DE2231357A1 - Abgasentgiftungskatalysator - Google Patents
AbgasentgiftungskatalysatorInfo
- Publication number
- DE2231357A1 DE2231357A1 DE2231357A DE2231357A DE2231357A1 DE 2231357 A1 DE2231357 A1 DE 2231357A1 DE 2231357 A DE2231357 A DE 2231357A DE 2231357 A DE2231357 A DE 2231357A DE 2231357 A1 DE2231357 A1 DE 2231357A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- carrier
- exhaust gas
- catalyst
- catalyst according
- catalytically active
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 62
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 title 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 15
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 14
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- -1 magnesium aluminate Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 5
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 13
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical class [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 5
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical class [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylenedisulfotetramine Chemical compound C1N(S2(=O)=O)CN3S(=O)(=O)N1CN2C3 AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010015946 Eye irritation Diseases 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N aluminum;silicic acid;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- FQIVLXIUJLOKPL-DWZMLRRXSA-N coprogen Chemical compound C1CCN(O2)C(=O)\C=C(C)\CCOC(=O)[C@@H](NC(=O)C)CCCN(C(=O)\C=C(/C)CCO)O[Fe]2ON(C(=O)\C=C(/C)CCO)CCC[C@H]2C(=O)N[C@@H]1C(=O)N2 FQIVLXIUJLOKPL-DWZMLRRXSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 231100000013 eye irritation Toxicity 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010443 kyanite Substances 0.000 description 1
- 229910052850 kyanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002940 palladium Chemical class 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008654 plant damage Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation 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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
- B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation 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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/005—Spinels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/892—Nickel and noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/2073—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20746—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20753—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20784—Chromium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/92—Dimensions
- B01D2255/9207—Specific surface
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Abgasentgiftungskatalysator
Die Erfindung betrifft Abgasentgiftungskatalysatoren für Verbrennungsmotoren.
Die Probleme der Luftverschmutzung sind, als solche·nicht neu,
aber in den letzten Jahren hat die Luftverschmutzung ein immer größeres Ausmaß angenommen. Ein wesentlicher Teil der Luftverschmutzung
stammt aus den Auspuffgasen von Verbrennungsmotoren und besteht aus nicht verbrannten oder teilweise verbrannten
Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden. Beim Einwirken von Sonnenlicht entsteht aus den Stickoxiden durch eine Photolyse·
Reaktion eine meßbare Menge Ozon, das seinerseits mit zahlreichen organischen Verbindungen aus Abgasen unter Bildung
von mehr oder weniger toxischen Verbindungen reagiert, die
209885/1167
die Ursache der gesundheitlichen Schädigungen des Smog wie Augenreizung oder Verschlechterung der Sehkraft sowie der
Pflanzenschädigungen sind. Auch das toxische Kohlenmonoxid stammt zum wesentlichen Teil aus Auspuffgasen.
Zum Entgiften der Auspuffgase sind bereits zahlreiche Vorrichtungen
und Filter mit katalytisch wirksamen Verbindungen vorgeschlagen worden, von denen aber keine vollständig befriedigend
arbeiten.
Zum Entgiften der Abgase bzw. zum Reduzieren des Gehaltes an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid hat sich als einzig
brauchbare Methode die Oxydation der Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasser und die Oxydation des Kohlenmonoxids
zu Kohlendioxid herausgestellt. Die in den Abgasen enthaltenen Stickoxide NO werden vorzugsweise zu elementarem Stickstoff
reduziert. Der Abgasentgiftungskatalysator muß also gleichzeitig die unerwünschten oder toxischen Verbindungen der Abgase
oxydieren und reduzieren können.
Es sind bereits zahlreiche Oxydo-Reduktionskatalysatoren verschiedener
chemischer und physikalischer Struktur bekannt; außerdem wurde die Fähigkeit zahlreicher Metalle und Metalloxide,
entweder als Einzelverbindung oder in Kombination, zur
20988 5/1167
katalytischen vollständigen Oxydation von Kohlenwasserstoffen
und Kohlenmonoxid festgestellt. Ferner ist bekannt, daß Kobaltoxid ein wirksamer Katalysator zur Umwandlung von Stickoxiden
in elementaren Stickstoff ist.
Um eine wirksame Entfernung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid
aus Abgasen zu bewirken, muß ein Katalysator bereits wenige Minuten nach dem Anlassen der Maschine wirksam werden
und seine Wirksamkeit während der verschiedenen Arbeitsbelastungen der Maschine aufrechterhalten. Aus wirtschaftlichen und
praktischen Gründen ist zu fordern, daß ein Abgasumwandlungskatalysator
nicht kürzer als ein Jahr und vorzugsweise etwa zwei Jahre entsprechend einer Kilometerleistung von etwa
30.000 bis 35.000 km wirksam bleibt.
Außerdem müssen die aufgrund extrem hoher Temperaturen auftretenden
Probleme gelöst sein, die sich häufig ergeben, wenn die verunreinigenden Verbindungen oxydiert werden, wobei Temperaturen
von 98O0C oder darüber feststellbar sind. Die bisher
üblichen katalytischen Systeme können eine längere Belastung bei diesen Temperaturen ohne thermische oder thermochemische
Zersetzung des Katalysators nicht aushalten.
Schwierigkeiten ergeben sich bisher teilweise auch bei der Umwandlung von Kohlenmonoxid, Stickoxiden und Kohlenwasser-
209885/1167
stoffen bei den verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, die beim Anlassen des Motors vorherrschen. Ein brauchbarer Abgasentgiftungskatalysator
muß bereits beim Anlassen des Motors wirksam werden, da es zur Verhinderung der Luftverschmutzung
nicht ausreicht, wenn die Wirksamkeit des Katalysators erst einsetzt, sobald der Motor warmgelaufen ist und das Katalysatorbett
eine ausreichend hohe Temperatur zum Umwandeln der darübergeführten Abgase durch Oxydation zu Kohlendioxid und Wasser
oder durch Reduktion zu Stickstoff erreicht hat.
Außerdem hat sich herausgestellt, daß Katalysatorsysteme mit guter Umwandlungsfähigkeit für Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe
häufig eine nur verhältnismäßig geringe Umwandlung der Stickoxide bewirken oder umgekehrt. Diese Tatsache stellt ein
besonders schwerwiegendes Problem dar, da ein idealer Abgasentgiftungskataiysator
sämtliche Abgasbestandteile in unschädliche Produkte umwandeln sollte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Abgasentgiftungskatalysatoren
zu entwickeln, die die aufgeführten Nachteile nicht aufweisen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Abgasentgiftungskatalysator zur Umwandlung.von Abgasen aus Verbrennungsmotoren mit auf
209885/1167
223135?
einem Träger aufgebrachten katalytisch wirksamen Verbindungen, die Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid oxydieren
und Stickoxide zu Stickstoff reduzieren können, vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß, jeweils bezogen
auf die Gesamtmischung, 4 bis 20 Gew.SS Kobaltoxid, 0 bis 15
Gew.% eines Nickel-, Chrom-, Mangan- oder Eisenoxids und 0,005
bis 0,1 Gew. 5? Palladium aufgebracht sind.
Die erfindungsgemäßen Abgasentgiftungskatalysatoren enthalten also als katalytisch wirksame Bestandteile 4 bis 20 Gew.%
Kobaltoxid, ρ bis 15 Gew.55 eines Nickel-, Chrom-, Mangan- oder
Eisenoxids und 0,005 bis 0,1 Gew.5? Palladium, wobei der Rest der Gesamtmischung aus einem geeigneten Trägermaterial besteht.
Vorzugsweise enthalten die Katalysatoren auf dem Trägermaterial M bis 12 Gew.% Kobaltoxid, 2 bis 12 Gew.% eines Nickel-, Chrom-,
Mangan- oder Eisenoxids und 0,01 bis 0,06 Gew.% Palladium. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren oxydieren Kohlenmonoxid und
Kohlenwasserstoffe und reduzieren Stickoxide.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können durch Imprägnieren eines geeigneten Trägermaterials mit einer Lösung löslicher
Kobalt- und Palladiumsalze sowie gegebenenfalls löslicher Salze des Eisens, Chroms, Nickels oder Mangans, Trocknen des imprägnierten
Trägers"und anschließendem ein- bis. sechsstündigen
209885/1167
Kalzinieren bei Temperaturen von etwa 51O bis 76O0C hergestellt
werden. Das Trocknen des Trägermaterials wird meist bei etwa 50 bis 1300C durchgeführt. Gegebenenfalls kann eine weitere
Imprägnation des getrockneten Katalysators durchgeführt werden, um die gewünschten Mengenanteile der katalytisch wirksamen
Komponenten zu erhalten; in diesen Fällen wird der Katalysator dann nochmals 2 bis 48 Stunden bei 50 bis 1300C vor der Kalzinierung
getrocknet.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren ist es wichtig, ein Trägermaterial mit geeigneten physikalischen Eigenschaften
in richtiger Form und Größe auszuwählen, um zu verhindern, daß beim Betrieb ein starker Abrieb oder eine wesentliche
Schrumpfung eintritt.
Als Träger können zahlreiche billige feinteilige keramische Materialien wie beispielsweise Metalloxide und -hydroxide
insbesondere des Siliziums und Aluminiums wie ίΓ-Aluminiumoxid,
Metallsilikate und -aluminate wie Mullit, natürlich vorkommende Tone , Glimmer, gefällte Silikate oder synthetische Zeolithe,
oder Titanate, Zirkonate oder andere als Katalysatorträger übliche Materialien eingesetzt werden.
Vorzugsweise wird als Trägermaterial Spinell, also Magnesiumaluminat,
oder Mullit mit einer Gesamtoberfläche von 20 bis
209885/1 167
— Ύ —
2 2
200 m /g und insbesondere von etwa *tQ bis l40 m /g eingesetzt.
Spinell kann beispielsweise durch Imprägnieren von ^-Aluminiumoxid
oder einer anderen Übergangsform des Aluminiumoxids mit der gewünschten Menge einer Magnesiumnitratlösung, anschließendem
Trocknen und Formgeben und abschließendem Kalzinieren bei Temperaturen von 760 bis 98O0C hergestellt werden. Bei der Umsetzung
zwischen Aluminiumoxid und Magnesiumnitrat bildet sich im allgemeinen ein Spinell, das nach dem Kalzinieren 20 bis
100 Mol# MgAl3O11 enthält, wobei der Rest aus Al2O3 besteht.
Das Trägermaterial braucht nicht unbedingt in der heute üblichen
Kugel- oder Granulatform vorzuliegen; die katalytisch wirksamen
Komponenten können beispielsweise auch auf eine monolithische Trägerstruktur aufgebracht werden. Die Imprägnierung derartiger
monolithischer Träger kann vor oder nach der Formgebung des Trägers erfolgen, indem beispielsweise die Imprägnierung vor
der Formgebung durch Behandeln des Trägers mit einer Lösung mit löslichen Kobalt-, Palladium- und gegebenenfalls Mangan-,
Eisen-, Chrom- oder Nickelsalzen erfolgt, so daß das imprägnierte Trägermaterial anschließend geformt, getrocknet und kalziniert
werden kann. Wenn die Imprägnation nach der Formgebung durchgeführt
wird, kann die monolithische Struktur in die Imprägnierungslösung eingetaucht oder damit besprüht werden. Ein zur Herstellung
monolithischer Strukturen besonders geeignetes Ver-
209885/1 167
fahren ist in der Patentanmeldung P 21 52 ^98.1 der Anmelderin
beschrieben. In dem dort beanspruchten Verfahren werden ein Polyolefin, ein Weichmacher und ein keramischer Füllstoff,
also das Trägermaterial, miteinander vermischt und geformt, dann wird der Weichmacher extrahiert und das Polyolefin abgebrannt,
wobei eine poröse Struktur zurückbleibt, die dann zu einem selbsttragenden keramischen Formstück oder Träger gesintert
wird.
Besonders wirksame Trägermaterialien für Abgasentgiftungskatalysatoren
sind die in der Patentanmeldung P 22 28 452.2
beschriebenen stabilisierten if-Aluminiumoxide. Nach dem in
dieser Anmeldung angegebenen Verfahren können beispielsweise monolithische Strukturen mit einer Beschichtung mit stabilisiertem
^Aluminiumoxid durch Eintauchen des Monolithen in eine homogene Aufschlämmung aus if-Aluminiumoxid und 0,1 bis
10 Gew.?ί, bezogen auf das Gewicht des If-Aluminiumoxids, eines
seltenen Erdmetalloxides beschichtet werden. Nach dem Eintauchen des Monolithen in die Aufschlämmung wird die überschüssige
Mischung abgeschüttelt und der Monolith mit Druckluft zum Entfernen überschüssiger Aufschlämmung aus dem Inneren
behandelt. Das monolithische Formstück wird dann eine halbe Stunde bei 65 bis 95°C, anschließend eine Stunde bei etwa
150 C getrocknet und dann mindestens eine Stunde auf eine
209885/1167
Temperatur von etwa 565 C oder darüber erhitzt, um das Trihydrat
in if-Aluminiumoxid umzuwandeln. Dabei wird ein Monolith
mit einem Gehalt an 10 bis 20 Gew.% stabilisierten ^Aluminiumoxids
erhalten; dieses ^-Aluminiumoxid ist mit 0,1 bis 10 Gew./S
bezogen auf das Gewicht des ^-Aluminiumoxid, eines seltenen Erdmetalloxides imprägniert. Nach diesen Verfahren beschichtete
Monolithe können dann mit einer Lösung mit einem Gehalt an löslichen Kobalt-, Palladium- sowie gegebenenfalls Nickel-,
Mangan-, Chrom- oder Eisensalzen imprägniert, getrocknet und kalziniert werden, wobei ein Katalysator gebildet wird, der
die katalytisch wirksamen Komponenten auf dem beschichteten Monolithen enthält. Gegebenenfalls können auch andere an sich
bekannte Verfahren zum Formen des Katalysators in monolithische Strukturen oder Kugeln Anwendung finden.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren werden vorzugsweise durch Auflösen der jeweiligen Mengen der Metallsalze in Wasser, Vermischen
der Metallsalzlösungen mit dem Spinell, Abdunsten des Wassers und Trocknen des imprägnierten Spinells hergestellt.
Die zum Imprägnieren eingesetzten Mengen der Lösungen sind kein kritischer Paktor; eine vollständige Imprägnierung kann
im allgemeinen bei Verwendung von etwa 20 bis 120 ml der Irnpräg nierungslösung je 100 g des Trägermaterials erreicht werden.
Die Imprägnierungslösungen sollten vorzugsweise bereits aus-
209885/1167
reichende Mengen an Kobalt-, Palladium-, Chrom-, Mangan-, Eisen- oder Nickelsalzen enthalten, so daß die benötigten
Mengen der katalytisch wirksamen Verbindungen auf das Trägermaterial aufziehen können. Der imprägnierte Spinell wird dann
mit Dampf, Luft oder Mischungen aus Luft und Dampf bei einer Temperatur von etwa 50 bis 130 C getrocknet. Gegebenenfalls
kann der getrocknete Spinell nochmals imprägniert werden, um die Mengen der katalytisch wirksamen Verbindungen einzustellen,
woran sich dann ein weiterer Trocknungsvorgang anschließt. Der getrocknete Spinell wird abschließend unter Bildung des Abgasentgiftungskatalysators
kalziniert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher beschrieben.
Kugeln aus if-Aluminiumoxid mit einem Trockengewicht von 50,62 g
der Firma Kaiser Aluminium Co. wurden mit einer wässrigen Lösung mit einem Gehalt an JJ1,9O g Mg(NO,)_·6Η_0 imprägniert,
bei 1100C getrocknet und drei Stunden bei 98O0C kalziniert.
Nach dem Kalzinieren zeigte dieser Träger ein reines Spinell-Röntgenbeugungsspektrum
und wies eine Zusammensetzung von 11,5 Gew.% MgO und 88,5 Gew.% Al2O, auf. Die Kugeln hatten eine
Gesamtoberfläche von 120 m /g und eine Schüttdichte von 0,59 g/cnr,
209885/1167
28,52 g dieses Spinells wurden zuerst mit einer Lösung mit einem Gehalt an 15,98 g Kobaltnitrat und 11,89 g Nickelnitrat
in 24 ml Wasser und anschließend mit einer Lösung von Palladiumtetramin-dinitrat
mit einem Gehalt an 0,002 g Palladium je ml imprägniert, dann bei 1100C getrocknet und drei Stunden bei
76O°C kalziniert. Dieser Katalysator ("Katalysator 1") wies
eine Gesamtoberfläche von 80 m /g bei folgender Zusammensetzung
in Gew.% | auf: | ' CoO | 11,42 |
NiO | 8,56 | ||
Pd | 0,02 | ||
Spinell | 80,0 | ||
Beispiel | 2 | ||
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei aber anstelle des Nickelnitrats in der ersten Imprägnierungslösung 22,11 g Eisen III-Nitrat verwendet wurde. Der Katalysator
("Katalysator 2") wies eine Gesaratoberfläche von 76 m /g
bei folgender Zusammensetzung in Gew.:% auf:
CoO | 7,85 |
Pe 0 | 12,13 |
Pd | 0,02 |
Spinell | 80,0 |
209885/116 7
223135?
80 g eines Mullit-Katalysatorträgers der Zusammensetzung
3 Al2O3.2 SiO2 (Oberfläche 30 m2/g, Schüttdichte 0,3 cm3/g)
in Form von etwa 3 x 3 mm großen Kügelchen wurden mit 30 ml
einer Lösung mit einem Gehalt an 28,9 g Kobaltnitrat und 7,3*1 g Chromsäureanhydrid CrO, und anschließend mit einer
Palladium-tetramin-dinitrat-Lösung mit einem Gehalt an 0,002 g'
Palladium je ml imprägniert. Der Träger wurde dann bei HO0C
getrocknet und drei Stunden bei 76O0C kalziniert. Der Katalysator
("Katalysator 3") wies eine Gesamtoberfläche von 24 m /g
und folgende Zusammensetzung in Gew.% auf:
CoO 8,00
Cr3O5 6,00
Pd 0,02
Mullit 85,98
Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei aber anstelle des Chromsäureanhydrid's in der ersten Imprägnierungslösung
22,08 g Mangannitrat eingesetzt wurden. Der Katalysator ("Katalysator 4") hatte eine Oberfläche von 28 m /g
und folgende Zusammensetzung in Gew.%:
CoO 8,00
MnO 6,00
Pd 0,02
Mullit 85,98
209885/1167
223135?
Die als "Katalysator 1, 2, 3 und 4" bezeichneten Abgasentgiftungskatalysatoren
wurde auf ihre Wirksamkeit bei der Umwandlung von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden
getestet, indem die prozentuale Umwandlung einer Gasmischung mit einem Gehalt an 1,0 % Kohlenmonoxid, 1.000 ppm NO, Propan
berechnet als 250 ppm Kohlenstoff, 0,5 % Sauerstoff, 10,0 % Wasser, 10,0 % COp und Stickstoff untersucht wurde. Der Gasstrom
wurde durch den auf eine vorbestiinmte Temperatur zwischen 175 bis 778°C erhitzten Katalysator mit einer stündlichen
Durchsatzgeschwindigkeit von 1*1.000 Gewichtsteilen/Gewichtsteilen/Stunde
für die Katalysatoren 1 und 2 und 50.000 Gewichtsteilen/Gewichtsteilen/Stunde für die Katalysatoren 3 und 4 geleitet.
Die Resultate dieser Untersuchung sind für die Katalysatoren 1, 2, 3 und 4 in den Tabellen I, II, III bzw. IV zusammengestellt
.
Tabelle | I | Umwandlung | HC | in I* | lol# | |
Versuchs | durchschnittliche Bettemperatur in |
CO | 100 | NO | ||
dauer in h | °C | 100 | 100 | 100 | ||
0,2 | 501 | 100 | 98 | 100 | ||
-0,9 | 431 | 98,2 | 100 | ,6 | 88,4 | |
1,3 | 359 | 99,1 | 98 | 99,0 | ||
19,4 | 434 | 100 | 100 | ,9 | 93,9 | |
20,4 | 364 | 97,8 | 100 | 99,8 | ||
23,6 | 778 | 100 | 100 | 100 | ||
25,0 | 488 | 100 | 97 | 99,5 | ||
25,5 | 429 | 92,9 | ,8 | 87,8 | ||
26,1 | 361. |
20988 5/1167
223135?
Tabelle | II | Umwandlung in M CO HC |
99,7 | ol£ NO |
|
Versuchs dauer in h |
durchschnittliche Bettemperatur in 0C |
100 | 99,7 | 87,0 | |
0,2 | 483 | 100 | 98,9 | 95,7 | |
0,7 | 372 | 100 | 96,4 | 97,8 | |
1,2 | 368 | 100 | 99,7 | 92,0 | |
1,6 | 333 | 100 | 100 | 86,5 | |
21,8 | 430 | 100 | 94,1 | ||
22,3 | 487 |
Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren auch nach längeren Betriebszeiten noch zu einer
wirksamen Umwandlung von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden befähigt sind.
Tabelle III Katalytische Aktivität des Katalysators 3
durchschnittliche Umwandlung in MolS
Bettemperatur in
^C CO HC NO
272 12,3 8,4 3,6
395 56,7 64,8 57,0
511 66,2 83,0 62,0
209885/1167
Tabelle IV Katalytische Aktivität des Katalysators *l
durchschnittliche ' IT „Λ ,,„ · Μ~τ#
Bettemperatur in Umwandlung in Mol*
oc CO HC NO
268 7,8 15,8 10,6
395 69,0 77,0 64,0
509 78,3 88,2 73,1J
Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei aber anstatt des Chromsäureanhydrid in der ersten Imprägnierungslösung
21,72 g Nickelnitrat verwendet wurden, wobei der Palladiumgehalt aber konstant blieb. Der Katalysator
("Katalysator 5") wies eine Oberfläche von 26 m /g und folgende Zusammensetzung in Gew.% auf:
CoO | 8,0 | |
NiO | 6,0 | |
Pd | 0,02 | |
Mullit | 85,98 | |
Beispiel 7 | ■ |
Beispiel 6 wurde wiederholt, wobei aber das Nickelnitrat durch 28,2 g Eisen III-Nitrat in der ersten Imprägnierungslösung
209885/1167
223135?
ersetzt wurde. Der Katalysator ("Katalysator 6") wies eine Gesamtoberfläche von 26 m /g bei folgender Zusammensetzung
in Gew.% auf:
CoO | 8,0 | |
Pe2O3 | 6,0 | |
Pd | 0,02 | |
Mullit | 85,98 | |
Beispiel 8 |
Die Wirksamkeit der Katalysatoren 5 und 6 bezüglich der Umwandlung
von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden wurde untersucht, indem die prozentuale Umwandlung einer Gasmischung
mit einem Gehalt an 1,0 % Kohlenmonoxid, 1.000 ppm NO, Kohlenwasserstoffen (C^H,;), berechnet als 250 ppm Kohlenstoff,
10,0 % Wasser, 1O3O CO2, Stickstoff und entweder 0,5 % oder
2,0 % Sauerstoff untersucht wurde. Die Gase wurden durch den Katalysator mit einer stündlichen Durchsatzgeschwindigkeit
von 50.000 Gewichtsteilen/Gewichtsteilen/Stunde geleitet, wobei sich der Katalysator in einem katalytischen Umwandler bei vorher
bestimmten Temperaturen von 269°C bis 5^0°C befand. Die
Ergebnisse dieser Untersuchungen sind für den Katalysator 5 in Tabelle V und für den Katalysator 6 in Tabelle VI zusammengestellt
:
20b885/ 1 167
223135?
durchschnittliche | |
Bettemperatur in | |
°2 | oc |
2,0 | 428 |
2,0 | 540 |
0,5 | 269 |
0,5 | 412 |
Umwandlung in Mol?
CO
99,0
97,8
2,0
47,3
HC
94,9
96,5
4,3
81,7
JIO
14,5 51,5
Katalytische Aktivität | des Katalysators 6 | CO | HC | Mol5S | NO | |
η | durchschnittliche Bettemperatur in |
Umwandlung in | 54,0 | 5,7 | 3,1 | |
°2 | 0C | 81,0 | 86,0 | 0,5 | ||
2,0 | 274 | 96,1 | 87,5 | 0 | ||
2,0 | 414 | 34,2 | 5,7 | 2 | ||
2,0 | 537 | 63,2 | 68,7 | 57,0 | ||
0,5 | 275 | 80,0 | 86,5 | 80,0 | ||
0,5 | 402 | |||||
0,5 | 528 |
Durch Vermischen der Rohmaterialien in einem Brabender Plastograph
bei einer Temperatur von 1700C wurde aus folgenden Bestandteilen
eine Polyäthylenmischung mit Mullit als Füllstoff
209885/1167
hergestellt: 86 g teilchenförmiges lineares Polyäthylen mit einem Schmelzindex unter Standardbelastung (SLMI) von 0,
76,8 g einer Mullitmischung (75 Gew.% rohes Kyanit AIpO--SiCL·
mit einer Teilchengröße von weniger als 0,O1J1J mm'und 25 Gew.%
Kaolin aus South Carolina der Huber Corporation) und 28,8 g eines Mineralöls mit einem Gehalt an ungefähr 80 % gesättigten
Verbindungen (Viskosität bei 380C 5^7 Seybold-Sekunden, Brechungsindex
1,^932^0,0003, spezifische Dichte bei 15°C.0,9036 bis
0,9071 - Handelsmarke "Shellflex 1IIl"). Die Mischung wurde dann
in einer hydraulischen Presse mit einem Druck von 20,32 Tonnen zu einer 0,3 mm starken Folie gepreßt und dann in einer Preßform
nochmals verpreßt, so daß eine mit Rippen versehene Folie mit einer Stärke von 0,15 mm im Hauptteil und etwa 0,32 cm voneinander
entfernten, etwa 0,6 mm breiten und 0,75 mm hohen sich verjüngenden Rippen entstand. Von dieser gerippten Folie wurden
Streifen geschnitten, die dann mit den Rippen nach innen fest aufgerollt wurden, so daß sich ein mit einer wabenartigen Struktur
versehener Zylinder bildete. Dieser Zylinder wurde in eine eng schließende Glasröhre eingesetzt und dann auf etwa 150 C
erhitzt, so daß sich die aufeinanderfolgenden Schichten der spiralig aufgerollten gerippten Folie miteinander verschweißten.
Der Zylinder wurde dann abgekühlt und 30 Minuten in Hexan eingetaucht,
um das enthaltene Mineralöl im wesentlichen zu extrahieren. Anschließend wurde das Formstück getrocknet und in
209885/1167
223135?
einem Ofen in einer oxydierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 26O°C in einem Zeitraum von etwa 2 Stunden erhitzt,
bis sich die beginnende Zersetzung an der Schwarzfärbung erkennen ließ. Dann wurde die Temperatur langsam gesteigert, wobei
nach etwa 2 Stunden und bei einer Temperatur von 7O5°C
das Formstück wieder weiß wurde und damit anzeigte, daß das Abbrennen des Polyäthylens vollständig war. Durch langsames
Steigern wurde die Temperatur dann im Verlauf von weiteren 2 Stunden auf 1.^55°C erhöht und 2 Stunden hier belassen, um
das keramische Pulver zu sintern. Abschließend wurde das Formstück langsam in etwa 4 Stunden abgekühlte—
Dieser Monolith wurde dann mit Metallnitraten durch Eintauchen in 9 ml einer wässrigen Lösung mit einem Gehalt an 3,68 g
Kobaltnitrat, 2,76 g Nickelnitrat und 0,0033 g Palladium in
Form von Palladium-tetramin-dinitrat imprägniert.
Der Monolith wurde dann bei 120°C getrocknet und 3 Stunden bei 76O°C kalziniert. Der fertige monolithische Katalysator wies
folgende Zusammensetzung in Gew.% auf:
CoO | 5 | ,7 |
NiO | 1» | ,3 |
Pd | 0 | ,02 |
Mullitmonolith | 89 | ,08 |
209885/1167
223135?
Der monolithische Katalysator wurde dann auf seine Umwandlungsaktivität
geprüft, indem eine Gasmischung mit einer stündlichen Durchsatzgeschwindigkeit von 17.900 Gewichtsteilen/Gewichtsteilen/Stunde
aus 250 ppm C,Hg, 100 ppm NO, 1,0 % CO, 10,0 %
HpO, Stickstoff und entweder 0,5 oder 2,0 % Sauerstoff hindurchgeleitet
wurde. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle VII zusammengestellt:
% 0 | Tabelle VII | Umwandlung in | C3H6 | MolX | |
0,5 | CO | 93,2 | NO | ||
Versuchs | 0,5 | Monolithischer Katalysator | 100 | 88,5 | 93,2 |
dauer in h |
0,5 | durchschnittliche | 100 | 76,3 | 87,7 |
0,2 | 0,5 | Bettemperatur in 2 0C |
100 | 24,7 | 63,6 |
0,7 | 0,5 | 482 | 96,8 | 3,2 | 3,5 |
1,1 | 0,5 | 427 | 71,8 | 0 | 0 |
2,0 | 2,0 | 369 | 6,5 | 3,2 | 0 |
2,4 | 2,0 | 308 | 2,5 | 41,9 . | 0 |
3,1 | 2,0 | 233 | 70,3 | 61,6 | 0 |
3,5 | 2,0 | . 157 | 92,2 | 86,5 | 6,8 |
4,1 | 2,0 | 154 | 100 | 93,2 | 12,3 |
4,5 | 2,0 | 229 | 100 | 95,3 | 7,4 |
5,2 | 0,5 | 316 | 100 | 92,5 | 4,0 |
5,8 | 378 | 100 | 87,7 | ||
6,2 | 429 | ||||
6,6 | 482 | ||||
484 | |||||
20988b/1167
Entsprechend dem in Beispiel 9 beschriebenen Verfahren wurde ein monolithischer Mullit hergestellt, der dann in 250 g einer
Aufschlämmung aus mit seltenen Erden stabilisiertem ^Aluminiumoxid,
die ihrerseits durch Einbringen von 100 g feinstteiligem ^-Aluminiumoxid in einem drehbaren Behälter und gleichmäßige
Imprägnierung mit einer 7 %igen Lösung von seltenen Erdmetallchloriden
durch Rotieren des Behälters hergestellt worden war, imprägniert wurde. Die Imprägnierungslösung enthielt die seltenen
Erden in folgenden, auf die Oxide berechneten Mengen: 55,3 %
La2O3, 20,0 % Ce2O 17,3 % Nd2O3, 6,02 % Pr2O3- und 1,33 % Sm2O3.
Von dieser Lösung wurden ausreichende Mengen (etwa 90 ml) zu~ · gegeben, bis die Poren der Aluminiumoxidteilchen gefüllt waren.
Das imprägnierte Aluminiumoxid wurde dann aus dem Behälter entnommen und zwei. Stunden bei etwa 1100C getrocknet, anschließend
wurde das imprägnierte Aluminiumoxid 5 Stunden auf 87O°C erhitzt und langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Das stabilisierte
feinteilige Aluminiumoxid wurde dann mit Wasser zu einer Aufschlämmung mit einem Gehalt an 25 Gew.% Peststoffen vermischt.
Der Monolith wurde in diese Aufschlämmung eingetaucht, nach dem Herausnehmen zum Entfernen überschüssiger Flüssigkeit,
abgeschüttelt und mit Druckluft behandelt, um überschüssige Aufschlämmung innerhalb der monolithischen Struktur ebenfalls
zu entfernen. Der beschichtete Monolith wurde eine halbe Stunde bei 65 bis 95°C und dann eine Stunde bei etwa 1500C getrocknet
20988b/1167
223135?
und abschließend *ί Stunden bei 87O0C kalziniert. Der kalzinierte
Monolith wies, bezogen auf das Gesamtgewicht, etwa 10 Gew.JS
Beschichtung auf.
Dieser Monolith wurde dann, wie im Beispiel 9 beschrieben, mit einer Lösung von CoO, NiO und Pd imprägniert, zwei Stunden bei
1500C getrocknet und drei Stunden bei 76O C kalziniert. Die
Untersuchung der katalytischen Aktivität ergab ähnliche Resultate wie in Beispiel 9·
209885/1167
Claims (1)
- .-,, · - 223135?...... Patentansprüche1. Abgasentgiftungskatalysator zur Behandlung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren, bei dem auf einem Träger katalytisch wirksame Bestandteile zur Oxydation von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen zu Kohlendioxid und zur Reduktion von Stickoxiden zu Stickstoff aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Träger, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, als katalytisch wirksame Komponenten 4 bis 20 Gew.% Kobaltoxid, 0 bis 15 Gew.SS eines Nickel-, Chrom-, Mangan- oder Eisenoxids und 0,005 bis 0,1 Gew.% Palladium aufgebracht sind.2. Abgasentgiftungskatalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen Gehalt an H bis 12 Gevt.% Kobaltoxid, 2 bis 12 Gew.% eines Nickel-, Chrom-, Manganoder Eisenoxids und 0,01 bis 0,06 Gew.? Palladium enthält.3. Abgasentgiftungskatalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, daß der Träger ein Magnesiumaluminat miteiner Gesamtoberfläche von 20 bis 200 m /g ist.1I. Abgasentgiftungskatalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Mullit mit einer Gesamtoberfläche von 20 bis 200 m /g ist.209885/11675. Abgasentgiftungskatalysator nach Anspruch 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einer mit den katalytisch wirksamen Komponenten imprägnierten keramischen monolithischen Struktur besteht.6. Abgasentgiftungskatalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einer sich zwischen dem Kern des Trägers und dem katalytisch wirksamen Komponenten befindlichen Beschichtung aus einem stabilisierten Übergangsaluminiumoxid mit einem Gehalt an einer Übergangsform des Aluminiumoxids und 0,1 bis 10 Gew.^, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, an mindestens einem seltenen Erdmetallversehen ist.si:kö209885/1167
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16446671A | 1971-07-20 | 1971-07-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2231357A1 true DE2231357A1 (de) | 1973-02-01 |
Family
ID=22594619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2231357A Pending DE2231357A1 (de) | 1971-07-20 | 1972-06-27 | Abgasentgiftungskatalysator |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2231357A1 (de) |
FR (1) | FR2146358A1 (de) |
IT (1) | IT956978B (de) |
NL (1) | NL7210061A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX4509E (es) * | 1975-08-27 | 1982-06-02 | Engelhard Min & Chem | Composicion catalitica mejorada para oxidar en forma simultanea hidrocarburos gascosos y monoxido de carbono y reducir oxidos de nitrogeno |
JPS61291026A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-20 | Hitachi Ltd | 窒素酸化物と一酸化炭素とを同時に除去する方法 |
US4782039A (en) * | 1986-05-19 | 1988-11-01 | Johnson Matthey, Inc. | Selective catalytic reduction catalyst and a process for preparing the catalyst |
FR2718371B1 (fr) * | 1994-04-08 | 1996-05-03 | Rhone Poulenc Chimie | Catalyseurs de réduction des oxydes d'azote à base de spinelles. |
-
1972
- 1972-06-27 DE DE2231357A patent/DE2231357A1/de active Pending
- 1972-06-28 IT IT26375/72A patent/IT956978B/it active
- 1972-07-18 FR FR7225904A patent/FR2146358A1/fr active Granted
- 1972-07-20 NL NL7210061A patent/NL7210061A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2146358B1 (de) | 1976-01-16 |
FR2146358A1 (en) | 1973-03-02 |
NL7210061A (de) | 1973-01-23 |
IT956978B (it) | 1973-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3913972C2 (de) | ||
DE3640025C2 (de) | ||
DE68909975T2 (de) | Katalysatorträger und Katalysator zur Behandlung von Motorabgasen und Verfahren zu deren Herstellung. | |
DE60110079T2 (de) | Katalysator zum abbau von distickstoffoxid sowie methode zur durchführung von verfahren, welche die bildung von distickstoffoxid beinhalten | |
DE69101701T2 (de) | Katalytische Zusammensetzung zur Reinigung von Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung. | |
DE2302393A1 (de) | Katalysatorzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung | |
DD147146A5 (de) | Verfahren zur umwandlung von kohlenmonoxid-,kohlenwasserstoff-und stickstoffoxidkomponenten | |
DE2649829A1 (de) | Katalysator fuer die reinigung von gasen | |
DE69118024T2 (de) | Katalysator zur Reinigung von Abgasen | |
EP1180397A1 (de) | Sauerstoff speicherndes Material auf der Basis von Ceroxid, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung in der Abgasreinigung von Verbrennungsmotoren | |
DE3223500C2 (de) | ||
DE3741887A1 (de) | Katalysator und verfahren zu seiner herstellung | |
DE60129181T2 (de) | Katalysator und Verfahren zur Abgasreinigung | |
DE1268907B (de) | Verwendung von Traegerkatalysatoren zur Oxydation der Abgase von Verbrennungsmotoren | |
DE2231357A1 (de) | Abgasentgiftungskatalysator | |
DE3830317A1 (de) | Katalysator fuer die beseitigung von in abgasen ueberwiegend mit alkohol betriebener verbrennungskraftmaschinen enthaltenen schadstoffen, verfahren zur herstellung und verwendung | |
DE2157625C3 (de) | Tragerkatalysator | |
DE2233187A1 (de) | Abgasentgiftungskatalysator | |
DE2242183A1 (de) | Katalysator und verfahren zur reduktion von stickoxyden | |
DE2608038C3 (de) | Katalysator zur Reinigung von stickstoffoxydhaltigem Abgas | |
DE2727198A1 (de) | Redox-katalysator zur behandlung von verbrennungsgasen | |
DE2157624C3 (de) | Verfahren zur Oxidation von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen aus Abgasen von Brennkraftmaschinen | |
DE2425343C3 (de) | ||
DE2308789A1 (de) | Katalysator fuer abgase und verfahren zu seiner herstellung | |
DD288536A5 (de) | Katalysator |