DE1183054B - Verfahren zur Gewinnung von Rein-Stickstoff - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Rein-Stickstoff

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DE1183054B DEE22647A DEE0022647A DE1183054B DE 1183054 B DE1183054 B DE 1183054B DE E22647 A DEE22647 A DE E22647A DE E0022647 A DEE0022647 A DE E0022647A DE 1183054 B DE1183054 B DE 1183054B
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Holger C Andersen
John T Budd
James H Conklin
Richard C Glogau
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: COIb
Deutsche Kl.: 12 i-21/04
Nummer: 1183 054
Aktenzeichen: E 22647 IV a/12 i
Anmeldetag: 30. März 1962
Auslegetag: 10. Dezember 1964
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von zur Verflüssigung geeignetem Rein-Stickstoff aus den Abgasen eines chemischen Verfahrens.
Reiner flüssiger Stickstoff ist für die Reinigung von Wasserstoff wichtig. Bei der Herstellung von Wasserstoff durch Reformierung von Naturgas ist das Reaktionsprodukt mit Methan und Kohlenstoffoxyden verunreinigt. Für einige Reaktionen, insbesondere die Synthese von Ammoniak, sind derartige Verunreinigungen schädlich. Ein wirksames Mittel zur Entfernung restlicher Mengen sowohl von Methan als auch von Kohlenmonoxyd besteht darin, den gasförmigen Wasserstoff mit flüssigem Stickstoff zu waschen. Die Waschbedingungen können dabei so gewählt werden, daß so viel Rein-Stickstoff verdampft, wie für die Ammoniaksynthese benötigt wird.
Flüssiger Stickstoff wird üblicherweise durch Zerlegung von flüssiger Luft hergestellt. Dieses Verfahren ist wegen der hohen Energiekosten nachteilig, die für die zur vollständigen Abtrennung des Sauerstoffs erforderliche umfangreiche Fraktionierung benötigt werden. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist dann besonders schlecht, wenn für den abgetrennten Sauerstoff kein Bedarf vorhanden ist.
Eine andere Quelle für Stickstoff ist das bei der Ammoniakverbrennung anfallende Restgas, welches 95 bis 97% Stickstoff enthält. Dieses Gas ist bei verhältnismäßig geringer Reinigung als Stickstoffquelle für die Ammoniaksynthese eingesetzt worden. Das Restgas ist jedoch wegen der Anwesenheit von Oxyden des Stickstoffs für die Verflüssigung nicht geeignet. Diese Oxyde werden nicht nur bei den bei der Verflüssigung auftretenden niedrigen Tempera* türen fest und verstopfen dann die Anlage, sondern sie sind auch mögliche Ursachen für Explosionen.
In der deutschen Patentschrift 1088 938 sowie in Chemiker Zeitung—Chemische Apparatur, 85 (1961), S. 179 bis 184, ist zwar die Reinigung (Entgiftung) des Restgases der Ammoniakverbrennung (Salpetersäuregewinnung) durch katalytische Reduktion der Stickoxyde beschrieben, ein derart reiner, zum Verflüssigen geeigneter Stickstoff, wie er nach dem vorliegenden Verfahren gewonnen wird, läßt sich aber nach den obengenannten Verfahren nicht herstellen.
Demzufolge ist es die Aufgabe der Erfindung, ein wirksames, sicheres, kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von zur Verflüssigung ausreichend reinem Stickstoff aus dem Restgas zu schaffen, das bei der Herstellung von Salpetersäure durch Ammoniakverbrennung anfällt.
Es wurde nun gefunden, daß durch eine Kombi-Verfahren zur Gewinnung von Rein-Stickstoff
Anmelder:
Engelhard Industries, Inc., Newark, N. J.
(V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwaltj
München 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:
Richard C. Glogau, West Chester, Pa.,
James H. Conklin, Shepherdstown, W. Va.,
Holger C. Andersen, Morristown, N. J.,
John T. Budd, Wenonah, N. J. (V. St A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. März 1961 (99 904)
nation verschiedener Maßnahmen ein Stickstoffgas hergestellt werden kann, welches so hoch gereinigt ist, daß es weniger als 1 ppm N2O, weniger als 1 ppm NO + NO2, weniger als 1 ppm CO2 und weniger als ppm NH8 enthält, womit das Gas zur Verflüssigung ohne Verstopfungs- oder Explosionsgefahren geeignet ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung reinen, zur Verflüssigung geeigneten Stickstoffs aus den Abgasen der an eine Ammoniakoxydation anschließenden Salpeter-Säure-Anlage, welche in der Hauptsache aus Stickstoff bestehen und daneben geringere, aber merkliche Konzentrationen von Kohlendioxyd, Stickoxyden und Sauerstoff aufweisen, das sich dadurch kennzeichnet, daß
a) dem Abgas ein reduzierendes Gas in der mindestens stöchiometrisch erforderlichen Menge, um mit den im Abgas enthaltenen Stickoxyden
409 757/320
und dem Sauerstoff zu reagieren, beigemischt wird;
b) das Gasgemisch eine Reaktionszone passiert, in der es bei einer Temperatur zwischen etwa 150 und etwa 800° C mit einem Edelmetallkatalysator aus der Gruppe Palladium, Platin, Rhodium in Kontakt gebracht wird,
c) das Gasgemisch aus der Reaktionszone entfernt und in eine Gaswaschanlage geleitet wird,
d) das Gasgemisch in der Waschanlage zuerst mit einer alkalischen Flüssigkeit wie Monoäthanolamin oder einer wäßrigen Alkalilösung in innige Berührung gebracht wird und anschließend mit Wasser behandelt wird,
e) das gereinigte Gas aus der Waschzone entfernt und getrocknet wird.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß man das Restgas der Salpetersäurefabrik mit einer alkalischen Flüssigkeit wie wäßriger ätzalkalischer Lauge oder einem Äthanolamin behandelt. Diese entfernt den Hauptteil der Stickstoffoxyde (hauptsächlich NO2) und das CO2, worauf die restlichen Stickstoffoxyde mit überschüssigem Wasserstoff an einem Edelmetallkatalysator in Wasser, Stickstoff und Ammoniak umgewandelt werden. Es kann erwünscht sein, das Restgas mit Wasser zu waschen, um mitgerissene Lauge zu entfernen, bevor man es mit Wasserstoff und dem Katalysator in Kontakt bringt. Das Restgas kann nach der katalytischen Wasserstoffbehandlung erneut mit wäßriger Lauge in Kontakt gebracht werden, wenn in dem eingesetzten Wasserstoff saure Verunreinigungen, wie Oxyde des Kohlenstoffs und Schwefel enthaltende Verbindungen, enthalten waren. Wenn dagegen verhältnismäßig reiner Wasserstoff (z. B. elektrolytischer Wasserstoff) eingesetzt wurde, kann die zweite Alkaliwäsche weggelassen werden. Die Konzentration des Ammoniaks wird dann durch eine Wasserwäsche auf einen niedrigen Wert gesenkt. Der so erhaltene Stickstoff ist genügend rein, um in bekannter Weise unter der üblichen Entfernung des anwesenden Wassers ohne Gefahr verflüssigt zu werden.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung (Fließbild) erläutert. Das Restgas wird dem Boden des Wäschers 1 zugeführt und dort zunächst mit einer wäßrigen ätzalkalischen Lösung und dann mit Wasser in Kontakt gebracht. Das gereinigte Gas vermischt sich mit einem Wasserstoffstrom und strömt durch den Vorerhitzer 2 in das Reaktionsgefäß 3, welches mit Katalysator gefüllt ist. Das aus dem Reaktionsgefäß abströmende Gas gibt seine Wärme in dem Vorerhitzer 2 an das Beschickungsgas ab und strömt durch Kühler 4 in den Wäscher 5, in welchem es nochmals mit alkalischer Lösung und dann wiederum mit Wasser behandelt wird. In Behälter 7 wird wäßrige alkalische Lösung hergestellt und von dort in den Wäscher 5 gepumpt, in welchem sie zirkuliert, in Wäscher 1 gepumpt und dann gereinigt. Das den Wäscher 5 verlassende Restgas verläßt die Anlage durch den Trockner 6 und steht für die Verflüssigung bereit.
Nach einer anderen Ausführungsform wird das Erfindungsziel durch Verwendung anderer reduzierender Brennstoffe als Wasserstoff erreicht. Zum Beispiel können Naturgas, Methan, Kohlenmonoxyd, Koksofengas oder verschiedene Raffinerieabgase verwendet werden, ebenso Gemische von Kohlenmonoxyd, Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in beliebigen Mengenverhältnissen. Bei Kohlenstoff enthaltenden Brennstoffen weichen die Katalysatorbedingungen etwas von denjenigen ab, die für die Verwendung von Rein-Wasserstoff gelten. Das in der katalytischen Stufe gebildete Kohlendioxyd und
ίο Kohlenmonoxyd und aller nicht umgesetzter Kohlenwasserstoff werden durch alkalische Wäsche und Gasverflüssigung entfernt. Ferner kann es bei Kohlenstoff enthaltenden Brennstoffen zweckmäßig sein, die alkalische Wäsche vor der katalytischen Behandlung wegzulassen, da die CO2-Entfernung nach der katalytischen Behandlung zu jeder Zeit erforderlich ist. Eine weitere Ausführungsform dieses Verfahrens besteht darin, daß das bei der katalytischen Reaktion gebildete Kohlendioxyd durch Waschen mit einem Äthanolamin, z. B. Monoäthanolamin, gewonnen wird. Bei diesem Gewinnungsverfahren kann man nach der Äthanolaminwäsche mit Lauge waschen, um das CO2 vollständig zu entfernen.
Die Erfindung wird in dem nachfolgenden Beispiel weiter erläutert. In einer Salpetersäurefabrik wird das Ammoniak katalytisch mit Luft unter Druck verbrannt, wobei ein Gas anfällt, das einen hohen Prozentsatz an Stickstoffoxyden enthält. Nach Kühlen und Behändem mit Wasser in einem Absorptionsturm hat sich wäßrige Salpetersäure gebildet. Das aus dem Absorptionsturm abströmende Restgas hat bei einem Druck von etwa 5,7 atü und einer Temperatur von 30° C die in der nachfolgenden Tabelle angegebene Zusammensetzung. Dieses Gas wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 kg je Stunde einer Glockenboden-Absorptionskolonne von fünfunddreißig Böden und einem Durchmesser von etwa 163 cm zugeführt und in dieser auf den unteren neunundzwanzig Böden mit einer 10- bis 15°/»igen ätzalkalischen Lösung und auf den oberen sechs Böden mit Wasser in Kontakt gebracht. Das gewaschene Gas wird dann mit 43,5 kg Wasserstoff je Stunde vermischt, auf 220° C (5,6 atü) aufgeheizt und mit einer Raumgeschwindigkeit von 30 000 Stunden"1 in ein adiabatisches Reaktionsgefäß eingeführt, das mit einem Trägerkatalysator gefüllt ist, der aus 0,5 β/α Palladium auf Aluminiumoxydpellets von 3,175 mm Durchmesser besteht. Das Gas, welches das Reaktionsgefäß mit einer Temperatur von 525° C verläßt, wird auf 40° C abgekühlt und in die zweite Absorptionskolonne eingeführt. In diesem Wäscher, der einen Durchmesser von etwa 163 cm hat, wird das Gas mit einer 10- bis 15%igen alkalischen Lösung auf den unteren dreiundzwanzig Glockenboden und mit Wasser auf den darüberliegenden zwölf Böden in Kontakt gebracht. Das so erhaltene Stickstoffgas wird in der üblichen Weise ohne Schwierigkeit verflüssigt, d.h. das Gas wird einer Reihe von Behandlungsmaßnahmen unterworfen; wie Verdichtung, Kühlung, Trocknung, weiterer Kühlung durch Kühlmittel und Drosselentspannung. Dadurch erfolgt eine teilweise Verflüssigung; eine mit Ausnahme des Wasserstoffgehalts vollständige Verflüssigung kann erzielt werden, indem man das Gas im Kreislauf führt.
Die volumenmäßige Zusammensetzung des Gasstroms an verschiedenen Stellen der Apparatur ist in der Tabelle angegeben; Rest ist Stickstoff und Wasserdampf.
Gasstrom
Zusammensetzung
Teile je Million (10-41Vo), "wenn nicht °/o angegeben sind
N2O NO+ NO2 I CO2 O2 I NH8 H2
Argon
Restgas
Beim Verlassen des Wäschers 1
Beim Verlassen des Reaktionsgefäßes 3
Beim Verlassen des Wäschers 5
2000
2000
5000 400 300
<30
<30
<5
1,5 bis 3%
1,5 bis 3%
<3
<3
0
0
300
<3
0
0
1 bis 2%
1 bis 2Vo
Es war zwar bekannt, daß NO und höhere Oxyde des Stickstoffs in dem Restgas einer Ammoniakverbrennungsanlage enthalten sind, aber es wurde gefunden, daß N2O in merklichen Mengen anwesend ist und entfernt werden muß, um den Stickstoff für die Verflüssigung geeignet zu machen.
N2O muß entfernt oder sein Gehalt mindestens auf eine extrem niedrige Konzentration gesenkt werden, um eine Explosionsgefahr bei der Verflüssigung des Stickstoffs auszuschließen. Andere im Restgas anwesende Stickstoffoxyde sind ähnlich gefährlich. Die Oxyde des Stickstoffs sowie Kohlendioxyd und Ammoniak sind auch deshalb zu beanstanden, weil sie, wenn in merklicher Menge anwesend, Verstopfungen beim Verflüssigen des Stickstoffs verursachen. Ein für die Verflüssigung geeignetes Restgas soll vorzugsweise nicht mehr als folgende Konzentrationen an Verunreinigungen enthalten:
10-4%
N2O^ 1
NO+ NO2 1
CO9 1
In einem anderen Beispiel der ErEndung wird das Restgas der Salpetersäureherstellung mit Methan an einem Katalysator behandelt, der aus 0,5% Palladium auf Aluminiumoxydpellets besteht Die Raumgeschwindigkeit beträgt dabei 20 000 Stunden-1. Zusammensetzung des Restgases vor und nach der katalytischen Behandlung:
Gasstrom
N2O
Zusammensetzung
Teile je Million (10—4%), wenn nicht % angegeben sind
NO+NOJ CO2 I CO I O2 I NH8 I CH4
Argon
Restgas vor dem Reaktionsgefäß
Restgas nach dem Reaktionsgefäß
2000
3000 300
0
2000
2%
<3
0
2000
1,4%
1000
Der Gasdruck beträgt 5,6 atü, die Einlaßtemperatur 450° C und die Temperatur der Katalysatorschüttung 750° C. Das vom Katalysator abströmende Gas wird durch einen alkalischen Wäscher geleitet, in welchem CO2 bis auf weniger als 1 Teil je Million (1·10~4%) entfernt wird, und dann durch einen Wasserwäscher, um NH3 bis auf weniger als 3 · 10~4% zu entfernen. Das gewaschene Gas wird getrocknet und verflüssigt. In der letztgenannten Stufe wird der Restgehalt an Kohlenmonoxyd und Methan auf weniger als 2-10~4% gesenkt.
Das gemäß der Erfindung erhaltene Stickstoffgas enthält nach Verflüssigung und Fraktionierung vorzugsweise mindestens weniger als nachfolgende Grenzwerte an Verunreinigungen: < 1 · 10~4% N2O, < 110 NO-I-NO9, < 1:10-4% CO2, <3
10~4% NH3, <2-10-*% CO und <1:10~4% H2O. Der Restgehalt an CH4 und anderen Kohlenwasserstoffen beträgt weniger als 2 · 10"4%. Irgendwelche größere Mengen an CH4, CO oder H2O, welche in dem zu verflüssigenden Stickstoff enthalten sein können, bleiben in dem kondensierten Anteil bei dessen Fraktionierung, bei der Stickstoff von der angegebenen Reinheit über Kopf entfernt wird.
Um Stickstoffoxyde und Sauerstoff aus dem Restgas der Salpetersäuregewinnung praktisch vollständig zu entfernen, kann Druck vorteilhaft sein. Dementsprechend kann das Verfahren, wenn gewünscht, bei dem maximalen Druck durchgeführt werden, bei welchem das Restgas verfügbar ist. Drücke im Bereich von etwa 0 bis 7 atü oder höher sind verwendbar.
Für das Auswaschen werden ätzalkalische Lösungen, wie 5 bis 20 Gewichtsprozentige Natronlauge verwendet; Konzentrationen zwischen etwa 10 und etwa 15 Gewichtsprozent werden bevorzugt Die aus den Wäschern abgezogene Flüssigkeit enthält freies Alkali, Natriumnitrit, Natriumnitrat und Natriumcarbonat, wenn NaOH-Lösungen angewendet werden. Natriumnitrit kann aus der Reinigungslauge gewonnen werden, nachdem: man die Lauge weiter mit einem NO+NO2 enthaltenden Gas bei geeignetem Oxydationszustand in Kontakt gebracht hat. Menge und Zirkulationsgeschwindigkeit der Waschlauge ist nicht entscheidend, vorausgesetzt, daß immer freies Alkali anwesend ist
Der Überschuß von Wasserstoff über die stöchiometrisch zur Reduktion der Stickstoffoxyde und des Sauerstoffs notwendige Menge beträgt vorzugsweise etwa 0,1 bis 5 Volumprozent des gesamten Gasstromes. Der Überschuß wird bei der Ammoniaksynthese wiedergewonnen. Für diese Reduktion ist Palladium der bevorzugte Katalysator, weil es die niedrigste Zündtemperatur hat und wohlfeiler als andere Edelmetalle ist. Indessen sind auch Platin, Rhodium und andere Edelmetallkatalysatoren verwendbar. Ein pelletisierter Tfägerkatalysator von etwa 3 bis 6 mm Durchmesser wird bevorzugt, weil bei dieser Größe der Pellets eine große Oberfläche je Gewichtseinheit Edelmetall zur Verfugung steht und dadurch der Druckabfall im Gasstrom gering ist. Ein Aluminiumoxydträger ist besonders geeignet, weil er unter den Einsatzbedingungen beständig und fest ist. Ein Edelmetallgehart von etwa 0,5 % wird bevorzugt,
obgleich der Gehalt auch weitgehend variiert werden kann, um einen gut verwendbaren Katalysator zu erhalten. Einer der Vorteile der Erfindung ist es jedoch, daß geringere Mengen an Edelmetallkatalysator notwendig sind, um die gewünschte Reduktion zu bewirken, und daß die Reduktion vollständiger verläuft als bei anderen Katalysatoren.
Für einen Palladiumkatalysator sind Gaseinlaßtemperaturen von 150° C oder sogar noch niedriger geeignet, wenn der Katalysator verhältnismäßig neu ist. Gegebenenfalls können auch höhere Einlaßtemperaturen verwendet werden, um die Stickstoffoxyde noch gründlicher zu entfernen. Für gealterte Katalysatoren kann die Gaseinlaßtemperatur bis auf 250° C erhöht werden. Der Palladiumkatalysator hält Tem- »5 peraturen von 800° C aus, ohne an Aktivität einzubüßen, aber Auslaßtemperaturen von 600° C oder weniger werden bevorzugt, weil dann eine größere Auswahl geeigneter Werkstoffe besteht. Neue Katalysatoren aus Rhodium oder Platin sind bei Einlaß- ao temperatur von 200° C und höher aktiv.
Raumgeschwindigkeiten des Restgases über dem Katalysator im Bereich von etwa 15 000 bis 60 000 Stunden"1 sind für eine vollständige Reduktion des Sauerstoffs und der Stickstoffoxyde ange- »5 wendet worden. Eine Raumgeschwindigkeit von etwa 30000 Stunden-1 wird bevorzugt.
Der zweite Wasserwäscher muß so angelegt sein, daß praktisch das gesamte bei der katalytischen Reaktion gebildete Ammoniak entfernt wird. Man kann gegebenenfalls dem Wasser Säure zusetzen, um den Dampfdruck des Ammoniaks zu senken.
Nach Reinigung des Restgases durch Senkung der Konzentration an CO2 und Ammoniak unter den kritischen Grenzwert kann das Gas in üblicher Weise verflüssigt werden. Nach dem beanspruchten Verfahren kann aus dem bei der Salpetersäureherstellung anfallenden Restgas praktisch reiner Stickstoff erhalten werden, der sich ohne Explosionsgefahr und ohne Korrosivitätsprobleme oder Vergiftung des Katalysators für die Verflüssigung eignet. Die Verflüssigung dient außerdem dazu, den Gehalt an im Stickstoff enthaltenem Wasser auf einen geringen Gehalt zu reduzieren.
Der verflüssigte Stickstoff kann, wie oben erörtert, fraktioniert werden, um als Kopffraktion reines Stickstoffgas zu erhalten, das weniger als 2· 10~40/o Methan, weniger als 2 · 10""40/o Kohlenmonoxyd und weniger als 1 · 10"40/o Wasser enthält. Der gemäß der Erfindung erhaltene Stickstoff ist in verflüssigter Form ohne Fraktionierung geeignet, unreinen gasförmigen Wasserstoff auszuwaschen und ein Wasserstoffgas zu ergeben, das weniger als die folgenden Verunreinigungen enthält: 1 · 10-*% N2O, 1 · 10-4Vo NO + NO2, 1 · 10-«·/· CO2, 3 · 10-*Ve NH3, 2· ΙΟ-ίο/ο CO, 2·1Ο-4ο/ο Gesamtkohlenwasserstoffe und 1 · 10~4% H2O.
Die Waschbedingungen für den Wasserstoff können so gewählt werden, daß genügend Stickstoff verdampft, um ein Produkt zu erhalten, das etwa 3 Teile Wasserstoff und 1 Teil Stickstoff enthält und für die Ammoniaksynthese ohne weitere Behandlung geeignet ist. Im Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch enthaltene Fremdgase werden auf dem gleichen niedrigen Gehalt gehalten, wie er für den Wasserstoff angegeben wurde, der mit dem erfindungsgemäß hergestellten Stickstoff ausgewaschen ist.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Gewinnung reinen, zur Verflüssigung geeigneten Stickstoffs aus den Abgasen der an eine Ammoniakoxydation anschließenden Salpetersäureanlage, welche in der Haupt* sache aus Stickstoff bestehen und danebea geringere, aber merkliche Konzentrationen von Kohlendioxyd, Stickoxyden und Sauerstoff aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) dem Abgas ein reduzierendes Gas in der mindestens stöchiometrisch erforderlichen Menge, um mit den im Abgas enthaltenen Stickoxyden und dem Sauerstoff zu reagieren, beigemischt wird;
b) das Gasgemisch eine Reaktionszone passiert, in der es bei einer Temperatur zwischen etwa 150 und etwa 800° C mit einem Edel« metallkatalysator aus der Gruppe Palladium* Platin, Rhodium in Kontakt gebracht wird;
c) das Gasgemisch aus der Reaktionszone entfernt und in eine Gaswaschanlage geleitet wird;
d) das Gasgemisch in der Waschanlage zuerst mit einer alkalischen Flüssigkeit wie Monoäthanolamin oder einer wäßrigen Alkalilösung in innige Berührung gebracht wird und anschließend mit Wasser behandelt wird;
e) das gereinigte Gas aus der Waschzone entfernt und getrocknet wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas vor der Zumischung des reduzierenden Gases in einer ersten Waschanlage durch innige Berührung mit einer alkalischen Flüssigkeit wie Monoäthanolamin oder wäßriger Alkalilösung gewaschen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nach Passieren der ersten Waschzone mit Wasser gewaschen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierendes Gas ein Kohlenwasserstoff oder Kohlenmonoxyd zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkali wäßrige Natriuöihydroxydlösung eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Palladium angewandt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1088 938; Chemiker Zeitung — Chemische Apparatur, 85 (1961), Nr. 6 vom 20. 3.1961, S. 179 bis 184.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
«9 757/320 12.64 © Bundesdruckerei Berlin
DEE22647A 1961-03-31 1962-03-30 Verfahren zur Gewinnung von Rein-Stickstoff Pending DE1183054B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1088938B (de) * 1956-10-12 1960-09-15 Engelhard Ind Inc Verfahren zur Entfernung von Stickstoffoxyden aus Abgasen, die bei der Herstellung von Salpetersaeure durch Oxydation von Ammoniak anfallen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1088938B (de) * 1956-10-12 1960-09-15 Engelhard Ind Inc Verfahren zur Entfernung von Stickstoffoxyden aus Abgasen, die bei der Herstellung von Salpetersaeure durch Oxydation von Ammoniak anfallen

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