DE19851041A1 - Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Katalysator und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Abstract
Ein Katalysator mit einer SCR-Aktivität zum Reinigen von Gasen nach den SCR-Verfahren weist einen katalytisch aktiven Einsatz auf, der als zumindest teilweise offenporiger Schwammkörper ausgebildet ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Katalysator mit einer SCR-Akti
vität zum Reinigen von Gasen, insbesondere von Abgasen aus
Verbrennungsmotoren, Gasturbinen, von Gas strömen aus chemi
schen Prozessen u. dgl., nach dem SCR-Verfahren mit einem ka
talytisch aktiven Einsatz, sowie ein Verfahren zur Herstel
lung eines solchen Katalysators.
Aufgrund der immer höheren Anforderungen der Gesetzgebung zur
Emissionskontrolle müssen die Reinigungseffekte von Katalysa
toren kontinuierlich verbessert werden. Besonders Stickoxide
(NO und NO2) in von Kraftwerken, Müllverbrennungsanlagen,
Glasschmelzöfen, Heizwerken usw. hervorgerufenen Rauchgasen
werden dabei durch ein besonders geeignetes Verfahren, näm
lich das SCR-Verfahren (Selectiv Catalytic Reduction), kata
lytisch umgewandelt. Dieses Reinigungsverfahren wird nun mit
zwei bekannten Katalysatortypen durchgeführt, die sich in ih
rem Aufbau voneinander unterscheiden. Der Plattenkatalysator
als erster Typ besteht aus parallel mit Abstand angeordneten
Platten, die einen Edelstahlgrundträger umfassen, dessen
Oberfläche mit einem für die selektive katalytische Reduktion
verantwortlichen katalytisch aktiven Material versehen ist,
wie z. B. TiO2, V-, W- oder Mo-Oxide. Die spezifische geome
trische Oberfläche des gesamten Katalysators hängt dabei von
dem Abstand der Platten, der Plattenhöhe sowie dem Quer
schnitt des Katalysatormoduls ab.
Beim anderen Katalysatortyp handelt es sich um einen Wabenka
talysator. Dieser umfaßt parallele, nebeneinander angeord
nete, sich in einer Längsrichtung erstreckende Zellen, deren
Ausrichtung im wesentlichen von der festgelegten Durchström
richtung des zu reinigenden Gases abhängt. Hierbei kann der
Querschnitt einer Zelle je nach Art des Katalysators variie
ren.
Ein solcher Wabenkatalysator wird aus keramischem Material
extrudiert und anschließend thermisch behandelt, nämlich z. B.
calciniert. Dadurch entsteht die wabenartige Form des Ka
talysator-Einsatzes. Anschließend wird diese wabenartige Trä
gersubstanz mit einem katalytisch aktiven Material, wie TiO2,
V- oder W-Oxiden, versehen. Alternativ dazu kann auch kataly
tisch aktives Material direkt extrudiert werden, wodurch ein
nachträgliches Aufbringen eines katalytisch aktiven Materials
unnötig wird.
Bei den bekannten Katalysatortypen ist es von Nachteil, daß
die Formgebung des Katalysator-Einsatzes aufgrund der Struk
tur und Anordnung der Platten bzw. der zellenartigen Waben
zueinander bereits vorbestimmt und somit kaum variabel ge
staltbar ist. Außerdem wird durch die einheitliche Größe der
Reaktionskammern, wie z. B. das Zwischenvolumen zweier Plat
ten oder das Volumen einer Zelle der Wabenstruktur, eine op
timale Vermischung der in den Katalysator eintretenden Fluide
teilweise nur unzureichend realisiert.
Um die Reinigungs-Effektivität eines Katalysators zu stei
gern, ist es vor allem notwendig, die spezifische, kataly
tisch reaktive Oberfläche des Katalysatorinneren zu optimie
ren, so daß eine möglichst vollständige Reinigung des Abgases
erreicht werden kann. Ferner wird häufig die Leistung einer
einen Katalysator umfassenden Anlage durch die beim Durch
strömen des Katalysators auftretenden Druckverluste redu
ziert.
Die vorstehenden Platten- bzw. Wabenkatalysatoren sind bei
spielsweise in dem Firmenprospekt der Firma Siemens AG mit
dem Titel "SINOx-Katalysatoren: Die beste Lösung zur Stick
oxidminderung" bekannt. Weitere Firmenschriften des Anmelders
zeigen die Anwendung solcher SINOx-Katalysatoren für Marine
antriebe zur NOx-Reduzierung auf hoher See und in küstennahen
Zonen, für Nutzfahrzeuge und stationäre Diesel- und Gasmoto
ren.
Aus der DE 195 44 417 A1 ist schließlich ein katalytischer
Brenner bekannt, bei dem verschiedene Zonen jeweils aus unbe
schichteten oder mit katalytisch aktivem Material beschichte
ten keramischen Schäumen bestehen. Dadurch sollen die Kataly
satorstruktur möglichst vollständig ausgenutzt und die Brenn
gase bei möglichst geringem Luftüberschuß weitestgehend umge
setzt werden, um einen hohen feuerungstechnischen Wirkungs
grad zu erreichen. Ferner soll ein zündfähiges Gemisch außer
halb der Katalysatorstruktur vermieden werden, um einen hohen
Sicherheitsstandard zu gewährleisten. Insoweit handelt es
sich also nicht um einen Katalysator zur Reinigung von Gasen.
Ausgehend von den Problemen der eingangs geschilderten SCR-
Katalysatoren ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen SCR-
Katalysator zu schaffen, bei dem die Formgebung des Katalysa
tors variabler gestaltbar und seine innere Struktur so be
schaffen ist, daß die Mischung der zu reinigenden Fluide in
nerhalb des Katalysators und damit seine Effektivität opti
miert werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der katalytisch aktive
Einsatz als ein zumindest teilweise offenporiger Schwammkör
per ausgebildet ist.
Aufgrund der keine Vorzugsrichtungen aufweisenden, isotropen
Struktur eines Schwamms kann die Geometrie des Katalysator-
Einsatzes leicht an die geforderte Einbaugeometrie oder ein
Gehäuse angepaßt werden. Durch die Schwammstruktur wird die
katalytisch reaktive Oberfläche des Katalysators vergrößert
und der Kontakt zwischen dieser und dem Fluid optimiert.
Gleichzeitig wird der Druckverlust beim Durchströmen des Ab
gases durch den Katalysator minimiert.
Der katalytisch aktive Einsatz kann weitere katalytische Ak
tivitäten besitzen, wie z. B. eine Hydrolyse-Aktivität zur Um
wandlung eines Reduktionsmittels zu beispielsweise Ammoniak.
Der katalytisch aktive Einsatz weist vorzugsweise eine die
Schwammstruktur bildende Trägersubstanz auf, die katalytisch
inaktiv ist und die mit einer katalytisch aktiven Beschich
tung versehen ist.
Diese die Schwammstruktur bildende Trägersubstanz kann jedoch
auch aus einem katalytisch aktiven Material bestehen. Um die
katalytische Aktivität des erfindungsgemäßen Katalysators zu
verstärken, kann diese Trägersubstanz zusätzlich mit einer
katalytisch aktiven Beschichtung versehen werden. Ein weite
rer Vorteil der vorstehenden Konfiguration besteht darin, daß
die katalytisch aktive Beschichtung besser auf einer gleich
artigen Trägersubstanz haftet. Letztere wird dabei durch eine
erhöhte thermische Beaufschlagung einerseits mechanisch fe
ster, verliert dabei andererseits jedoch durch die Tempera
tureinflüsse an katalytischer Aktivität. Letzterer Effekt
wird durch die katalytisch aktive Beschichtung aufgehoben.
Als inaktive oder allenfalls vernachlässigbar schwach kataly
tische Trägersubstanzen sind vor allem keramische Materia
lien, wie Codierit, heranzuziehen. Für die katalytisch akti
ven Materialien zur Bildung einer katalytisch aktiven Träger
substanz sowie für die katalytisch aktiven Beschichtungen
sind vorzugsweise TiO2, WO3, MoO3, V2O5, Al2O3, SiO2 oder eine
Kombination aus diesen vorgesehen.
Um die Druckverluste innerhalb des Katalysators zu minimieren
sowie eine Mischung der Fluide zu optimieren, kann die
mittlere Porengröße je nach gewünschten Strömungsbedingungen
in verschiedenen Bereichen unterschiedlich groß ausgeführt
sein.
Wenngleich der erfindungsgemäße Katalysator in der Regel aus
einem katalytisch aktiven Einsatz und einem diesen aufnehmen
den Gehäuse bestehen wird, ist es prinzipiell auch möglich,
den Katalysator-Einsatz selbst mit einer integral angeformten
Leitung zu versehen, die ein Gehäuse ersetzt. Dazu ist es
vorgesehen, zumindest in Teilbereichen seiner Oberfläche den
den Einsatz bildenden Schwammkörper mit einer seine Außenpo
ren dicht verschließenden Außenhaut zu versehen. Der Schwamm
körper ist also in den äußeren Bereichen dickwandig und ge
schlossenzellig ausgeführt, womit die Funktion des Gehäuses
in den katalytischen Einsatz selbst integriert ist. Damit
kann ein konstruktiv besonders einfacher Katalysator geschaf
fen werden.
Zusammenfassend ist zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
vorstehend erörterten SCR-Katalysators festzuhalten, daß ins
besondere durch die Schwammstruktur des Katalysator-Einsatzes
prägnante Vorteile erzielt werden. Diese beruhen in erster
Linie auf der Isotropie der Schwammstruktur in drei Dimensio
nen. Die entsprechende dreidimensionale Vernetzung der
Schwammstruktur erzielt zum einen gegenüber bisher eingesetz
ten Materialien eine weitaus höhere mechanische Stabilität.
So ist z. B. ein Wabenkatalysator in Richtung quer zu den Wa
benwänden bruchempfindlich, da die Wände relativ dünn ausge
bildet sind. Weiterhin ist es möglich, durch die Isotropie in
drei Dimensionen den Einsatz an praktisch beliebige Formen
und insbesondere schon vorhandene Räume anzupassen, um z. B.
Rohrleitungen, Abgaskrümmer u. dgl. als Montageort für den
Katalysator-Einsatz zu nutzen. Eine spezielle "Katalysator
box", deren Umriß beispielsweise aufgrund der internen Struk
tur der beim Stand der Technik verwendeten Platten oder Waben
als Quader- oder zumindest prismatischer Körper ausgebildet
sein muß, kann aufgrund der Erfindung entfallen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin,
ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysa
tors anzugeben.
Demnach ist es vorgesehen, daß
- - ein Schaumkörper aus einem schäumbaren Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem PU-Schaum, mit einer zumindest teilweise offenen porösen Struktur erzeugt wird,
- - ein Schwammkörper durch das Tränken des Schaumkörpers mit einer Trägersubstanz gebildet wird, die katalytisch inakti ves oder für eine SCR-Katalyse aktives Material, insbeson dere Keramiken, Edelmetalle oder Metalloxide oder eine Kom bination aus diesen, aufweist,
- - der Schwammkörper thermisch behandelt wird, und
- - der dadurch mechanisch feste Schwammkörper zumindest bei Verwendung einer katalytisch inaktiven Trägersubstanz mit einer für eine SCR-Katalyse aktiven Beschichtung, insbeson dere mit Edelmetallen oder Metalloxiden oder einer Kombina tion aus diesen, versehen und anschließend thermisch nach behandelt sowie aktiviert wird.
Zu den vorstehend erörterten grundsätzlichen Verfahrens
schritten ist festzuhalten, daß dabei auf ein an sich bekann
tes Verfahren zur Herstellung von keramischen Schwammkörpern
zurückgegriffen wird. Es wird auf den Fachaufsatz "Aus Kunst
stoff wird Keramik für die Metallurgie" (Fa. Drache/Diez) in
cfi/Ber. DKG 73 (1966), Nr. 6, Seiten 349 ff. verwiesen.
Weitere Unteransprüche kennzeichnen bevorzugte Ausführungs
formen dieses Verfahrens.
Im folgenden wir ein erfindungsgemäßer Katalysator und ein
Verfahren zu seiner Herstellung in einem
näher erläutert:
Aus einem schäumbaren Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem PU-Schaum, wird ein Schaumkörper mit einer teilweise offenen porösen Struktur in einer der Sollform des Katalysator-Ein satzes zumindest grob entsprechenden Gestalt hergestellt. Dazu wird eine übliche, aus der Kunststoffherstellung be kannte Schäumform verwendet werden.
Aus einem schäumbaren Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem PU-Schaum, wird ein Schaumkörper mit einer teilweise offenen porösen Struktur in einer der Sollform des Katalysator-Ein satzes zumindest grob entsprechenden Gestalt hergestellt. Dazu wird eine übliche, aus der Kunststoffherstellung be kannte Schäumform verwendet werden.
Falls der Schaumkörper für die gewünschten Strömungsverhält
nisse noch nicht die gewünschte Porosität aufweist, kann an
schließend durch sogenanntes "Retikulieren" eine gezielte
Öffnung von Poren durch Anwendung von Druck hervorgerufen
werden.
Anschließend wird der so zugerichtete Schaumkörper mit einem
keramischen Material in wäßriger Phase - also einem kerami
schen Schlicker - getränkt. Als keramische Materialien können
beispielsweise Codierit, Al2O3 oder Siliziumcarbid (SiC-Kera
mik) verwendet werden.
Der so getränkte Schaumkörper wird anschließend einer thermi
schen Behandlung unterzogen, wobei sich der Temperaturbereich
nach dem verwendeten keramischen Material bemißt. So wird bei
einer Verwendung von Codierit oder Al2O3 die keramische Masse
bei Temperaturen bis 300°C getrocknet und ausgehärtet. Bei
Einsatz einer Siliciumcarbid-Keramik wird bei einer Tempera
tur oberhalb 500°C gesintert.
Falls es bei dieser thermischen Behandlung ohnehin nicht ge
schehen ist, wird anschließend das den ursprünglichen Schaum
körper bildende Kunststoffmaterial durch Ausbrennen bei einer
Temperatur von vorzugsweise oberhalb 500°C entfernt. Dabei
bleibt allenfalls ein Skelett aus reinem Kohlenstoff im
Schwammkörper zurück.
Zur Erzielung der katalytischen Eigenschaften mit einer ent
sprechenden SCR-Aktivität wird eine SCR-katalytisch aktive
Beschichtung auf den Schwammkörper wiederum durch entspre
chendes Tränken und anschließendes thermisches Behandeln auf
gebracht. Als katalytisch aktive Bestandteile sind dabei
TiO2, WO3, MoO3, V2O5, Al2O3 oder SiO2 getrennt oder in Kombi
nation vorgesehen. Diese Katalysatormaterialien werden durch
die thermische Behandlung auf der Trägersubstanz fixiert und
aktiviert.
Alternativ zu der vorstehenden Kombination einer inaktiven
Trägersubstanz und einer aktiven Beschichtung kann die Trä
gersubstanz selbst katalytisch aktiv durch Verwendung ent
sprechender Katalysatormaterialien ausgeführt sein. Problema
tisch hierbei ist jedoch die Tatsache, daß zur mechanischen
Stabilisierung der Trägersubstanz relativ hohe Temperaturen
bei der thermischen Behandlung eingesetzt werden müssen, die
wiederum negative Auswirkungen auf die katalytischen Eigen
schaften haben.
Zur Behebung dieser Problematik ist es vorgesehen, die ent
sprechend katalytisch aktive Trägersubstanz nochmals mit ei
ner katalytisch aktiven Beschichtung zu versehen. Die damit
zu erzielenden Vorteile sind bereits in der Beschreibungsein
leitung angegeben.
Die drei vorstehend aufgezeigten Alternativen für die Bildung
und katalytische Aktivierung des Einsatzes stimmen darin
überein, daß sie zu einer dreidimensionalen, offene Filament
struktur mit großer spezifischer innerer Oberfläche des SCR-
Katalysators führen. Dies ermöglicht zusätzlich die Bearbei
tung des Schwammkörpers in allen denkbaren Ebenen. Ferner
kommt es aufgrund dieser Struktur beim Durchströmen des zu
reinigenden Gases im Inneren des Katalysator-Einsatzes zu
chaotischen, strömungsbedingten Turbulenzen, die eine gute
Vermischung von Fluiden und einen sehr guten Kontakt zwischen
der Katalysatoroberfläche und den Fluiden ermöglicht.
Claims (15)
1. Katalysator mit einer SCR-Aktivität zum Reinigen von Ga
sen, insbesondere von Abgasen aus Verbrennungsmotoren und
Gasturbinen, von Gas strömen aus chemischen Prozessen und
dgl., nach dem SCR-Verfahren umfassend einen katalytisch ak
tiven Einsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der ka
talytisch aktive Einsatz als ein zumindest teilweise offenpo
riger Schwammkörper ausgebildet ist.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der katalytisch aktive Einsatz eine Hydrolyse-Ak
tivität zur Umwandlung eines Reduktionsmittels zu insbeson
dere Ammoniak besitzt.
3. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der katalytisch aktive Einsatz
eine den Schwammkörper bildende, katalytisch inaktive Träger
substanz aufweist, die mit einer katalytisch aktiven Be
schichtung versehen ist.
4. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die den Schwammkörper bildende
Trägersubstanz ein katalytisch aktives Material umfaßt.
5. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die katalytisch aktive, den Schwammkörper bildende
Trägersubstanz mit einer katalytisch aktiven Beschichtung
versehen ist.
6. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die katalytisch inaktive Trägersubstanz aus kera
mischen Materialien, wie Codierit o. dgl., gebildet ist.
7. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material
und/oder die katalytisch aktive Beschichtung TiO2, WO3, MoO3,
V2O5, Al2O3, SiO2 oder eine Kombination aus diesen umfassen.
8. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwammkörper mindestens zwei
Bereiche aufweist, deren mittlere Porengröße jeweils unter
schiedlich groß ausgeführt ist.
9. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest in Teilbereichen seiner
Oberfläche der Schwammkörper mit einer seine Außenporen dicht
verschließenden Außenhaut versehen sind.
10. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Außenhaut aus dem die Trägersubstanz
bildenden Material gebildet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem
der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - ein Schaumkörper aus einem schäumbaren Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem PU-Schaum, mit einer zumindest teilweise offenen porösen Struktur erzeugt wird,
- - ein Schwammkörper durch das Tränken des Schaumkörpers mit einer Trägersubstanz gebildet wird, die katalytisch inakti ves oder für eine SCR-Katalyse aktives Material, insbeson dere Keramiken, Edelmetalle oder Metalloxide oder eine Kom bination aus diesen, aufweist,
- - der Schwammkörper thermisch behandelt wird, und
- - der dadurch mechanisch feste Schwammkörper zumindest bei Verwendung einer katalytisch inaktiven Trägersubstanz mit einer für eine SCR-Katalyse aktiven Beschichtung, insbeson dere mit Edelmetallen oder Metalloxiden oder einer Kombina tion aus diesen, versehen und anschließend thermisch nach behandelt sowie aktiviert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß durch die thermische Behandlung des Schwammkörpers
dessen Trocknen, Aushärten und/oder Sintern erfolgt, wobei
die Temperaturführung von dem jeweils verwendeten Material
der Trägersubstanz abhängt und ggf. ein Ausbrennen des
schäumbaren Kunststoffmaterials stattfindet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gestalt des katalytisch akti
ven Einsatzes zumindest grob durch das Aufschäumen des Kunst
stoffmaterials in einer Form gebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gestalt des mechanisch festen
Schwammkörpers mittels abrasiver Materialbearbeitung an die
Sollform des Katalysatoreinsatzes angepaßt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die teilweise offene poröse Struk
tur des Schaumes durch ein gezieltes Öffnen der Poren unter
Druck hervorgerufen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19851041A DE19851041A1 (de) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung |
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DE19851041A DE19851041A1 (de) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE19851041A Ceased DE19851041A1 (de) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung |
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---|---|
DE (1) | DE19851041A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001060515A2 (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Conoco Inc. | Reticulated ceramic foam catalysts for synthesis gas production |
US8659415B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-02-25 | General Electric Company | Alarm management |
US8751413B2 (en) | 2011-07-26 | 2014-06-10 | General Electric Company | Fuzzy logic based system monitoring system and method |
CN103908974A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-09 | 重庆大学 | 一种负载HgCl2的SCR催化剂及其制备方法 |
CN110280262A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-27 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种高活性抗硫复合载体型整体式脱硝催化剂及制备方法 |
CN115646519A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-01-31 | 法尔曼环保科技(苏州)有限公司 | 一种具有除尘脱硝复合功能的陶瓷滤芯催化剂及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3511825A1 (de) * | 1985-03-30 | 1986-10-02 | Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf | Sinterkoerper aus keramischem material |
EP0315896A1 (de) * | 1987-11-07 | 1989-05-17 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd | Katalysator zur Abgasreinigung von Dieselmotoren |
DE4008371A1 (de) * | 1989-03-15 | 1990-09-20 | Riken Kk | Abgasreiniger und verfahren zum reinigen von abgasen |
-
1998
- 1998-11-05 DE DE19851041A patent/DE19851041A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3511825A1 (de) * | 1985-03-30 | 1986-10-02 | Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf | Sinterkoerper aus keramischem material |
EP0315896A1 (de) * | 1987-11-07 | 1989-05-17 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd | Katalysator zur Abgasreinigung von Dieselmotoren |
DE4008371A1 (de) * | 1989-03-15 | 1990-09-20 | Riken Kk | Abgasreiniger und verfahren zum reinigen von abgasen |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Derwent Abstr. Nr. 51463B/28 (1977) zu JP 54-0 67 588 A * |
Derwent Abstr. Nr. 87-201955/29 (1985) zu JP 62-1 29 149 A * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001060515A2 (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Conoco Inc. | Reticulated ceramic foam catalysts for synthesis gas production |
WO2001060515A3 (en) * | 2000-02-18 | 2002-04-25 | Conoco Inc | Reticulated ceramic foam catalysts for synthesis gas production |
US6630078B2 (en) | 2000-02-18 | 2003-10-07 | Conocophillips Company | Reticulated ceramic foam catalysts for synthesis gas production |
US8659415B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-02-25 | General Electric Company | Alarm management |
US8751413B2 (en) | 2011-07-26 | 2014-06-10 | General Electric Company | Fuzzy logic based system monitoring system and method |
CN103908974A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-09 | 重庆大学 | 一种负载HgCl2的SCR催化剂及其制备方法 |
CN103908974B (zh) * | 2014-04-14 | 2015-11-18 | 重庆大学 | 一种负载HgCl2的SCR催化剂及其制备方法 |
CN110280262A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-27 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种高活性抗硫复合载体型整体式脱硝催化剂及制备方法 |
CN115646519A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-01-31 | 法尔曼环保科技(苏州)有限公司 | 一种具有除尘脱硝复合功能的陶瓷滤芯催化剂及其制备方法 |
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