DE102011118232A1 - Vorrichtung zum Reinigen von Gasen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Gasen, ein Beschichtungsmaterial für eine solche Vorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung unter Verwendung dieses Beschichtungsmaterials, eine nach diesem Verfahren erhältliche katalytische Beschichtung sowie ein Verfahren zum Reinigen von Gas, insbesondere Abgas.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Gasen, ein Beschichtungsmaterial für eine solche Vorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung unter Verwendung dieses Beschichtungsmaterials, eine nach diesem Verfahren erhältliche katalytische Beschichtung sowie ein Verfahren zum Reinigen von Gas, insbesondere Abgas.
  • Abgase, wie die Abgase von Verbrennungsmotoren, aber auch anderen Anlagen, wie beispielsweise Kraftwerken, Kamininnenräumen und Brennkammern, enthalten oftmals unerwünschte und umweltschädliche Gase und andere Bestandteile, wie Partikel in Form von Ruß. Internationale Abgasnormen, wie beispielsweise die Euro-Norm, legen für Kraftfahrzeuge Grenzwerte für Kohlenmonoxid, Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und Partikel fest. Sie unterteilen die Fahrzeuge in Schadstoffklassen, denen bestimmte Emissionsschlüsselnummern zugewiesen werden, die unter anderem der Berechnung der KFZ-Steuer und der Einteilung in Schadstoffgruppen für Umweltzonen dienen. Die Grenzwerte unterscheiden sich sowohl nach Motortyp (Benzin- oder Dieselmotor) als auch nach Kraftfahrzeugtyp und unterliegen im europäischen Raum einer zunehmenden Verschärfung. Fahrzeughersteller müssen die Einhaltung dieser Grenzwerte für eine festgelegte Zeitspanne und Kilometerleistung garantieren. Es besteht daher ein zunehmender Bedarf nach geeigneten Vorrichtungen zur Reinigung von Gasen, insbesondere Abgasen von Kraftfahrzeugen.
  • Darüberhinaus besteht aber auch ein zunehmendes Bedürfnis daran, andere Gase, wie beispielsweise die Abgase von Kraftwerken, Diesellokomotiven, Schiffen, Kaminen und Öfen zu Hausbrandzwecken, etc. möglichst weitgehend von umweltschädlichen Bestandteilen und hierbei insbesondere von Stickoxiden und Rußpartikeln zu reinigen.
  • So gibt es zahlreiche Vorschläge, Ruß aus dem Abgas eines Dieselmotors zu entfernen. Hierzu werden Partikelfilter eingesetzt, die auf einem Filterkörper eine katalytisch aktive Beschichtung zur Beschleunigung der Verbrennung der auf dem Filter gesammelten Rußpartikel aufweisen. Entsprechende Partikelfilter sind in der Lage, Rußpartikel aus dem Abgas von Verbrennungsmotoren herauszufiltern und so deren Ausstoß in die Atmosphäre zu verhindern. Dabei finden verschiedene Filterkonzepte ihren Einsatz, wie zum Beispiel Wandflussfilter, Filter aus keramischen Fasern oder keramischen oder metallischen Schäumen sowie Filter aus Drahtgeflechten. Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, ein Verstopfen der eingesetzten Filter durch die abgelagerten Rußpartikel zu verhindern. Kohlenstoffruß verbrennt spontan erst bei Temperaturen von etwa 600°C. Diese Temperaturen werden von modernen Dieselmotoren im Allgemeinen jedoch nur bei Volllast erreicht. Daher sind zusätzliche, unterstützende Maßnahmen zur Oxidation der aus dem Abgas abgetrennten Rußpartikel notwendig.
  • Dementsprechend schlägt beispielsweise die DE 32 32 729 A1 vor, die Zündtemperatur von aus dem Abgas von Dieselmotoren herausgefiltertem Dieselruß dadurch herabzusetzen, dass das Abgas über eine katalytisch aktive Substanz aus Lithiumoxid, Kupfer(I)-chlorid, Vanadinpentoxid mit 1–30 Gew.-% Alkalimetalloxid, einem Vanadat, einem Perrhenat, oder aus einer Kombination zweier oder mehrerer dieser Substanzen geleitet wird.
  • Die EP-A-1 355 048 schlägt vor, den Partikelfilter mit einer katalytischen Beschichtung zu versehen, die Verbindungen des Bariums und Magnesiums sowie mindestens ein Element der Platingruppenmetalle enthält. Dieses Dokument beschreibt auch, dass die Herabsetzung der Verbrennungstemperatur der Rußpartikel darauf zurückzuführen ist, dass diese an der katalytischen Beschichtung mit absorbiertem Stickoxid (NO2) nach folgender chemischer Gleichung reagieren: C + NO2 → CO + NO
  • Das gebildete Kohlenmonoxid wird dann auch bei relativ niedrigen Temperaturen an den Edelmetallzentren des Katalysators zu Kohlendioxid oxidiert.
  • Andererseits ist die Anwesenheit von Stickoxiden in Abgasen ebenfalls unerwünscht. Dementsprechend wurden entsprechende Katalysatorsysteme entwickelt, die unter der Bezeichnung SCR (”Selective Catalytic Reduction”, zu Deutsch: Selektive Katalytische Reduktion) bekannt sind. Der Begriff SCR bezeichnet eine Technik zur Reduktion von Stickoxiden in Abgasen von beispielsweise Feuerungsanlagen, Müllverbrennungsanlagen, Gasturbinen, Industrieanlagen und Motoren. Die chemische Reaktion am SCR-Katalysator ist selektiv, das heißt, es werden bevorzugt die Stickoxide (NO, NO2) reduziert, während unerwünschte Nebenreaktionen, wie beispielsweise die Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid, weitgehend unterdrückt werden.
  • Zum Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) benötigt, welches dem Abgas durch thermische Zersetzung von Harnstoff zugemischt wird. Die Produkte der Reaktion sind Wasser und Stickstoff. Als SCR-Katalysatoren eignen sich beispielsweise Materialien aus Titandioxid, Vanadiumpentoxid und Wolframdioxid. Alternativ finden Zeolithe und Edelmetalle Verwendung.
  • Problematisch ist jedoch die gleichzeitige Verminderung von Rußpartikeln und Stickoxiden in einem Gasstrom, da die Stickoxide einerseits für die katalytische Verbrennung der Rußpartikel benötigt werden und andererseits selbst jedoch unerwünscht sind. Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht darin, zwei unterschiedliche Abgasreinigungsvorrichtungen hintereinander zu schalten, wobei zunächst die Rußpartikel mittels der Stickoxide oxidiert werden und in einer zweiten, nachgeschalteten Vorrichtung die Stickoxide mittels eines SCR-Katalysators reduziert werden. Entsprechende Vorrichtungen sind jedoch aufwendig und teuer.
  • Es besteht daher weiterhin ein Bedürfnis nach verbesserten Vorrichtungen zur Reinigung von Abgas, in denen sowohl Rußpartikel als auch Stickoxide wirkungsvoll aus einem Gasstrom entfernt werden können.
  • Es wurde nun überraschend gefunden, dass unter bestimmten Bedingungen beide Katalysatorsysteme in einer gemeinsamen Vorrichtung vereinigt werden können und diese Vorrichtung es damit erlaubt, sowohl Rußpartikel als auch Stickoxide gleichzeitig aus einem Gasstrom zu entfernen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Reinigung von Gasen, umfassend eine SCR aktive Verbindung und ein Alkalisalz, wobei das Molverhältnis von SCR aktiver Verbindung zu Alkalisalz 1:0,5 oder kleiner ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält somit eine SCR aktive Verbindung, die selektiv, das heißt bevorzugt Stickoxide (NO und NO2) reduziert, sowie eine Verbindung, die in der Lage ist, eine katalytische Oxidation der Rußpartikel bei üblichen Abgastemperaturen zu unterstützen. Es hat sich gezeigt, dass dies durch Einsatz eines Alkalisalzes möglich ist, wobei das Molverhältnis von SCR aktiver Verbindung zu Alkalisalz so gewählt werden muss, dass nicht mehr als doppelt so viel SCR aktive Verbindung wie Alkalisalz vorhanden ist.
  • Bevorzugt ist das Molverhältnis der SCR aktiven Verbindung zu dem Alkalisalz 1:0,75 oder kleiner, 1:1 oder kleiner, 1:1,25 oder kleiner, 1:1,5 oder kleiner, 1:1,75 oder kleiner, 1:2 oder kleiner, 1:2,25 oder kleiner, 1:2,5 oder kleiner, 1:2,75 oder kleiner, 1:3 oder kleiner, 1:3,25 oder kleiner, 1:3,5 oder kleiner, 1:3,75 oder kleiner, 1:4 oder kleiner, 1:4,25 oder kleiner, 1:4,5 oder kleiner, 1:4,75 oder kleiner, 1:5 oder kleiner, 1:5,25 oder kleiner, 1:5,5 oder kleiner, 1:5,75 oder kleiner, 1:6 oder kleiner, 1:7 oder kleiner, 1:8 oder kleiner, 1:9 oder kleiner oder 1:10 oder kleiner. Alle aus den vorstehenden Verhältnissen als Ober- bzw. Untergrenze gebildeten Bereiche sind ebenfalls bevorzugt.
  • Die genannten Molverhältnisse beziehen sich jeweils auf das Verhältnis der molaren Menge der SCR aktiven Verbindung zu der molaren Menge des Alkalisalzes in der katalytisch aktiven Beschichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung kann dabei ein oder mehrere SCR aktive Verbindungen sowie ein oder mehrere Alkalisalze enthalten, wobei dann, wenn mehrere SCR aktive Verbindungen und/oder mehrere Alkalisalze vorhanden sind, das Molverhaitnis der Summe der SCR aktiven Verbindungen zu der Summe der Alkalisalze in dem genannten Bereich liegen muss. Bei der Bestimmung der Molmenge der genannten Verbindungen werden dabei nur die Metallatome gezählt, nicht die ebenfalls vorhandenen Nicht-Metallatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, etc. Silicium wird hierbei zu den Metallen gerechnet. Bei Mischoxiden zählt jedes Metallatom einzeln.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine beliebige SCR aktive Verbindung enthalten. Entsprechende Verbindungen sind dem Fachmann bekannt und können von diesem frei gewählt werden. Beispielsweise eignen sich TiO2, ZrO2, Si-Ti-Mischoxide, Ti-W-Mischoxide, Ti-Mo-Mischoxide, Ti-V-Mischoxide, sulphatierte und phosphatierte Metalloxide sowie Zeolithe als SCR aktive Verbindungen. Beispielhaft kann V2O5/WO3/TiO2 als SCR aktive Verbindung genannt werden.
  • Als Alkalisalz können ein oder mehrere beliebige Salze gewählt werden, die ein Alkalimetallion enthalten. Alkalimetalle sind Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium.
  • Zum Beispiel können Alkalisulphate, -chloride, -nitrate, -formiate, -oxalate, -sulfide, -sulfite, -bromide, -iodide, -fluoride, -nitride, -nitrite, -phosphate, -phosphide, -phosphite, -hydroxide, -alkoxide und -acetate eingesetzt werden. Vorzugsweise wird das Alkalisalz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Lithiumnitrat, Lithiumformiat, Lithiumhydroxid, Lithiumoxalat, Lithiumalkoxid, Lithiumfluorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumiodid, Lithiumsulfat, Lithiumsulfit, Lithiumsulfonat, Lithiumnitrit, Lithiumphosphit, Lithiumphosphat, Lithiumacetat, Natriumnitrat, Natriumformiat, Natriumoxalat, Natriumhydroxid, Natriumalkoxid, Natriumfluorid, Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumiodid, Natriumsulfat, Natriumsulfit, Natriumsulfonat, Natriumnitrit, Natriumphosphit, Natriumphosphat, Natriumacetat Kaliumnitrat, Kaliumformiat, Kaliumoxalat, Kaliumhydroxid, Kaliumalkoxid, Kaliumfluorid, Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Kaliumiodid, Kaliumsulfat, Kaliumsulfit, Kaliumsulfonat, Kaliumnitrit, Kaliumphosphit, Kaliumphosphat, Kaliumacetat Rubidiumnitrat, Rubidiumformiat, Rubidiumoxalat, Rubidiumhydroxid, Rubidiumalkoxid, Rubidiumfluorid, Rubidiumchlorid, Rubidiumbromid, Rubidiumiodid, Rubidiumsulfat, Rubidiumsulfit, Rubidiumsulfonat, Rubidiumnitrit, Rubidiumphosphit, Rubidiumphosphat, Rubidiumacetat, Caesiumnitrat, Caesiumformiat, Caesiumoxalat, Caesiumhydroxid, Caesiumalkoxid, Caesiumfluorid, Caesiumchlorid, Caesiumbromid, Caesiumiodid, Caesiumsulfat, Caesiumsulfit, Caesiumsulfonat, Caesiumnitrit, Caesiumphosphit, Caesiumphosphat und Caesiumacetat.
  • Unter den Alkalisalzen sind die Natrium- und Kaliumsalze bevorzugt.
  • Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung die SCR aktive Verbindung und das Alkalisalz in einer oder mehreren Beschichtungen auf einem Substrat. Die SCR aktive Verbindung und das Alkalisalz können dabei in derselben oder zwei unterschiedlichen Beschichtungen vorliegen. Aufgrund der einfachen Herstellung ist es bevorzugt, dass die SCR aktive Verbindung und das Alkalisalz in einer gemeinsamen Beschichtung auf dem Substrat vorliegen.
  • Um eine zusätzliche Aktivitätssteigerung zu erreichen, kann die Beschichtung außerdem mit üblichen Edelmetallen, wie insbesondere Platin, dotiert sein.
  • Als Substrat eignet sich jedes Material, das mit einer entsprechenden Beschichtung versehen werden kann und das sich zur Reinigung von Gasen eignet. Beispielsweise eignen sich Keramik, Metall, Glas, Glaskeramik und Stein. Vorteilhafterweise ist das Substrat als Filterkörper ausgebildet, der in der Lage ist, Rußpartikel aus dem zu reinigenden Gas herauszufiltern. Entsprechende keramische oder metallische Filterkörper sind bekannt, beispielsweise in Form von Wabenstrukturen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Beschichtungsmaterial, das eine SCR aktive Verbindung und ein Alkalisalz umfasst, wobei das Molverhältnis von SCR aktiver Verbindung zu Alkalisalz 1:0,5 oder kleiner ist.
  • In Bezug auf die bevorzugten Molverhältnisse sowie die bevorzugten SCR aktiven Verbindungen und Alkalisalze wird auf die vorstehende Beschreibung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen. Für das Beschichtungsmaterial gelten die gleichen bevorzugten Ausführungsformen.
  • In dem Beschichtungsmaterial kann die SCR aktive Verbindung teilchenförmig vorliegen, wobei die Teilchen vorzugsweise eine mittlere Größe im Bereich von 15 nm bis 1 μm aufweisen, bevorzugt im Bereich von 20 nm bis 200 nm.
  • Das Beschichtungsmaterial kann in Form eines Pulvers oder einer Suspension vorliegen. Liegt das Beschichtungsmaterial als Suspension vor, so enthält es ein Lösungsmittel, insbesondere Wasser, wobei der Feststoffgehalt in der Suspension beispielsweise im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 60 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% liegt.
  • Das Beschichtungsmaterial kann im verdünnten oder unverdünnten Zustand aufgetragen werden. Ebenso ist es möglich, dass das Beschichtungsmaterial als Additiv in anderen Beschichtungsmaterialien, beispielsweise Keramikschlicken, Nanosuspensionen, Polymeren oder Sol-Gel-Systemen enthalten ist.
  • Durch geeignete Wahl entsprechender Bindemittel kann die mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterial erhaltene Beschichtung besonders abriebfest ausgestaltet werden. Da die katalytisch aktiven Verbindungen vorzugsweise gleichmäßig innerhalb der gesamten Beschichtung verteilt vorliegen, wird die katalytische Aktivität der Beschichtung auch bei sichtbarer Beschädigung beispielsweise durch Abrief oder Kratzer nicht beeinflusst. Die katalytische Aktivität der Beschichtung liegt beispielsweise im Bereich von 100°C bis 550°C, bevorzugt zwischen 250°C und 400°C und besonders bevorzugt zwischen 250°C und 350°C. Die katalytische Aktivität fördert insbesondere die Verbrennung von organischen Substanzen und Ruß, wie beispielsweise Kerzenruß und Dieselruß, sowie die Verbrennung anderer flüchtiger Verbrennungsprodukte von Holz, Erdgas, Erdöl und Benzin. Gleichzeitig fördert die katalytische Aktivität die Reduktion von Stickoxiden, so dass gleichzeitig zwei unerwünschte Schadstoffe aus Abgasen entfernt werden können.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer wie vorstehend beschriebenen Vorrichtung, worin ein wie vorstehend beschriebenes Beschichtungsmaterial auf ein Substrat aufgebracht wird. Das aufbringen kann dabei in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Sprühen, Gießen, Fluten, Tauchen, Aufreiben, Schleudern, Walzen oder Drucken. Ein Aufbringen durch Tauchen, Fluten oder Spritzen ist bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Substrat ein keramischer oder metallischer Filterkörper eingesetzt und das Aufbringen des Beschichtungsmaterials erfolgt durch Tauchen, wobei überschüssiges Beschichtungsmaterial durch Zentrifugieren oder Anlegen eines Über- oder Unterdrucks entfernt wird.
  • Das Beschichtungsmaterial kann ein- oder mehrfach auf das Substrat aufgebracht werden, beispielsweise ein- bis viermal, vorzugsweise ein- oder zweimal. Dabei kann das Beschichtungsmaterial in den nacheinander aufgebrachten Schichten jeweils gleich oder unterschiedlich sein.
  • Die Dicke jeder aufgebrachten Schicht ist nicht besonders eingeschränkt. Die Schichtdicke kann beispielsweise von 10 nm bis 100 μm reichen, insbesondere von 0,5 μm bis 20 μm.
  • Nach dem Aufbringen des Beschichtungsmaterials kann dieses beispielsweise thermisch gehärtet werden. Eine entsprechende thermische Härtung kann beispielsweise in einem Umluftofen bei erhöhten Temperaturen oder durch IR-Strahlung erfolgen. Der Härtungsvorgang kann von einer Sekunde bis mehreren Stunden dauern.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aufgebrachte Beschichtungsmaterial bei einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 300°C vorgehärtet. In einem zweiten Schritt kann das aufgebrachte und vorgehärtete Beschichtungsmaterial bei höheren Temperaturen, beispielsweise im Bereich von 300°C bis 700°C, bevorzugt im Bereich von 400°C bis 600°C, wie beispielsweise bei etwa 500°C, nachgehärtet werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aufgebrachte Beschichtungsmaterial bei einer Temperatur von bis zu 800°C in einem Schritt gehärtet, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 250°C bis 700°C, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 350°C bis 600°C.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine katalytische Beschichtung auf einem Substrat, die gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhältlich ist.
  • In einer speziellen Ausführungsform ist in der erfindungsgemäßen katalytischen Beschichtung das eingesetzte Alkalisalz zumindest teilweise in sein Carbonat oder Oxid umgewandelt worden. Diese Umwandlung kann bei den erhöhten Temperaturen während der thermischen Härtung eintreten.
  • Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Reinigung von Gas, insbesondere Abgas, worin das Gas mit einer wie vorstehend beschriebenen Vorrichtung oder einer wie vorstehend beschriebenen katalytischen Beschichtung in Kontakt gebracht wird. Reinigung bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere eine Verminderung der Anzahl und/oder Größe der vorhandenen Rußpartikel bzw. eine Verringerung der Stickoxidkonzentration in dem Gas. Erfindungsgemäß ist es möglich, beide Effekte gleichzeitig mit einer einfachen katalytischen Beschichtung zu erreichen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne dass diese einschränkend auszulegen sind.
  • Beispiel 1:
  • 16,68 g Kaliumacetat werden in 166,50 g entionisiertem Wasser unter Rühren gelöst. Zu dieser Lösung gibt man 12,32 g Zirkonoxidpulver VP ZrO2 Ph (Evonik) und arbeitet dieses mit einem Ultraturrax bei 10000 U/min für eine Minute homogen ein. Zu dieser Suspension werden 6,16 g Zirkonacetat (Mel Chemicals) gegeben. Zum Beschichten von Filtermaterialien sollte die Lösung ca. 5 min aufgerührt werden.
  • Beispiel 2:
  • 1,34 g Tetraethoxysilan (Evonik) werden mit 29,17 g 5%iger Ameisensäure 1 h gerührt wobei sich eine einphasige Lösung unter Erwärmung bildet. Zu dieser Lösung werden 13,41 g des Kieselsols Levasil 500/30 (Evonik) und 1,02 g TiO2 Aeroxide P25 (Evonik) zugegeben 15,5 g Natriumnitrat wird unter Rühren in dieser Mischung aufgelöst. Die Lösung ist beschichtungsfertig.
  • Beispiel 3:
  • 20,22 g Kaliumnitrat und 7,65 g Ammoniumwolframat und werden in 192,50 g 2%iger Salpetersäure gelöst. Hierzu werden 7,99 g TiO2-Pulver (P25, Evonik) hinzugegeben und mit einem Ultraturrax bei 10000 U/min eine Minute homogen eingerührt. 4,01 g des Kieselsols Levasil 200s/30 werden anschließend eingerührt. Zum Beschichten von Filtermaterialien sollte die Lösung ca. 5 min aufgerührt werden.
  • Beispiel 4:
  • 20,508 g Natriumacetat und 7,65 g Ammoniumwolframat werden in 154,50 g 5%iger Essigsäure unter Rühren gelöst. Zu dieser Lösung werden 5,20 g 3A-Zeolith UOP-L-Pulver (Fa. Obermeier) zugegeben und über Nacht gerührt. 4,01 g des Kieselsols Levasil 200s/30 werden anschließend eingerührt. Zum Beschichten von Filtermaterialien sollte die Lösung ca. 5 min aufgerührt werden.
  • Die Applikation auf die Filtermaterialien (keramische Wabenstrukturkörper oder metallische Filter) erfolgt durch Eintauchen der Filter in die Beschichtungslösungen aus Beispiel 1 bis 4.
  • Nach Beschichtung der Bauteile werden diese bei 120°C bis zur Massekonstanz getrocknet. Die Härtung erfolgt in einem Umluftofen bei einer Temperatur von 500°C für 1 Stunde. Die Aufheizrate sollte bei maximal 2 K/min liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3232729 A1 [0005]
    • EP 1355048 A [0006]

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Reinigung von Gasen, umfassend eine SCR aktive Verbindung und ein Alkalisalz, wobei das Molverhältnis von SCR aktiver Verbindung zu Alkalisalz 1:0,5 oder kleiner ist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin die SCR aktive Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus TiO2, ZrO2, Si-Ti-Mischoxiden, Ti-W-Mischoxiden, Ti-Mo-Mischoxiden, Ti-V-Mischoxiden, sulphatierten und phosphatierten Metalloxiden und Zeolithen.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Alkalisalz ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalisulphaten, -chloriden, -nitraten, -formiaten, -oxalaten, -sulfiden, -sulfiten, -bromiden, -iodiden, -fluoriden, -nitriden, -nitriten, -phosphaten, -phosphiden, -phosphiten, -hydroxiden, -alkoxiden und -acetaten.
  4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die SCR aktive Verbindung und das Alkalisalz in einer gemeinsamen Beschichtung auf einem Substrat vorliegen.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, worin das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Keramik, Metall, Glas, Glaskeramik und Stein.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, worin das Substrat ein keramischer oder metallischer Filterkörper ist.
  7. Beschichtungsmaterial, umfassend eine SCR aktive Verbindung und ein Alkalisalz, wobei das Molverhältnis von SCR aktiver Verbindung zu Alkalisalz 1:0,5 oder kleiner ist.
  8. Beschichtungsmaterial gemäß Anspruch 7, worin die SCR aktive Verbindung teilchenförmig vorliegt und die Teilchen eine mittlere Größe im Bereich von 15 nm bis 1 μm aufweisen.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, worin ein Beschichtungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8 auf ein Substrat aufgebracht wird, vorzugsweise durch Tauchen, Fluten oder Spritzen.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, worin das Substrat ein keramischer oder metallischer Filterkörper ist, das Aufbringen des Beschichtungsmaterials durch Tauchen erfolgt und überschüssiges Beschichtungsmaterial durch Zentrifugieren oder Anlegen eines Über- oder Unterdrucks entfernt wird.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, worin das Aufbringen des Beschichtungsmaterials ein- bis viermal erfolgt, vorzugsweise ein- oder zweimal.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9–11, worin das aufgebrachte Beschichtungsmaterial thermisch gehärtet wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das aufgebrachte Beschichtungsmaterial bei einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 300°C vorgehärtet wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, worin das aufgebrachte und vorgehärtete Beschichtungsmaterial bei Temperaturen im Bereich von 300°C bis 700°C nachgehärtet wird.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das aufgebrachte Beschichtungsmaterial bei einer Temperatur von bis zu 800°C in einem Schritt gehärtet wird.
  16. Katalytische Beschichtung auf einem Substrat, erhältlich gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9–15.
  17. Katalytische Beschichtung gemäß Anspruch 16, worin das eingesetzte Alkalisalz zumindest teilweise in sein Carbonat oder Oxid umgewandelt vorliegt.
  18. Verfahren zur Reinigung von Gas, insbesondere Abgas, worin das Gas mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6 oder einer katalytischen Beschichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17 in Kontakt gebracht wird.
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