DE2433076A1 - Verfahren zur entfernung von stickstoffoxyden aus abgasen - Google Patents
Verfahren zur entfernung von stickstoffoxyden aus abgasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abgasen, die Stickstoffoxyde enthalten.
In den letzten Jahren int die Lü£t¥eruoreiiigung durch
Stickstoffoxyde (zsB3 KO und IQg)8 die in Abgasen von
Industrieanlagen wi© Dampf Kraftwerken s chemischen Fabriken, Hüttenwerken und Metallaiaföereitungsanlagen enthalten
sind, die Ursache von Klagen der Öffentlichkeit,, Es besteht eine dringende Notwendigkeit für die Entwicklung
und praktische Durchführung eines Verfahrens, das die Entfernung von Stickstoffoxyden aus diesen Abgasen
mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht. Da ferner die Stickstoffoxyde im allgemeinen zusammen mit Schwefeloxyden
(z.B. SO2 und SO,) in den Abgasen enthalten sind, besteht
ein dringendes Bedürfnis für die Entwicklung und technische Durchführung eines Verfahrens, das die Entfernung
der Stickstoffoxyde und Schwefeloxyde in ©inem Arbeitsgang ermöglicht.
Die bisher für die Entfernung von StickstoffOxyden bekannten
Verfahren können in vier Gruppen eingeteilt
Werdens
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1) Absorptionsverfahren, "bei denen Wasser oder eine wässrige
Alkalilösung verwendet wird.
2) Katalytisch^ Zersetzungsverfahren, bei denen beispielsweise
ein Kupferkatalysator verwendet wird.
3) Katalytisch^ Zersetzungs- und Reduktionsverfahren, bei
denen beispielsweise ein Platinkatalysator verwendet
4) Adsorptionsverfahren, bei denen ein Adsorptionsmittel, z.B. Kieselgelj, Zeolithe oder Aktivkohle, verwendet
wird«,
Das vorstehend genannte Absorptionsverfahren (1) bat praktisch- keine Wirkung auf KO9 und ist mit Problemen
im Zusammenhang mit der Behandlung des Abwassers nach der Absorptionsbefeandlung behaftet. Bei dem katalytischen
Zersetzungsverfahren (2) wird die Aktivität des Katalysators
durch die gleichzeitige Anwesenheit von Og und stark verschlechtert, so daS bei hohen Eeaktionstemperaturen
von nicht weniger als etwa 500°C gearbeitet werden muß. Das katalytisch^ Reduktionsverfahren (3), bei dem
das Stickstoffoxyd mit einem reduzierenden Gas, z.B.
Wasserstoff, Kohlenoxyd oder Kohlenwasserstoffes, zu
Stickstoff reduziert wird, hat den Hachteil, daß O2, wenn
es vorhanden ist, in erster Linie mit dem reduzierenden Gas reagiert, wobei dieses verbraucht wird, und die hierbei
erzeugte Reaktionswärme führt zu einem scharfen Anstieg der Gastemperatur, wodurch wiederum die Aktivität
des Katalysators beispielsweise- durch Sintern herabgesetzt wird. Wenn Schwefeloxyde zusammen mit Stickstoffoxyden
im Abgas vorhanden sind, wird der Katalysator durch die Schwefeloxyde stark vergiftet. Das Adsorptionsverfahren
(4) hat den Nachteil, daß das Adsorptionsvermögeii des Adsorptionsmittels für Stickstoffoxyde nicht
hoch, genug ist und insbesondere im Falle von Kieselgel
oder Zeolithen durch Wasserdampf, der im Gas enthalten
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sein kann, stark verringert wird, und daß das adsorbierte Stickstoffoxyd zur Regenerierung des Adsorptionsmittels
desorbiert werden muß und das Gas oder die Flüssigkeit, die das so entfernte Stickstoffoxyd enthalten, Behandlungsprobleme aufwirft. Ferner wird das Adsorptionsvermögen
des Adsorptionsmittels für Stickstoffoxyde bei Wiederholung des Adsorptions-Desorptions-Zyklus mit der Zeit er- :
heblich verringert. I
Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem Aktivkohle für die Entfernung von Schwefeloxyden aus Abgasen verwendet
wird. Wenn jedoch gleichzeitig Stickstoffoxyde in den
Abgasen vorhanden sind, wird die Geschwindigkeit, mit der die Aktivkohle die Schwefeloxyde entfernt, wesentlich
verringert.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß, wenn gasförmiges Ammoniak in ein Stickstoffoxyde enthaltendes
Abgas eingeführt und das erhaltene Gemisch mit Aktivkohle bei etwa 110° bis 35O0C behandelt wird, die Stickstoffoxyde
erfolgreich zu unschädlichem Stickstoff reduziert werden, und daß hierbei die Anwesenheit von Sauerstoff im
Abgas eine erhöhte Reduktionsaktivität für die Umwandlung
von Stickstoffoxyden in Stickstoff zur Folge hat. Es wurde ferner gefunden, daß Aktivkohle als solche zwar eine genügende
katalytische Aktivität für die Reduktion von Stickstoffoxyd zu Stickstoff bei der genannten Abgasbehandlung
hat, jedoch die katalytische Aktivität der Aktivkohle erheblich gesteigert wird, wenn eines oder mehrere
der Elemente Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, V, Mo und W auf die Aktivkohle aufgebracht werden und/oder eine vorherige
Oxydation der Aktivkohle vorgenommen wird. Außerdem wurde gefunden, daß bei der vorstehend genannten
Behandlung von Abgasen, die Schwefeloxyde zusammen mit
Stickstoffoxyden enthalten, die Schwefeloxyde in Schwefelsäure
und/oder Ammoniumsulfat umgewandelt und an der Aktivkohle adsorbiert werden, während gleichzeitig die
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Stickstoffoxyde zu Stickstoff reduziert werden, so daß sowohl die Stickstoffoxyde als auch die Schwefeloxyde in
einem einzigen Arbeitsgang aus den Abgasen entfernt werden können„
Der Erfindung liegen die vorstehenden Feststellungen zu Grunde. Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein neues,
großtechnisch durchführbares Verfahren, das die Entfernung von Stickstoffoxyden aus Abgasen, die diese Stickstoffoxyde
enthalten, mit hohem Wirkungsgrad sowie die Entfernung sowohl von Stickstoffoxyden als auch Schwefeloxyden
aus Abgasen in einem einzigen, einfach durchzuführenden Arbeitsgang ermöglicht.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Entfernung von Stickstoffoxyden aus Abgasen durch Behandlung
der die Stickstoffoxyde enthaltenden Abgase mit Aktivkohle in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak, wobei die
Stickstoffoxyde zu Stickstoff reduziert werden. Als Stickstoffoxyde enthaltende Abgase kommen alle Gase in
Frage, die HO, NO2, N2O, N2 O^ und ihre Gemische enthalten.
Insbesondere können gemäß der Erfindung alle Abgase behandelt werden, die diese Stickstoffoxyde enthalten,
z.B. die Rauchgase von Dampfkraftwerken, Kesselanlagen und anderen Anlagen und die verschiedenen Abgase von
Industriewerken wie chemischen Fabriken, Hüttenwerken und Metallaufbereitungsanlagen. Diese Abgase können
außerdem Schwefeloxyde, z.B. Schwefeldioxyd, Schwefeltrioxyd und ihre Gemische, zusammen mit den Stickstoffoxyden
enthalten.
Das die Stickstoffoxyde enthaltende Abgas wird mit Aktivkohle in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak behandelt.
Die Behandlung kann nach beliebigen Verfahren durchgeführt werden. Vorteilhaft ist ein Verfahren, bei
dem gasförmiges Ammoniak vorher dem Abgas zugemischt und das erhaltene Gasgemisch dann mit Aktivkohle behandelt
wird. Auch andere Verfahren sind geeignet, z.B. ein Ver-409886/0936
fahren, bei dem das Abgas und gasförmiges Ammoniak gleichzeitig über die Aktivkohle geleitet werden. Vorteilhaft
ist ein Anteil des gasförmigen Ammoniaks von wenigstens etwa 2/3 Mol und, zur Erzielung noch besserer Ergebnisse,
von etwa 1 bis 50 Mol pro Mol der im Abgas enthaltenen Stickstoffoxyde (gerechnet als NO). Das gasförmige Ammoniak
kann dem Abgas.nach Verdünnung mit einem gasförmigen Verdünnungsmittel, z.B. Luft, Stickstoff oder Kohlendioxyd,
zugemischt werden. Wenn das Abgas sauerstofffrei ist,
ist es zweckmäßig, das gasförmige Ammoniak mit Luft in einer solchen Menge zu verdünnen, daß wenigstens etwa
0,5 Mol Sauerstoff pro Mol der als NO gerechneten Stickstoffoxyde in dem mit der Aktivkohle zu behandelnden Gas
vorhanden ist.
Für das Verfahren gemäß der Erfindung eignen sich alle Aktivkohlen, die aus bekannten Materialien wie Holzkohles
Kohle, Koks und Kokosnußschalen hergestellt und nach üblichen Aktivierungsverfahren aktiviert worden sindo
Vorteilhaft ist die Verwendung von Aktivkohlen, die eine
Oberfläche im Bereich von etwa 200 bis 2000 m /g," insbesondere
zwischen etwa 600 und 1200 m /g haben. Diese Aktivkohlen können in beliebiger Form, ζ»Ββ als Granulat,
in zerkleinerter Form oder Pulverform, verwendet werden.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung werden ausgezeichnete Ergebnisse unter Verwendung dieser üblichen Aktivkohlen
erhalten, jedoch können wesentlich verbesserte Ergebnisse erreicht werden B wenn Aktivkohle verwendet
wird, auf die eines oder mehrere der Elemente Ti, Gr3 Mn, Fe, Go9 Ii, Cu, V, Mo und ¥ aufgebracht worden sind»"
und/oder wenn die Aktivkohle vorher oxydiert wird«
Die vorstehend genannten Elemente, können jeweils allein
oder in Mischung überwiegend in Form des Metalls als solches oder in Form der entsprechenden Metalloxyde auf
die Aktivkohle aufgebracht werden. Die Aktivkohle mit
diesen aufgebrachten Elementen kann nach an sich bekann-409886/0936
ten Verfahren hergestellt werden. Geeignet sind beispielsweise die folgenden Verfahren:
1) Eine Ausgangskohle wird mit einer Verbindung des entsprechenden
Metalls, z.B. einem in Wasser oder Lösungsmitteln löslichen Salz, z.B. dem Nitrat oder Ammoniumsalz
des Metalls oder einem in.lösungsmitteln löslichen Oxyd oder Salz des Metalls zusammengeführt, worauf das
Material in an sich bekannter Weise verkohlt und aktiviert wird.
2) Die Metallverbindung wird in Wasser oder einem organischen
Lösungsmittel gelöst und die Aktivkohle mit der erhaltenen Lösung imprägniert oder besprüht und dann
durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen etwa 60° und 20O0C getrocknet. Gegebenenfalls kann die in dieser
Weise behandelte Kohle anschließend bei einer Temperatur zwischen etwa 110° und 8500O in einer geeigneten
Gasatmosphäre, z.B. in einem Inertgas (ζ.3. Stickstoff und Kohlendioxyd) oder in einem oxydierenden
Gas (z.B. Luft und Wasserdampf) calciniert werden.
Die Menge des auf die Aktivkohle aufgebrachten Elements beträgt gewöhnlich nicht weniger als etwa 0,0001, vorzugsweise
etwa 0,001 bis O92 Gew0-feile9 gerechnet als das
entsprechende Metall oder die entsprechenden Metalle, pro Gewiehtsteil Aktivkohle. Vom praktischen Standpunkt ist
eine Menge dieses Elements im Bereich von etwa O9OOI bis
0,01 Gew.-Teile, gerechnet als entsprechendes Metall oder entsprechende Metalle, pro Gewichtsteil Aktivkohle am
vorteilhaftesten.» Die Aktivkohle k&oa außerdem beliebige
Zusätze wie Borsäures Phosphorsäure oder Sals® dieser
Säuren enthalten·
Die oxydierte Akti\rkohle kann durch Oxydation der Aktivkohle
mit einem Oxydationsmittel, das jeäe beliebige geeignete IOrm haben kann, z.B. mit einer oxydierenden
Lösung oder einem oxydierenden GaS9 erhalten werden» Als
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-~ 7 —
oxydierende Lösungen eignen sich beispielsweise wässrige Lösungen von H2O2, HNO^, K2MnO. und NaClO^. Die Konzentration
des Oxydationsmittels in der oxydierenden Lösung und die Temperatur der Oxydationsbehandlung sind verschieden
in Abhängigkeit von Faktoren wie der Art des Oxydationsmittels, jedoch beträgt die Konzentration des Oxydationsmittels
im allgemeinen 1 bis 20 Gew.-$, während die Temperatur im allgemeinen bei etwa 10 bis 80 C liegt.
Beliebige Behandlungsverfahren können angewandt werden. Geeignet ist beispielsweise ein Verfahren, bei dem die
Aktivkohle in die Lösung getaucht und dann getrocknet wird, oder ein Verfahren, bei dem die Lösung auf die
Aktivkohle gesprüht und die Kohle dann getrocknet wird. Die entscheidend wichtige Voraussetzung ist, daß die
Aktivkohle und die Lösung in gleichmäßige Berührung miteinander gebracht werden.
Als oxydierende Gase eignen sich beispielsweise O2, 0-*,
SO5, SO2, N2O, NO und NO2. Die Oxydationsbeaitigungen
werden im allgemeinen so gewählt, daß die Konzentration des oxydierenden Gases 0,01 bis 25 Vol.-^ und die Temperatur etwa 20 bis 5000C beträgt. Diese Oxydationsbehandlung
wird vorzugsweise in Gegenwart von Luft, Wasserdampf oder deren Äquivalent durchgeführt. Die Behandlung kann
nach beliebigen üblichen Verfahren durchgeführt werden, die bisher für den Kontakt von Feststoffen mit Gasen
angewandt wurden. .Beispielsweise kann das Gas über die Aktivkohle geleitet werden, während diese gerührt oder
bewegt wird.
Zur Herstellung von oxydierter Aktivkohle, auf die die
vorstehend genannten Elemente aufgebracht sind, können das Verfahren zum Auftrag dieser Elemente und das Oxydationsverfahren
gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden. Beispielsweise können die genannten Elemente
auf eine vorher oxydierte Aktivkohle aufgebracht werden. Bei Verwendung einer oxydierenden Lösung können die
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Aufbringung der Elemente und die Oxidationsbehandlung
gleichzeitig durchgeführt werden. Bei Verwendung eines oxydierenden Gases ist es auch möglich, die Oxydationsbehandlung durchzuführen, nachdem das Element auf die
Aktivkohle aufgebracht worden ist.
Gemäß der Erfindung.wird das Abgas mit der Aktivkohle in
Gegenwart von gasförmigem Ammoniak bei einer Temperatur zwischen etwa 110° und 35O0C zusammengeführt. Bei Temperaturen
unter etwa 11O0C werden mikrofeine Teilchen von
Ammoniumnitrat und/oder Ammoniumnitrit gebildet. Zur Abscheidung dieser Teilchen sind komplizierte Arbeitsschritte und Apparaturen erforderlich. Bei Temperaturen
oberhalb von etwa 350 C wird die katalytische Aktivität der Aktivkohle schnell herabgesetzt. Vorteilhaft ist eine
Koηtakttemperatür im Bereich zwischen etwa 150° und 25O0C,
Insbesondere im Falle von Abgasen, die Schwefeloxyd zusammen mit Stickstoffoxyden enthalten, können durch Kontakt
bei einer Temperatur zwischen etwa 180 und 230 C die besten Ergebnisse erhalten werden. Die optimale
Raumströmungsgeschwindigkeit (Raumteile des zu behandelnden Gases pro Raumteil Aktivkohle pro Stunde) bei dieser
Behandlung ist verschieden in Abhängigkeit von Paktoren wie der Art des Gases, der Temperatur und der Art der
Aktivkohle. Im allgemeinen liegt diese Raumströmungsgeschwindigkeit im Bereich zwischen etwa 100 Std."" und
etwa 100 000 Std."1. Die vorteilhafteste Raumströmungsgeschwindigkeit
liegt im Bereich zwischen etwa 500 Std.~ und etwa 4000 Std."" . Die Behandlung des Gases mit der
Aktivkohle kann nach beliebigen Verfahren des Gas-Feststoff-Kontaktes, z.B. im bewegten Bett, in der Wirbelschicht
oder in einem Festbettsystem durchgeführt werden. Wenn mit bewegtem Bett gearbeitet wird, kann das Gas im
parallelen Strom, Gegenstrom oder Querstrom zur Aktivkohle geführt werden.
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Durch die vorstehend beschriebene ZusammenfUhrung dea
die Stickstoffoxyde enthaltenden Gases mit der Aktivkohle in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak werden die
im Abgas enthaltenen Stickstoffoxyde weitgehend zu unschädlichem Stickstoff reduziert. Diese Reduktionsreaktion
kann durch die folgenden Reaktionsschemas dargestellt werden:
6NO + 4NH3 >
5N2+ 6H2O (D
6NO2+ 8NH5 ■ >
7N2+ 12 H2O (2)
Wie bereits erwähnt, hat die Anwesenheit von Sauerstoff in dem zu behandelnden Gas eine wesentliche Steigerung
der Reduktion von Stickstoffoxyden zu Stickstoff zur Folge. Dies ist für den Fachmann überraschend.
Wenn das die Stickstoffoxyde enthaltende Abgas außerdem Schwefeloxyde enthält, werden diese in Schwefelsäure
und/oder Ammoniumsulfat umgewandelt und an der Aktivkohle adsorbiert, während gleichzeitig die Stickstoffoxyde
zu Stickstoff reduziert werden. Diese Reaktion kann beispielsweise wie folgt dargestellt werden:
SO2 + 1/2O2 + nH20 >
H2SO4.(n-1)H20* (3)
(Der Stern * bezeichnet die Form, in der die Verbindung an der Aktivkohle adsorbiert wird.)
Gemäß der Erfindung wird das gasförmige Ammoniak durch seine Reaktionen mit den Stickstoffoxyden (1) und (2)
verbraucht. Wenn jedoch das gasförmige Ammoniak im Überschuß verwendet wird, reagiert der Überschuss mit einem
Teil der als Folge'der Reaktion (3) auf der Aktivkohle
gebildeten Schwefelsäure unter Bildung von Ammoniumsulfat. Dies kann durch das folgende Reaktionsschema dargestellt
werden:
H2SO40 (n-i)H20* + 2NH3 ;> (NH4) 2S04(n-1)H20* (4)
H2SO40 (n-i)H20* + 2NH3 ;> (NH4) 2S04(n-1)H20* (4)
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Dies "bedeutet, daß das behandelte Gas kein gasförmiges
Ammoniak enthält, so daß keine neue Belästigung der Umwelt zu "befürchten ist. Dies ist ein weiterer Vorteil der
Erfindung.
Bei Abgasen, die Stickstoffoxyde, aber keine Schwefeloxyde
enthalten, kann die Behandlung mit hoher prozentualer Entfernung der Stickstoffoxyde für lange Zeit
ohne Regenerierung der Aktivkohle fortgesetzt werden.
Wenn das Abgas neben den Stickstoffoxydeη auch Schwefeloxyde
enthält, wird die katalytische Aktivität der Aktivkohle mit der Adsorption von Schwefelsäure und/oder
Ammoniumsulfat bei Einsatz über lange Zeit langsam geringer. Die Aktivkohle, deren Wirksamkeit zur Entfernung
von Schwefeloxyden und Stickstoffoxyden herabgesetzt worden ist, kann jedoch ihre ursprüngliche Wirksamkeit
zurückgewinnen, wenn sie durch Waschen mit Wasser oder
Erhitzen regeneriert wird, so daß sie erneut für die Entfernung von Stickstoffoxyden und Schwefeloxyden eingesetzt
werden kann.
Zur Durchführung der Regenerierung der Aktivkohle durch Waschen mit Wasser kann die Wassertemperatur etwa 20 bis
900C, vorzugsweise etwa 40 bis 80 C betragen. Die Wassermenge
darf nicht geringer sein als das Doppelte, vorzugsweise das 5- bis 10-fache Gewicht der Aktivkohle. Wenn
eine alkalische Substanz, z.B. ein Alkali- oder Erdalkalimetall der gewonnenen Lösung von Schwefelsäure und Aminoniumsulfat
zugesetzt wird, wird gasförmiges Ammoniak zurückgewonnen. Zusätzlich wird das stabile Sulfat erhalten.
Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß das in dieser Weise zurückgewonnene gasförmige Ammoniak
als Teil des Ammoniaks für die vorstehend beschriebene gleichzeitige Entfernung von Stickstoffoxyden und Schwsfeloxyden
wiederverwendet werden kann. Wenn beispielsweise Calciumoxyd oder Caleiumhydröxyd der die Schwefelsäure
und das Ammoniumsulfat enthaltenden lösung zuge-
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-M-
setzt wird, werden gasförmiges Ammoniak und Calciumsulfat
gewonnen.
Die Regenerierung der Aktivkohle durch Erhitzen wird im allgemeinen bei einer Temperatur über etwa 250 C, vorzugsweise
bei etwa. 350 bis 80O0C durchgeführt. Die Regenerierungszeit
beträgt im allgemeinen wenigstens etwa 10 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 3 Stunden. Die thermische
Regenerierung kann in einem Inertgas (z.B. Stickstoff und Verbrennungsgase), Wasserdampf oder einem reduzierenden
Gas (z.B. Kohlenoxyd und Wasserstoff) o.dgl. durchgeführt werden.
Bei VerWendung von Inertgasen oder Wasserdampf als Trägergas
bei der thermischen Regenerierung werden Teile des Ammoniumsulfats und der Schwefelsäure auf der Aktivkohle
zuerst zu Schwefeltrioxyd, Ammoniak und Wasserdampf zersetzt und schließlich in Schwefeldioxyd, Wasserdampf und
Stickstoff umgewandelt,, wie das folgende Reakti on&schema zeigt:
SO3 + 2/3MH3 =>
SO2 + H2O + 1/3N2 (5)
Diese Reaktion wird beschleunigt, wenn Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, V, Mo oder W auf die Aktivkohle aufgebracht
worden ist. Die anderen Anteile des Ammoniumsulfats und der Schwefelsäure auf der Aktivkohle werden zuerst
zu Schwefeltrioxyd, Ammoniak und Wasserdampf zersetzt, und schließlich werden durch die Reaktion von Schwefel—
trioxyd mit der Aktivkohle Schwefeldioxyd und Kohlendioxydgas gebildet.
Diese Erscheinungen können durch die folgenden Reaktionsschemas dargestellt werden:
)^SO4 + 1/2C 5* 2NH3 + SO2 + 1/2CO2 + H2O (6)
4 + 1/2C =* SO2 + 1/2CO2 + Η£0 (7)
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Ein Teil des Ammoniaks wird bei der Reaktion (6) mit der
Aktivkohle bei erhöhter Temperatur zusammengeführt, so daß auf der Oberfläche der Aktivkohle eine basische Verbindung
gebildet wird, die zur Verbesserung des Wirkungs grades der Entfernung von Schwefeloxyden dient, lerner
findet außer den Reaktionen (6) und (7) die Reaktion (5) statt, die die chemische Erschöpfung der Aktivkohle verhindert.
Bei Verwendung von Kohlencxyd als Regenerierungsgas finden
außer den Reaktionen (5), (6) und (7) die Reaktionen (8) und (9) statt, so daß die chemische Erschöpfung der
Aktivkohle zusätzlich unterdrückt werden kann.
4J24 + CO—5* 2NH5 + SO2 + CO2 + H2O (8)
H2SO4 + CO S-SO2 + CO2 + H2O (9)
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Die in diesen Beispielen angegebenen Größen
der Oberfläche wurden nach der Methode νο,η Brunauer,
Emett und Teller (3ET-Methode) gemessen, die beispielsweise in "Journal of the American Chemical Society" 60
(1938) 309 beschrieben wird.
Katalysatoren B bis E, die 1 Gew.-^ (gerechnet als das
entsprechende Metall) der in Tabelle 1 genannten Elemente enthielten, wurden hergestellt, indem wässrige Lösungen
der Nitrate von Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni und Co bzw. eine
wässrige Lösung der Ammoniumsalze von V, Mo und W einer Aktivkohle, die eine Oberfläche von 660 m /g hatte und
nachstehend als Katalysator A bezeichnet wird, zugesetzt wurden und die erhaltenen Kohleproben 1 Stunde in strömendem
Stickstoff bei 4000C calciniert wurden.
Je 20 ml der Katalysatoren A bis K wurden in Quarzglaskolonnen von 1,4 cm Durchmesser gefüllt. Bei Temperaturen
von 11O0C, 1500C bzw. 25O0C wurde ein Gasgemisch
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von 0,2 Vol.-96 NO, 0,3 Vol.-96 NH3, 1,0 Vol.-96 H2O,
5,0 Volo-?& O2 und 93,5 Vol.-$ He mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit
von 3000 Std." (gerechnet bei normaler Temperatur) 10 Stunden durchgeleitet. Die Gasproben am
Eintritt und am Austritt jeder Kolonne wurden nach der Saltzmann-Methode, die beispielsweise in "Analytical
Chemistry" 28 (1956) 1810 beschrieben wird, sowie durch Gaschromatographie analysiert. Bei der Saltzmann-Methode
wurde die Gesamtkonzentration der Stickstoffoxyde (NO + NOp) im Gas bestimmt. Bei der Analyse durch Gaschromatographie
(Trägergas Helium, 50 ml/Min., Temperatur 50 C; Packung: Molekularsieb 5A; Durchmesser der Kolonne 4,0 mm,
Länge 2000 mm) wurden die Konzentrationen von Sauerstoff, Stickstoff und Stickstoffoxyden bestimmt.
Die nach beiden Methoden bestimmten Konzentrationen der Stickstoffoxyde stimmten überein. Die durch Gaschromatographie
bestimmten Konzentrationen von Stickstoff und Stickstof foxyden bestätigten, daß unter den Ve.'üuchsbedingungen
dieses Beispiels die folgende Reaktion stattfand:
6NO +.4NH3 =» 5N2 + 6H2O
Die Ergebnisse dieses Versuchs mit den Katalysatoren A bis K sind in Tabelle 1 genannt. Ein Vergleichsversuch
wurde mit Aluminiumoxyd (Neobead D-4, Hersteller Mizusawa Chemical Industries, Ltd., Japan) und einem Zeolith
(Molekularsieb 5A, Hersteller Linde Company, USA) durchgeführt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 genannt.
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Kataly- Element
sator auf der
Α-Kohle
Prozentuale Entfernung der Stickstoffoxyde
Reaktionstemperatur, C 110 150 250
A B C D E i1 G
H I J K
Ti
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Mo
Aluminiumoxyd (Kontrolle)
Zeolith
(Kontrolle)
44 65 70 67 67 75 67 99 88 70 65
Das Zeichen "-" bedeutet "nicht getestet". Dies gilt für
alle folgenden Tabellen.
• Beispiel 2
Aktivkohle mit einer Oberfläche von 580 m /g, nachstehend als Katalysator L bezeichnet, und eine v/eitere Aktivkohle
mit einer Oberfläche von 840 m /g, nachstehend als Katalysator P bezeichnet, wurden mit einer wässrigen Lösung
von Kupfersulfat, Ammoniumvanadat bzw. Ammoniummolybdat imprägniert. Nach dem Abdampfen der Lösungen zur Trockene
wurden die Proben in strömendem.Stickstoff 1 Stunde bei
3000C calciniert, wobei die Katalysatoren M bis 0 und die
Katalysatoren Q bis S erhalten wurden, die aus den Katalysatoren L bzw. P und 1 Gew.-?£ (gerechnet als das entsprechende
Metall) des darauf aufgebrachten, in Tabelle 2 genannten Elements bestanden.
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Je 20 ml der Katalysatoren L bis S wurden in Quarzglaskolonnen
von 1,4 cm Durchmesser gefüllt. Bei einer Reaktionstemperatur von 1500C wurde ein Gasgemisch aus
0,2 Vol.-?& NO, 0,3 Vol.-9b NH5, 1,0 Vol.-96 H2O, 5,0-Vol.-56
O0 und 93,5 Vol.-$ N9 mit einer Raumströmungsgeschwin-
— 1
digkeit von 3000 Std. (gerechnet bei Normaltemperatur) eingeführt. Proben des Gases wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise.nach der Saltzmann-Methode für jeden Katalysator analysiert. Die Änderung der prozentualen Entfernung von Stickstoffoxyden mit der Zeit wurde untersucht.
digkeit von 3000 Std. (gerechnet bei Normaltemperatur) eingeführt. Proben des Gases wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise.nach der Saltzmann-Methode für jeden Katalysator analysiert. Die Änderung der prozentualen Entfernung von Stickstoffoxyden mit der Zeit wurde untersucht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt. Sie zeigen, daß die Aktivität des Katalysators nicht abfiel und auch
keine Änderung der Aktivität eintrat, wenn 0,1 Vol.-96
SOp dem eingeführten Gas zugemischt wurde. Mit allen
Katalysatoren wurde das zugeraischte SOp vollständig entfernt,
Entfernte Stickstoffoxyde in | 1 | L | M | N | 0 | .P | Q | R | S |
Katalysator | 5 | "- | Cu | V | Mo | - | Cu | V | Mo |
[Aufgebrach tes Element |
10 | 40 | 95 | 80 | 75 | 35 | 98 | 75 | 75 |
15 | 40 | 88 | 82 | 75 | 36 | 98 | 75 | 75 | |
20 25 |
45 | 90 | 85 | 75 | 36 | 95 | 80 | 78 | |
30 | 50 | 89 | 87 | 77 | 37 | 93 | 80 | 80 | |
Reaktions | €5 | 50 47 |
89 90 |
87 - 85 |
80 77 |
35 35 |
92 90 |
"83 80 |
81 80 |
zeit, „ St u nd e η |
SO | 47 | 90 | 88 | 81 | 36 | 68 | 80 | - |
95 | 53 | 90 | 86 | 80 | - | 90 | 80 | -- | |
JOO | 50 | 89 | 86 | 80 | 90 | 81 | — | ||
50 | 88 | 85 | 80 j | 88 | 80 | ||||
50 | 88 | 87 | 80' | S3 | 79 | _ | |||
40988670936
*Für jeweils 5 Stunden der Reaktionszeit, nämlich von der
20. Ms zur 25.Stunde und von der 95· "bis zur 100 Stunde
wurde 0,1 Vol„-$ SO2 dem eingeführten Gas zugemischt.
Auf Aktivkohle mit einer Oberfläche von 600 m /g, nachstehend
als Katalysator T "bezeichnet, wurde eine wässrige Lösung gesprüht, die Kupfersulfat bzw. Ammoniumvanadat
in verschiedenen Konzentrationen enthielt. Anschließend wurde die Aktivkohle in einem Stickstoffstrom bei 4000C
calciniert, wobei die Katalysatoren U bis Z, auf die die in Tabelle 3 genannten unterschiedlichen Mengen der
Kupfer- oder Vanadiumkomponente aufgebracht waren, erhalten wurden. Je 20 ml der Katalysatoren T bis Z wurden in
Quarzglaskolonnen von 1,4 cm Durchmesser gefüllt. Bei einer Reaktionstemperatur von 1500C wurde ein Gasgemisch
aus 0,2 Vol.-?6 NO, 0,3 Vol.-^ NH3, 1,0 Vol.-56 H2O,
5,0 Vol.-$ O0 und 93,5 Vol.-56 Ke 10 Stunden bei einer
—1
Raumströmungsgeschwindigkeit von 3000 Std. (gerechnet
bei Normaltemperatur) durchgeleitet. Durch Gasanalysen, die auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise durchgeführt
wurden, wurde die prozentuale Entfernung der Stickstoffoxyde für jeden Katalysator bestimmt. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 3 genannt.
Katalysator | Aufgebrachtes Element |
Menge des aufgebrach ten Elements als Metall, Gew.-^ |
Entfernte Menge der Stickstoff oxyde, i» ' |
T | - | - | 50 |
U | . Cu | 0,1 | 78 |
V | Cu | 0,5 | 90 |
W | Cu | 1,0 | 98 |
X | V | 0,1 | 75 |
Y | V | 0,5 | 85 |
Z | V | 1,0 | 88 |
409886/0936
Zu 10 kg feingemahlener Kohle mit einer Korngröße von 74-289 yU wurden,2 kg Pech als Bindemittel und eine der
in Tabelle 4 genannten Verbindungen gegeben. Nach guter · Vermischung wurde das Gemisch zu Formungen gepresst,. Die
Preßlinge wurden bei 60O0C verkokt und bei 8500C in
Gegenwart von Wasserdampf 4 Stunden aktiviert, wobei die in Tabelle 4 genannten Katalysatoren erhalten wurden.
Auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise wurden je 20 ml der Katalysatoren erprobt, um die prozentuale Entfernung
der Stickstoffoxyde zu ermitteln. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 genannt.
Zugesetzte Metallgehalt Oberfläche des Entfernung der Verbindung des Kataly- Katalysators, Stickstoffoxyde,
sators, 2
. Gew. -°h m /g 2»
NH4VO^ | 0,75 | 675 |
CuSO. | 0,70 | 650 |
Cu(N05)2 | 0,73 | 680 |
Fe(NO3)2 | 0,78 | 650 |
-. | - | 680 |
Beispiel 5 |
2 Aktivkohle mit einer Oberfläche von 660 m /g wurde auf
die in Tabelle 5 genannte Weise oxydiert und/oder einer Behandlung zum Auftrag eines Metalls unterworfen. Je
20 ml der hierbei erhaltenen Katalysatoren wurden in eine Quarzglaskolonne von 1,4 cm Durchmesser gefüllt. Ein Gasgemisch
aus 0,03 Vol.-Ji NO, 0,03 Vol.-tf NH3, 5,0 Vol.-#
O2, 3,0 Vol.-'/i H2O und 91,04 Vol.-96 N2 wurde 10 Stunden
bei 1500Q mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit von
2000 Std."1 (gemessen bei 1500C) durch die Kolonnen geleitet.
Die Gasproben wurden am Eintritt und Austritt
409806/0936
der Kolonnen nach der Saltzmanη-Methode analysiert, um
die Gesamtkonzentration der Stickstoffoxyde zu ermitteln, Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 genannt.
409886/0936
Metallauftrag
Oxydationsbehandlung
Aufeinanderfolge der
Behandlungen
Entfernung von Stickstoffoxyden,
CO
OO
OO
O
CD
Ca)
nein nein
nein nein nein nein nein
nein
Oxydiert mit 2 Gew.-^ HNO, (6O0C, 1 Stdo) y
Oxydiert mit 5 Gew.-?£>
K9O9 (60°C, 30 Minuten) * ά
Oxydiert mit 0.1 Vol.-ft SO, (3000C, 1 SW.)
Oxydiert mit 0,5 Vol.-56 N9O
(400C, 30 Minuten) c
Oxyidiert mit Luft (4000C, 20 Minuten)
Oxydiert mit 0,5 Vol.-76 0,
(150C, 30 Minuten) 32 54 50 58 55 54 55
0,1 Gev,;.->3 V- nein
dto. Oxydiert mit 2,5 Gew.-$ H9O,
(800C, 30 Minuten) " c
" dto..
" Oxydiert mit 0,05 Vol.-jS NO
(2000C, 10 Std.)
" dto.
Oxydation und von V |
dann Auftrag | 84 |
Oxydation und gleichzeitig |
Auftrag von V | 81 |
Oxydation und von V |
dann Auftrag | 83 |
Auftrag von V Nation |
und dann Oxy | 83 |
45 | ||
Oxydation und von Ti |
dann Auftrag | 75 |
CjJ CJ O
0,1 Gew.-5i Ti
dto.
nein
Oxydiert mit 5 Gew.-$ H9O (6O0C, 30 Minuten) ■
Metallauftrag Oxydationsbehandlung
Aufeinanderfolge der
Behandlungen
Behandlungen
Entfernung von Stickstoffoxyden,$
1,0 Gew.-$>
Cr dto.
O CO CO CD
nein
Oxydiert mit 5 Gew.-? (6O0C, 30 Minuten)
Oxydation und dann Auftrag
von Cr
von Cr
43
78
1,0 | Gew. -5 dto. |
nein Oxydiert mit 5 Gew.-^ (600C, 30 Minuten) |
H2O2 | Oxydation von Mn |
und | dann | Auftrag | 45 74 |
i O I |
t |
1,0 | Gew. -J dto. |
nein Oxydiert mit 5 Gew. -56 (600C, 30 Minuten) |
H2O2 | Oxydation von Fe |
und, | dann | Auftrag | 40 75 |
||
1,0 | Gew.-$ dto. |
nein Oxydiert mit 5 Gew.-^ (60PC, 30 Minuten) |
H2O2 | Oxydation von Co |
und | dann | Auftrag | 37 .70 |
||
1,0 | Gew. -5 dto. |
nein Oxydiert mit 5 Gew.-^ (600C, 30 Minuten) |
H2O2 | Oxydation von ITi |
und | dan n | Auftrag | 37 73 |
||
1,0 | Gew. -? dto. |
• nein Oxydiert mit 5 Gew.-$> (600C, 30 Minuten) |
H2O2 | Oxydation von Cu |
und | dann | Auftrag | 55 80 |
||
6 Mn | ||||||||||
i Fe | ||||||||||
i Co | ||||||||||
i Ni | ||||||||||
i Cu |
Metallauftrag
Oxydationsbehandlung
Tabelle 5 (Forts.)
Aufeinanderfolge der Behänd-
Aufeinanderfolge der Behänd-
Entfernung von Stickstoffoxyden,
1,0' Gew.-i» Mo
dto.
nein
Oxydiert mit 5 Gew.-% H9O9
(6O0C, 30 Minuten) ά ά
Oxydation und dann Auftrag von Mo
45
78
1,0 Gew.-^- W
dto.
nein Oxydiert mit 5 Gew.-96
Oxydation und dann Auftrag von W
40 76
1) Bei der Oxydation mit oxydierenden Lösungen wurden die Behandlungen in
wässrigen Lösungen durchgeführt, wobei die wässrigen Lösungen jeweils in der 10-fachen Gewichtsmenge der Aktivkohle verwendet wurden.
2) Im Falle der Oxydation mit oxydierenden Gasen wurden die Behandlungen mit
Luft, die mit 3 V0I.-7S Feuchtigkeit beladen war, bei einer Raumströmungsgeschwindigkeit
(gerechnet bei Normaltemperatur) des oxydierenden Gases von 1000 Std."1 durchgeführt.
-ZZ-
Zu Aktivkohle mit einer Oberfläche von 670 m /g, nachstehend als Katalysator a bezeichnet, wurde eine wässrige
lösung des Nitrats von Ti, Cr, Mn, Pe, Co, Ni bzw. Cu,
eine wässrige Lösung des Ammoniumsalzes von V, W bzw. Mo oder eine wässrige Lösung, die Amnioniumvanadat und entweder
Phosphorsäure oder Borsäure enthielt, gegeben. Nach dem Eindampfen zur Trockene wurde die Aktivkohle in einem
Stickstoffstrom 1 Stunde bei 35O0C calciniert, wobei die
in Tabelle 6 genannten Katalysatoren b bis m erhalten wurden. Pie auf die Aktivkohle aufgebrachte Menge jeder
Metallkomponente betrug 0,5 Gew.-fi, gerechnet als das entsprechende Metall. Die Phosphorsäure oder Borsäure
wurde in einer Menge von 0,5 Gew.-°f> aufgebracht.
Je 20 ml der Aktivkohle-Katalysatoren b bis m mit Metallauftrag und des Katalysators a wurden in Quarzglaskolonnen
von 1,5 cm Durchmesser gefüllt. Bei einer Temperatur von 2000C wurde S tickst off gas, das 0,03 Vol.-# NO, 0,03 VoI,-£
ΝΗ,, 0,06 V0I.-96 SO2, 6,0 Vol.-^ O2 und 10,0 YoI.-</o H2O
enthielt, bei einer Raumströmungsgeschwindigkeit von 1000 Std.~ (gemessen bei Normal temperatur) durchgeleiiret.
Am Eintritt und am Austritt der Kolonne genommene Gasproben wurden nach der Saltzmann-Methode auf die in Beispiel
1 beschriebene Weise auf die Gesamtkonzentration der Stickstoffoxyde, nach der in der japanischen Industrienorm K 0103 (1971) beschriebenen jodometrischen Methode
auf die SOp-Konzentration und nach der in der japanischen
Industrienorm K 0099 (1969) beschriebenen Indophenol-Methode auf die NH^-Konzentratiqn analysiert. Die prozentuale
Entfernung der Stickstoffoxyde und der Schwefeloxyde wurde in verschiedenen Zeitabständen bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 genannt.
409896/0936
Entfernte Stickstoffoxyde (NO ) und Schwefeloxyde (SO;;) in $>
nach
Kataly | Aufge- ; | 6 Std. | 70 | 24 Stdc | 70 | 48 Stdο | 62 |
sator | brachtes , Element. · |
Ν0χ SO2 | 75 | ιιοχ so2 | 75 | NO SOp Jl C |
65 |
a | " " - ■ ■ | 43 | 70 | 60 | 68 | 40 | |
; b | Ti | 70 | 70 | 73 | 67 | 60 | |
C | Cr | 70 | 75 | 70. | 75 | - | 70 |
d | Mn | 78 | 77 | 78 | 75· | - | - |
e | Fe | 80 | 75 | 83 | 70 | 75 | 65 |
f | Co | 80 | 80 | 80 | 75 | ". - | 73 |
8. | Ni ' | 70 | 80 | 70 | 75 | 65 | 70 . |
h | Cu | 80 | 75 " | 82 - |
68 · . |
73 | 65 |
i | V | 85 | 70 | 85 | 65 | 80 | 6.0 |
C-I. | Mo | 73 | 80 | 75 | 80 | 63 | 75 |
k. | W | 75- | 80 | 73 | 80 | 60 | 76 |
1 | V-H3PO4 | 89 | 90 | 78 | |||
m |
\Γ "TI Τ3^Λ
V ™~ J ι —τ pU— |
87 | 89 | 78 |
Bei allen Katalysatoren war die Animoniäkkonzentration in den aus der Kolonne austretenden Gasen nicht höher al3
ppm unabhängig von der Reaktionszeit.
Nachdem die gleichzeitige Entfernung der Stickstoffoxyde
und des Schwefeloxyds aus den Gasen 48 Stünden durchgeführt worden v/ar, wurden die Kolonnen auf 350 C erhitzt,
während Stickstoffgas mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit
von 100 Std." (gerechnet bei Normaltemperatur) durchgeleitet
wurde. Auf diese V/eise wurden die Katalysatoren
409886/0936
30 Minuten "bei 35O0C regeneriert. Das aus dem Katalysatorbett
austretende Gas wurde in eine 5$ige wässrige HpO?-
Lösung geleitet, wodurch NH,, SOp und SO·* adsorbiert
wurden.
Nach der thermischen Regenerierung des Katalysators wurde das oben genannte Gasgemisch unter genau den gleichen
Bedingungen durch die Kolonnen geleitet. Die entfernten Stickstoffoxyd- und Schwefeloxydmengen wurden in verschiedenen
Zeitabständen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 genannt. Ein Vergleich der Tabellen 6 und 7
zeigt, daß durch die thermische Regenerierung dem Katalysator seine Wirksamkeit für die Entfernung von Stickstoffoxyden
und Schwefeloxyden wiedergegeben und die Leistung des Katalysators verbessert wird.
Bei der Entfernung von Stickstoffoxyden und Schwefeloxyden mit den thermisch regenerierten Katalysatoren lag die
Ammoniakkonzentration iij den Gasen am Austritt der Kolonne
bei allen Katalysatoren nicht über 1 ppm.
409886/0936
sator
c
d
d
g
h
fentfernte Stickstoffoxyde (NO )
Katalv- und Schwefeloxyde (SO«) x
• "* in °/o nach
6 Std
NO
100
SO.
75
90
100
100
100
89
100
100
100
100
100
88
80
85
98
90
100
100
100
98'
95
24 Std.
NO
SO,
70
90
87
80
80
80
80
75
95
75
78
90
48 Std.
NO
55
69
■65
75
65
70
65
78
65
68
90 j 82
SO,
80
81
75
78
65
70
95
78
75
90
91
Das gleiche Gasgemisch wie in Beispiel 6, bestehend aus NO, NH3, SO2, O2, H2O und N2, wurde 48 Stunden unter den
in Beispiel 6 genannten Bedingungen durch die in Beispiel 6 beschriebenen Katalysatoren a und i geleitet. Dann wurde
jede Kolonne auf 8O0C gekühlt, worauf ein Zweiwegehahn unten
an die Kolonne angesetzt wurde. Die Kolonne wurde bei einer konstanten Temperatur von 800C gehalten. Dann wurden
15 ml warmes Wasser bei 800C von oben nach unten durch die
Kolonne geleitet und etwa 1 Stunde mit dein Katalysator
409886/0936
in Berührung gehalten. Der Hahn am Kolonnenboden wurde dann geöffnet, um den Extrakt abzulassen, worauf der Hahn
wieder geschlossen wurde. Dann wurden erneut 15 ml warmes Wasser von 80 G von oben nach unten durch die Kolonne geleitet.
Nach einer Kontaktzeit von 1 Stunde wurde der Extrakt aus der Kolonne abgelassen. Diese Maßnahme wurde
insgesamt fünfmal wie'derholt, worauf trockene Luft von 1100C 3 Stunden durch die Kolonne geleitet wurde, um den
Katalysator zu trocknen. Dann wurde auf die in Beispiel 6 beschriebene Weise das gleiche Gasgemisch aus NO, NH-z,
SOgi Op, HpO und Np durchgeleitet und die prozentuale
Entfernung von Stickstoffoxyden und Schwefeloxyd durch den mit Wasser regenerierten Katalysator zu verschiedenen
Zeiten bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle" 8 genannt. Die Konzentrationen des Ammoniaks in den Gasen am Austritt
der Kolonne lag in allen Fällen der gleichzeitigen Entfernung von Stickstoffoxyden und Schwefeloxyd nicht über
1 ppm.
Die bei der Wäsche des Katalysators abgelassene Flüssigkeit bestand aus einer Lösung von Schwefelsäure und Ammoniumsulfat.
Wenn eine wässrige NaOH-Lösung im leichten Überschuss dieser Lösung zugesetzt und das erhaltene Gemisch
auf 80 C erhitzt wurde, wurde das Ammoniak des Ammoniumsulfats in Gasform gewonnen. Gleichzeitig wurde Na2SO.
in der Lösung gebildet.
Kataly- ι Entfernung von Stickstoffoxyden (NOx) und
sator j Schwefeloxyd (30p) in $& mit dem mit Wasser
regenerierten Katalysator nach
6 | Std. | 24 | Std. | 48 Std. | so2 | |
a i |
NOx | so2 | NOx | so2 | NOx | 63 93 |
83 100 |
75 96 |
67 93 |
68 93 |
55
77 |
||
409886/0936
Claims (18)
- Paten tansprücheVerfahren zur Entfernung von Stickstoffoxyden, aus Abgasen, dadurch gekennzeichnet, daß man das die Stickstoffoxyde enthaltende Abgas mit Aktivkohle in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak bei einer Temperatur, zwischen etwa 110°C und 35O0C zusammenführt und hierdurch die Stickstoffoxyde in Stickstoff umwandelt.
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von nicht weniger als etwa 2/3 Mol, vorzugsweise in Gegenwart von etwa 1 bis 50 Mol gasförmigem Ammoniak pro Mol der im Abgas enthaltenen, als WO gerechneten Stickstoffoxyde arbeitet.
- 3) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak und von Sauerstoff mit der Aktivkohle zusammenführt.
- 4) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von etwa 0,5 Mol Sauerstoff pro Mol der im Abgas enthaltenen, als NO gerechneten Stickstoffoxyde arbeitet.
- 5) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Aktivkohle verwendet, auf die wenigstens eines der Elemente Ti, Cr, Mn, Pe, Co,- Ni, Cu, V, Mo und V/ aufgebracht ist.
- 6) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Aktivkohle verwendet, auf die wenigstens etwa 0,0001 Gew.-Teile, vorzugsv/eise etwa 0,001 bis 0,2 Gew.-Teile der in Anspruch 5 genannten, als entsprechende Ketalle gerechneten Elemente pro Gew.-Teil Aktivkohle aufgebracht worden sind.
- 7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß man Aktivkohle verwendet, auf die Vanadium aufgebracht409886/0936worden.ist,-
- 8) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man oxydierte Aktivkohle verwendet.
- 9) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man oxydierte Aktivkohle verwendet, die mit einer oxydierenden Lösung aktiviert worden ist.
- 10) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man oxydierte Aktivkohle verwendet, die mit einer wässrigen lösung von H2O2, HNO,, K2MnO. oder NaClO, oxydiert worden ist. :
- 11) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man oxydierte Aktivkohle verwendet, die mit einem oxydierenden Sas oxydiert worden ist.
- 12) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8"und 11, dadurch gekennzeichnet, daß man oxydierte Aktivkohle verwendet, die mit O2, 0,, SO,, SO2, N2O, NO oder NO2 als oxydierendem Gas oxydiert worden ist.
- 13) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abgas mit der Aktivkohle bei einer Temperatur zwischen etwa 150° und 250°C zusammenführt.
- 14) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abgas mit der Aktivkohle bei einer Raumströmunßsgeschwindigkeit zwischen etwa 100 und100 000 .Stdo" , vorzugsweise mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit von etwa 500 bis 4000 Std.~" zusammenführt.
- 15) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man Abgase behandelt, die Schwefeloxyde zusammen Eit Stickstoffoxyden enthalten, und hierdurch die Schwefeloxyde in Schwefelsäure und/oder Ammoniumsulfat umwandsit und an der Aktivkohls adsorbiert und gleich-409886/0936■ - 29 -zeitig die Stieles toff oxy de in Stickstoff umwandelt.
- 16) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß man die Aktivkohle durch Waschen mit Wasser oder durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb von 25O0G regeneriert.
- 17) Verfahren nach Ans-prüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aktivkohle durch Waschen mit Wasser bei einer Temperatur von etwa 20° bis 90 C regeneriert.
- 18) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aktivkohle durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 350° bis 8000C regeneriert.409886/0936
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP48078980A JPS5248589B2 (de) | 1973-07-12 | 1973-07-12 | |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2433076A1 true DE2433076A1 (de) | 1975-02-06 |
Family
ID=27302870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2433076A Withdrawn DE2433076A1 (de) | 1973-07-12 | 1974-07-10 | Verfahren zur entfernung von stickstoffoxyden aus abgasen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2433076A1 (de) |
FR (1) | FR2241609B1 (de) |
GB (1) | GB1463855A (de) |
NL (1) | NL180984C (de) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2943698A1 (de) * | 1978-10-31 | 1980-05-14 | Foster Wheeler Energy Corp | Verfahren zur regenerierung von adsorptionsmittelkohle bei niedriger temperatur |
DE2911712A1 (de) * | 1979-03-24 | 1980-09-25 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen |
DE3014934A1 (de) * | 1980-04-18 | 1981-10-22 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen |
DE3039477A1 (de) * | 1979-03-24 | 1982-05-06 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
EP0059248A1 (de) * | 1981-02-26 | 1982-09-08 | Uhde GmbH | Verfahren zur Abtrennung von NOx-Gas |
DE3101053A1 (de) * | 1979-03-24 | 1983-03-24 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen sowie vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens |
DE3232546A1 (de) * | 1981-09-10 | 1983-06-30 | Mitsui Mining Co., Ltd., Tokyo | Verfahren zum entfernen von schwefel- und stickstoffoxiden aus einem abgas |
DE3232544A1 (de) * | 1981-09-10 | 1983-06-30 | Mitsui Mining Co., Ltd., Tokyo | Verfahren zum entfernen von schwefel- und stickstoffoxiden aus einem abgas |
DE3447674A1 (de) * | 1983-12-30 | 1985-07-11 | Uop Inc., Des Plaines, Ill. | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden aus einem gasstrom |
EP0200894A2 (de) * | 1985-03-30 | 1986-11-12 | Hugo Petersen Ges. für verfahrenstechn. Anlagenbau mbH & Co KG | Verfahren zur Desorption eines mit Schadstoffen beladenen Adsorptionsmittels u. Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
US4741889A (en) * | 1984-03-24 | 1988-05-03 | Perfluktiv Technik Ag | Process for adsorptive removal of substances from flue gases |
DE3710272C1 (de) * | 1987-03-28 | 1988-07-28 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstoff-Katalysators fuer die NOx-Reduktion mit Ammoniak und seine Verwendung |
CN114887610A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种金属改性活性炭及其制备方法和应用 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3727642A1 (de) * | 1987-08-19 | 1989-03-02 | Bayer Ag | Katalysator, verfahren zu seiner herstellung und dessen verwendung |
CN102266714B (zh) * | 2011-06-29 | 2013-07-03 | 天津大学 | 氧化法脱除酸性气体的方法 |
CN112142049A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-29 | 广东净境环保股份有限公司 | 利用废旧织物制备纤维吸附材料的方法 |
CN115724477A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-03 | 衢州华友钴新材料有限公司 | 硫酸镍溶液的纯化方法、改性活性炭及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1181183B (de) | 1959-06-25 | 1964-11-12 | Engelhard Ind Inc | Verfahren zur katalytischen Reduktion von Oxyden des Stickstoffs in Gasgemischen |
DE1594674A1 (de) * | 1966-05-12 | 1971-04-22 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus solche enthaltenden Gasen |
DE2119897A1 (de) * | 1970-04-28 | 1971-11-18 | Hisadi S | Verfahren zur Reinigung von Verbrennungsgasen |
DE2157062A1 (de) * | 1971-11-17 | 1973-05-30 | Bamag Verfahrenstechnik Gmbh | Verfahren zur entfernung von stickoxiden aus abgasen |
DE2705901A1 (de) * | 1976-02-12 | 1977-08-18 | Babcock Hitachi Kk | Verfahren zur behandlung eines schwefeloxide enthaltenden gases |
-
1974
- 1974-07-10 DE DE2433076A patent/DE2433076A1/de not_active Withdrawn
- 1974-07-11 FR FR7424229A patent/FR2241609B1/fr not_active Expired
- 1974-07-12 GB GB3093074A patent/GB1463855A/en not_active Expired
- 1974-07-12 NL NLAANVRAGE7409500,A patent/NL180984C/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1181183B (de) | 1959-06-25 | 1964-11-12 | Engelhard Ind Inc | Verfahren zur katalytischen Reduktion von Oxyden des Stickstoffs in Gasgemischen |
DE1594674A1 (de) * | 1966-05-12 | 1971-04-22 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus solche enthaltenden Gasen |
DE2119897A1 (de) * | 1970-04-28 | 1971-11-18 | Hisadi S | Verfahren zur Reinigung von Verbrennungsgasen |
DE2157062A1 (de) * | 1971-11-17 | 1973-05-30 | Bamag Verfahrenstechnik Gmbh | Verfahren zur entfernung von stickoxiden aus abgasen |
DE2705901A1 (de) * | 1976-02-12 | 1977-08-18 | Babcock Hitachi Kk | Verfahren zur behandlung eines schwefeloxide enthaltenden gases |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2943698A1 (de) * | 1978-10-31 | 1980-05-14 | Foster Wheeler Energy Corp | Verfahren zur regenerierung von adsorptionsmittelkohle bei niedriger temperatur |
DE2911712A1 (de) * | 1979-03-24 | 1980-09-25 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen |
DE3039477A1 (de) * | 1979-03-24 | 1982-05-06 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
DE3101053A1 (de) * | 1979-03-24 | 1983-03-24 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen sowie vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens |
DE3014934A1 (de) * | 1980-04-18 | 1981-10-22 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden und stickstoffoxiden aus abgasen |
EP0059248A1 (de) * | 1981-02-26 | 1982-09-08 | Uhde GmbH | Verfahren zur Abtrennung von NOx-Gas |
DE3232546A1 (de) * | 1981-09-10 | 1983-06-30 | Mitsui Mining Co., Ltd., Tokyo | Verfahren zum entfernen von schwefel- und stickstoffoxiden aus einem abgas |
DE3232544A1 (de) * | 1981-09-10 | 1983-06-30 | Mitsui Mining Co., Ltd., Tokyo | Verfahren zum entfernen von schwefel- und stickstoffoxiden aus einem abgas |
DE3447674A1 (de) * | 1983-12-30 | 1985-07-11 | Uop Inc., Des Plaines, Ill. | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden aus einem gasstrom |
US4741889A (en) * | 1984-03-24 | 1988-05-03 | Perfluktiv Technik Ag | Process for adsorptive removal of substances from flue gases |
EP0200894A2 (de) * | 1985-03-30 | 1986-11-12 | Hugo Petersen Ges. für verfahrenstechn. Anlagenbau mbH & Co KG | Verfahren zur Desorption eines mit Schadstoffen beladenen Adsorptionsmittels u. Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
EP0200894A3 (de) * | 1985-03-30 | 1987-10-28 | Hugo Petersen Ges. für verfahrenstechn. Anlagenbau mbH & Co KG | Verfahren zur Desorption eines mit Schadstoffen beladenen Adsorptionsmittels u. Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
DE3710272C1 (de) * | 1987-03-28 | 1988-07-28 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstoff-Katalysators fuer die NOx-Reduktion mit Ammoniak und seine Verwendung |
US5064801A (en) * | 1987-03-28 | 1991-11-12 | Juentgen Harald | Process for manufacturing a carbon catalyst |
CN114887610A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种金属改性活性炭及其制备方法和应用 |
CN114887610B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-05-23 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种金属改性活性炭及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL180984B (nl) | 1987-01-02 |
NL180984C (nl) | 1987-06-01 |
FR2241609A1 (de) | 1975-03-21 |
FR2241609B1 (de) | 1979-01-26 |
NL7409500A (nl) | 1975-01-14 |
GB1463855A (en) | 1977-02-09 |
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