DE2512409B2 - Verfahren zum entfernen von stickstoffoxiden aus abgasen - Google Patents

Verfahren zum entfernen von stickstoffoxiden aus abgasen

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DE2512409B2 DE19752512409 DE2512409A DE2512409B2 DE 2512409 B2 DE2512409 B2 DE 2512409B2 DE 19752512409 DE19752512409 DE 19752512409 DE 2512409 A DE2512409 A DE 2512409A DE 2512409 B2 DE2512409 B2 DE 2512409B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Stickstoffoxiden (NOA) aus Abgasen mit einem hohen Anteil von Sauerstoff und/oder Sauerstoffverbindungen, z. B. Distickstoffoxid, insbesondere für Nitrieranlagen oder Anlagen, die als Oxydationsmittel Salpetersäure benutzen, wie z. B. Adipinsäureanlagen.
Bei Adipinsäureanlagen sind im Abgas große Mengen von Stickstoffoxiden enthalten. Beispielsweise treten Konzentrationen bis zu lOOOOvppm auf. Derartige Abgase dürfen nicht in die Umgebungsluft abgeleitet werden, da sie eine erhebliche Umweltbelastung darstellen.
Es ist aus der deutschen Patentschrift 12 59 298 ein Verfahren bekannt, bei dem die Stickstoffoxide mittels Ammoniak reduziert werden. Es wird dabei ein Katalysator verwendet, der aus Eisenoxiden und Chromoxiden besteht. Die Fachwelt weiß, daß sich dieses Verfahren nur wirtschaftlich verwenden läßt, wenn im Abgas wenig Sauerstoff enthalten ist, das zu einer der Reduktion entgegenwirkenden Oxydation führen kann.
Bei den genannten Adipinsäureanlagen liegt im Abgas nicht nur ein hoher Anteil von Stickstoffoxiden (NOv), sondern auch ein hoher Anteil von Sauerstoff und Distickstoffoxid vor. Die Werte liegen dabei jeweils im Bereich von beispielsweise 16 Volumen-%, so daß nicht damit zu rechnen war, daß die Anwendung des obigen Verfahrens zu befriedigenden Ergebnissen führen könnte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Entfernen von Stickstoffoxiden antugeben, das auch dann wirtschaftlich einsetzbar ist, wenn das Abgas nach seiner Zusammensetzung in Richtung auf eine Oxydation wirkt.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß ein Verfahren, bei dem die Stickoxide mittels Ammoniak unter erhöhter Temperatur und dem Einfluß eines Katalysators reduziert werden und bei dem als Katalysator ein Mischoxid aus Eisenoxid und Chrom- '«> oxid eingesetzt wird, zu einer Senkung des Stickstoffoxidgehaltes auf einen Wert von beispielsweise 100 ppm führt.
Es wird dabei ein mehrstufig aufgeteilter Katalysator eingesetzt, und Ammoniak-Teilströme werden in die (i5 Räume vor den Katalysatorstufen eingeführt.
Die Vorteile, die die Erfindung bringt, sind nicht nur darin zu sehen, daß Abgase mit stark oxidierender Wirk'jng von Stickoxiden befreit werden, sondern speziell darin, daß völlig unerwarteterweisc die spezifische maximale Katalysatorbelastbarkeit ansteigt. Das heißt, die Menge des für einen bestimmten Abgasstrom einzusetzenden Katalysatorvolumens ist kleiner als erwartet werden mußte. Dies bringt eine Kostenersparnis mit sich, die sich daraus ergibt, daß für eine bestimmte Durchsatzmenge von Abgas weniger Katalysatorvolumen aufgewendet werden muß und der Reaktor deswegen kleiner gebaut sein kann.
Beispiel
In einer Versuchsanlage wurden 5000 Norm-Ltr/h durch einen Reaktor geleitet. Das Abgas der Adipinsäureanlage hatte folgende Zusammensetzung:
O2- 16 Volumen-%,
H2O-2,4 Volumen-%,
N2-67 Volumen-%,
NO2-0,24 Volumen-%,
NO-0,36 Volumen-%,
CO2-0,3 Volumen-%,
N2O-16 Volumen-%.
Dies entspricht einer Stickstoffoxidkonzentration von insgesamt 6000 vppm, wenn man das völlig unschädliche N2O nicht in Betracht zieht. Auffallend ist der hohe Anteil von Sauerstoff und Distickstoffoxid.
Vor der Einleitung in den Reaktor wurde das Abgas auf ca. 265°C erhitzt. Im Reaktor waren drei Katalysatorbetten unterschiedlicher Stärke angeordnet. Vor jedem Bett wurde ein Ammoniak-Teilstrom eingeleitet, der im Verhältnis der Volumina der Betten bemessen war.
Der Katalysator, bestehend aus
85% Fe(lll)-oxid,
10% Cr(Hl)-OXJd,
2%Cr(Vl)-oxid
sowie auf Beimengungen an Kieselsäure, Alkalien und Erdalkalien.
Am Reaktorausgang wurde ein NO-, NO2-Gehalt von 1000 vppm gemessen. Es wurde eine spezifische maximale Katalysatorbelastbarkeit von
3000 }*™™pL
m
ermittelt. Dieser Wert lag überraschen hoch. Erfahrungsgemäß wäre ein Wert bei
zu erwarten gewesen.
Es wurden weitere Versuche gefahren, bei denen das Abgas einen NO, NO2-Gehalt bis zu lOOOOvppm aufwies. Die Abgase wurden auf eine Temperatur von 260 bis 3100C erhitzt. Es ergaben sich NO, NO2-Konzentrationen am Ausgang des Reaktors in der Größenordnung von 200 vppm. Die spezifische maximale Katalysatorbelastbarkeit erreichte einen Wert von
5000 N.°_™^!L
nr
Die Erhöhung der Katalysatorbelastbarkeil läßt sich damit erklären, daß der Sauerstoff und das Distickstoffoxid unerwarteterweise in die Reduktion begünstigender Wirkungsrichtung zusammenarbeiten.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Enfernen von Stickstoffoxiden (NOv) aus Abgasen mit einem hohen Anteil von Sauerstoff und/oder Sauerstoffverbindungen, z. B. Distickstoffoxid, wobei die Stickstoffoxide mittels Ammoniak bei einer Temperatur von mindestens 2600C unter dem Einfluß eines Eisenoxid-ZChromoxid-Katalysators reduziert werden, insbesondere für die Anwendung in Adipinsäureanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas bei einem höher als 10 Volumen-Prozent liegenden Anteil von Sauerstoff und/oder Sauerstoffverbindungen im Reaktor durch einen mehrstufig aufgeteilten Katalysator unter Zuleitung von Ammoniakströmen geführt wird, die jeweils vor den Katalysatorstufen anteilig eingeführt werden.
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