013-11-06 Pq公司 含铁铝硅酸盐沸石及其制备和使用方法
KR101473007B1 (ko) * 2007-12-18 2014-12-15 도소 가부시키가이샤 질소 산화물 정화 촉매 및 질소 산화물 정화 방법
KR101091705B1 (ko) * 2009-03-24 2011-12-08 한국에너지기술연구원 암모니아 환원제에 의한 아산화질소 단독 혹은 아산화질소와 일산화질소의 동시 저감을 위한 철이온이 담지된 제올라이트 촉매의 제조방법과 그 촉매 그리고 이를이용한 암모니아 환원제에 의한 아산화질소 단독 혹은 아산화질소와 일산화질소의 동시 저감방법
EP2444611B1 (en) * 2009-06-16 2016-01-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of an internal combustion engine
BR112012029648B1 (pt) 2010-05-21 2020-12-22 Pq Corporation zeólito beta contendo ferro e livre de orgânicos e método de redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio em gás de escapamento
DE102011011881A1 (de) 2011-02-21 2012-08-23 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren zur Beseitigung von N2O und NOX aus dem Prozess zur Salpetersäureherstellung
CN103170346B (zh) * 2013-04-10 2015-10-28 中国科学院生态环境研究中心 一种氧化钨表面修饰的Fe2O3催化剂、制备方法及其用途
CN104415654B (zh) * 2013-08-30 2017-01-04 韩国能量技术研究院 通过流动层燃烧炉中的多步骤反应来同时减少氮氧化物及氧化亚氮的方法
US9517457B2 (en) 2013-10-30 2016-12-13 Cummins Inc. Aftertreatment systems with reduced N2O generation
WO2015128668A1 (en) 2014-02-28 2015-09-03 Johnson Matthey Public Limited Company Scr catalysts having improved low temperature performance, and methods of making and using the same
DE102014210661A1 (de) 2014-06-04 2015-12-17 Thyssenkrupp Ag Verringerung der Emission von Stickoxiden beim Anfahren von Anlagen zur Herstellung von Salpetersäure
PL237044B1 (pl) 2015-03-13 2021-03-08 Inst Nowych Syntez Chemicznych Nośnikowy katalizator do redukcji emisji tlenku azotu(I) z instalacji kwasu azotowego oraz sposób jego wytwarzania
EP3162427A1 (en) 2015-10-28 2017-05-03 Casale SA A method and apparatus for removing nox and n2o from a gas
DE102016220184A1 (de) * 2016-10-17 2018-04-19 Thyssenkrupp Ag Verfahren und Anlage zur Herstellung von Salpetersäure
US20200061536A1 (en) 2016-10-28 2020-02-27 Casale Sa A method for removing nitrogen oxides from a gas using an iron exchanged zeolite catalyst
JP7164591B2 (ja) * 2017-07-11 2022-11-01 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Noxおよびn20の変換における触媒およびその使用方法
US11298692B2 (en) 2017-10-09 2022-04-12 Umicore Ag & Co. Kg Active SCR catalyst
CN108993586B (zh) * 2018-07-13 2022-07-08 大连理工大学 一种抗丙烯毒化的Beta型分子筛的制备方法
EP3741449A1 (en) 2019-05-21 2020-11-25 Haldor Topsøe A/S A process for the removal of dinitrogen oxide in process off-gas
CN111330437A (zh) * 2020-03-01 2020-06-26 北京化工大学 一种己二酸生产中多种污染物协同净化的方法及系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3308069A (en) 1964-05-01 1967-03-07 Mobil Oil Corp Catalytic composition of a crystalline zeolite
JPS6022922A (ja) * 1983-07-20 1985-02-05 Babcock Hitachi Kk アンモニア還元脱硝触媒、装置および脱硝法
GB2162830B (en) * 1984-08-10 1988-08-10 Babcock Hitachi Kk Ammonia reduction-denitration process and apparatus therefor
US4961917A (en) * 1989-04-20 1990-10-09 Engelhard Corporation Method for reduction of nitrogen oxides with ammonia using promoted zeolite catalysts
US5024981A (en) * 1989-04-20 1991-06-18 Engelhard Corporation Staged metal-promoted zeolite catalysts and method for catalytic reduction of nitrogen oxides using the same
FR2705036B1 (fr) * 1993-05-10 1995-06-16 Paroisse Sa Grande Procédé pour abaisser la teneur en protoxyde d'azote dans les effluents gazeux, en particulier dans ceux qui sont issus de synthèses par oxydation nitrique.
US5670125A (en) * 1993-09-30 1997-09-23 The Boc Group, Inc. Process for the purification of nitric oxide
US5520895A (en) * 1994-07-07 1996-05-28 Mobil Oil Corporation Method for the reduction of nitrogen oxides using iron impregnated zeolites
JP3681769B2 (ja) 1994-08-24 2005-08-10 バブコック日立株式会社 排ガス中の亜酸化窒素の除去方法および除去用触媒
FR2770418B1 (fr) * 1997-11-04 1999-12-03 Grande Paroisse Sa Procede pour l'elimination dans le gaz des oxydes d'azote nox par reduction catalytique selective (scr) a l'ammoniac sur catalyseurs zeolitiques ne provoquant pas la formation de protoxyde d'azote

Also Published As

Publication number Publication date
AU2677100A (en) 2000-09-04
DE60007612T2 (de) 2004-11-04
IL144894A0 (en) 2002-06-30
ATE257403T1 (de) 2004-01-15
WO2000048715A1 (fr) 2000-08-24
US6890501B2 (en) 2005-05-10
FR2789911B1 (fr) 2001-05-04
US20020044902A1 (en) 2002-04-18
CA2366741C (fr) 2008-11-18
FR2789911A1 (fr) 2000-08-25
PT1150763E (pt) 2004-05-31
CN1165367C (zh) 2004-09-08
DE60007612D1 (de) 2004-02-12
ZA200107498B (en) 2003-02-26
CN1359311A (zh) 2002-07-17
EP1150763B1 (fr) 2004-01-07
ES2214251T3 (es) 2004-09-16
BR0008367A (pt) 2002-11-19
EP1150763A1 (fr) 2001-11-07
CA2366741A1 (fr) 2000-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20012992A3 (cs) Způsob současného odstraňování oxidů dusíku z plynů obsahujících tyto oxidy
US5451387A (en) Selective catalytic reduction of nitrogen oxides using an iron impregnated zeolite catalyst
EP1425099B2 (en) HYDROTHERMALLY STABLE METAL PROMOTED ZEOLITE BETA FOR NOx REDUCTION
FI85823B (fi) Foerfarande foer behandling av nox-gaser innehaollande industriell avgas.
US5482692A (en) Selective catalytic reduction of nitrogen oxides using a ferrocene impregnated zeolite catalyst
JP5261189B2 (ja) Nox選択的触媒還元効率の改善されたゼオライト触媒
US6689709B1 (en) Hydrothermally stable metal promoted zeolite beta for NOx reduction
RU2264845C2 (ru) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ NOx и N2O И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
US5443803A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
AU755129B2 (en) Catalyst based on ferrierite/iron for catalytic reduction of nitrous oxide content in gases, method for obtaining same and application
US20080044331A1 (en) Method for Reducing the Content of N2O and NOx in Gases
CA2575338A1 (en) Catalyst and method for reduction of nitrogen oxides
EP0462598B1 (en) Transition metal-containing zeolite having high hydrothermal stability, production method thereof and method of using same
AU2002257618B2 (en) Method of reducing the N2O content of gases and selected catalysts
WO1994027709A1 (en) Nitrous oxide decomposition catalyst
MXPA01008284A (en) Method for simultaneously abating nitric oxides and nitrous oxides in gases containing them
Haas et al. Metal-doped zeolites for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in combustion gases