DE2541165A1

DE2541165A1 - Verfahren zur entfernung von stickoxiden aus verbrennungsgasen

Info

Publication number: DE2541165A1
Application number: DE19752541165
Authority: DE
Inventors: Takuji Itho; Setsuo Kamijama; Eiichiroh Nishikawa
Original assignee: Toa Nenryo Kogyyo KK
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1975-09-16
Publication date: 1976-04-01
Also published as: FR2285171B1; NL7510990A; JPS5135667A; BE833595A; US4016241A; FR2285171A1

Description

DR. JUR. DlPL-CHEM- WALTER BEIi . ALFRED HOEPPENER "5. Sep, 1975

DR. JUR. DiPL-CHEM. H.-J. WOLPP DR. JUR. HANS CHR. BEIL

OM FRANKFU RI AM MAiN-HOCiOI

Unsere ITo. 20 140

Toa Nenryo Kogyo K.K. Chiyoda-ku, Tokyo/Japan

Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Yerbrennungsgasen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Stiekoxiden aus Verbrennungsgasen wie Rauch.- bzw. Abgasen, bei welchem die Stickoxide katalytisch reduziert und dann ent-, fernt werden und bei welchem ein ungesättigter Kohlenwasserstoff als Reduktionsmittel verwendet wird.

Rauch- bzw. Abgase, die in Industrieanlagen, beispielsweise von den Heizöfen von elektrischen Kraftwerken freigesetzt werden, enthalten im allgemeinen Stickoxide. Es wird angenommen, daß die Stickoxide in diesen Abgasen durch die Verbrennung von Stickstoffverbindungen, die in den Heizölen enthalten sind, oder durch eine chemische Umsetzung des Luft-Stickstoffs mit Sauerstoff während des Verbrennungsprozesses erzeugt werden. Stickoxide sind als solche für lebende Körper schädlich; außerdem rufen sie unerwünschte photochemische Reaktionen hervor. Es sind infolgedessen bereits verschiedene Methoden zur Entfernung von Stickoxiden oder zur Verhinderung der Entstehung von Stickoxiden vorgeschlagen worden· Beispielsweise sind Verfahren entwickelt worden, die der Bnt-

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feraung von Stickoxiden in Rauch- bzw. Abgasen dienen, bei welchen die Abgase mit einem Reduktionsmittel behandelt werden. Diese katalytischen Reduktionsverfahren v/erden in (1) nichjj-selektive Reduktionsverfahren und (2) selektive Reduktionsverfahren eingeteilt.

Bei den nicht-selektiven Reduktionsverfahren werden die Stickoxide in Gegenwart eines Reduktionskatalysators unter Verwendung von Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan oder Haturgas als Reduktionsmittel reduziert und dann entfernt. Bei diesen Verfahren muß jedoch der in den Abgasen vorhandene Sauerstoff zuerst vollständig reduziert werden, bevor eine Entfernung der Stickoxide möglich ist. Infolgedessen muß bei diesen Verfahren eine '■ zusätzliche Menge an Reduktionsmittel, die JEur vollständigen Reduktion des Sauerstoffs benötigt wird, über die für die Reduktion der Stickoxide notwendige Menge hinaus verwendet werden.

Bei einem selektiven Reduktionsverfahren werden dagegen die Stickoxide allein selektiv reduziert und in Gegenwart von Sauerstoff entfernt. Bei einem bekannten selektiven Reduktionsverfahren wird Ammoniak als Reduktionsmittel verwendet.

Im lalle der nicht-selektiven Reduktionsverfahren ist, wenn Sauerstoff in den Abgasen vorhanden ist, eine große Menge an Reduktionsmittel für die Reduktion des Sauerstoffs erforderlich. Werfen diese Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus sauerstoffreichen Abgasen, wie dies bei normalen. Abgasen der fell ist, angewandt, so ergeben sich erhebliche Kosten für die Reduktionsmittel, was aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht ist. Das selektive Reduktionsverfahren unter Verwendung von Ammoniak hat den Haenteil, daß Ammoniak bei hohen Semperaturen selbst zu Stickoxiden oxidiert wird und daß, wenn eine zu große Ammoniakmenge an die Luft der Umgebung abgegeben wird, dieses Ammoniak selbst eine weitere

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- -3 Quelle der Luftverschmutzung wird.

Erfindungsgemäß ist jetzt gefunden "worden, daß es in wirk- · samer Weise möglich ist, selbst in Gegenwart großer Sauerstoffmengen die Stickoxide in Abgasen mit einer sehr kleinen Menge an Reduktionsmittel zu reduzieren, wenn man als Reduktionsmittel einen ungesättigten Kohlenwasserstoff verwendet und die Reduktion in Gegenwart eines Iridiumkatalysators durchführt.

Abgase,die sich in wirksamer Weise mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens behandeln lassen, sind Verbrennungsgase, die von den Heizöfen elektrischer Kraftwerke und anderer Industrieanlagen abgegeben werden, wenn als Brennstoffe Kohle, Mineral—Heizöle oder Rückstandsöle verwendet und diese mit Luft verbrannt werden. In derartigen Abgasen ist eine große · Menge Sauerstoff vorhanden, weil für die Verbrennung ein großer Iiuftüberschuß erforderlich ist. So enthalten derartige Abgase im allgemeinen etwa 2 bis etwa 10 Volumen-Prozent Sauerstoff. Der Gehalt an Stickoxiden ist veränderlich, und zwar in Abhängigkeit von dem Gehalt an Stickstoffverbindungen im Brennstoff, der Verbrennungstemperatur, der Verbrennungsart, der benutzten Verbrennungsvorrichtung u.a., liegt jedoch im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 80 bis etwa 2.000 ppm, wobei im allgemeinen gleichzeitig 0 bis etwa 100 ppm Schwefel— oxide in den Abgasen vorhanden sind.

Der Iridiumkatalysator, der für die Zwecke der Erfindung benutzt wird, enthält eine Iridiumkomponente, vorzugsweise in Verbindung mit einer kokatalytischen Komponente,niedergeschlagen auf einem feuerfesten Trägermaterial. Die aktive Iridiumkomponente besteht aus metallischem Iridium und/oder einer Iridiumverbindung wie Iridiumoxid; die beabsichtigte Reduktionereaktion gemäß vorliegender Erfindung schreitet ausreichend

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rasch voran, wenn die Iridiumkomponente in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent, als Metall gerechnet, bezogen auf den Gesamtkatalysator, niedergeschlagen wird. Als kokatalytische Komponente kann wenigstens eines der Metalle der Gruppe Ib des Periodischen Systems der Elemente wie Kupfer, Silber und Gold verwendet werden; diese kokatalytische Komponente wird in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent, gerechnet als Metall, eingesetzt. Durch den Zusatz eines Metalles der Gruppe Ib des Periodischen Systems der Elemente zu der Iridiumkomponente kann das Ausmaß der Reduktion der Stickoxide in Gegenwart von Sauerstoff weiter erhöht werden. Darüberhinaus können eine Alkalimetall- oder eine Erdalkalimetallkomponente und ein Metall der Gruppe YIb des Periodischen Systems der Elemente zugesetzt werden, und Bwar in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent.Als Alkalimetallkomponente kann man aus den Metallen der Gruppe Ia des Periodischen Systems der Elemente lithium, Natrium oder Kalium auswählen; als Erdalkalimetallkomponente eignen sich von den Metallen der Gruppe Ha des Periodischen Systems der Elemente Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Als Metallkomponente aus der Gruppe VIb des Periodischen Systems der Elemente eignen sich Ghrom, Wolfram und Molybdän.

Als Trägermaterial für den Katalysator lassen sich beliebigefeuerfeste Substanzen verwenden. Beispielsweise eignen sich allein oder in Kombination die Oxide des Aluminiums, Siliciums, Magnesiums, ZIrkons, Hafniums, Titans, Thoriums und des Bors sowie Diatomeenerde und Aktivkohle. Vorzugsweise verwendet man ein poröses Trägermaterial. Am besten eignet sich als Trägermaterial Aluminiumoxid, welchem Oxide des Siliciums, Magnesiums» Bors oder Zirkons oder andere feuerfeste anorganische Oxide in geringen Mengen als Stabilisatoren zugesetzt worden sind.

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Ein für die Zwecke der Erfindung besonders geeignetes, aus Aluminiumoxid bestehendes !Trägermaterial kann in bekannter Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird eine Säure oder ein Alkali zu einer lösung einer Aluminiumverbindung gegeben, so daß zunächst Aluminiumoxidhydrat gebildet wird, welches dann unter solchen Bedingungen gealtert wird, daß ein poröses Aluminiumoxid gewonnen wird.

Das Niederschlagen der Iridiumkomponente auf dem feuerfesten anorganischen oxidischen Trägermaterial kann mit Hilfe jeder beliebigen Methode erfolgen. Gemäß einer Methode wird eine wässrige Lösung einer Iridiumkomponente zu einer wässrigen lösung einer Aluminiumverbindung gegeben und eine gemeinsame Fällung der beiden Komponenten vorgenommen. Kach einer anderen Methode wird eine wässrige Lösung einer Iridiumkomponente zu einem Gel des Trägermateriales gegeben. Die günstigste Methode ist die, bei welcher das Trägermaterial in Berührung gebracht wird mit einer oder eingetaucht wird in eine wässrige lösung einer Iridiumverbindung, so daß eine ^Imprägnierung des Trägermateriales mit der letzteren erreicht wird.

Diese letztgenannte bevorzugte Methode wird im einzelnen so durchgeführt, daß man das Trägenaaterial zuerst mit einer wässrigen Lösung einer Iridiumverbindung imprägniert, die wässrige Lösung dann von dem Trägermaterial abtrennt, das imprägnierte Trägermaterial auswäscht, trocknet und kalziniert. Das Trocknen wird bei eir.er Temperatur zwischen etwa 50 und etwa 300°C , vorzugsweise etwa 80 und etwa 150°C durchgeführt und die Kalzinierung bei einer Temperatur zwischen etwa 300 und etwa 800°G, vorzugsweise etwa 500 und etwa 70O⁰C.

Als lösliche Iridiumverbindungen, die sich zum Aufbringen durch Imprägnierung auf den erfindungsgemäßen Katalysator

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eignen, können beispielsweise anorganische Salze wie Iri— diumchlorid, Chloriridiumsaure, Iridiumnitrat, Iridiumsulfat, Aimioniumchloririäat, Fatriumchloriridat und Kaliumchloriridat sowie organische Salze wie Acetylaceton-Komplexsalze und Aminsalze herangezogen werden. Die am besten geeigneten Iridiumverbindungen sind Matriumhexachloriridat oder Ealiumhexachloriridat.

Die Metallkomponente aus der Gruppe Ib des Periodischen Systems der Elemente kann ebenfalls durch Imprägnieren mit einer löslichen Verbindung desselben auf dem Trägermaterial niedergeschlagen wird. Als lösliche Verbindungen eignen sich insbesondere Eupfernitrat, -sulfat, -chlorfl, -acetat, Silbernitrat, -chlorat, -perchlorat, -acetat, -sulfat, -nitrit, Chlorgolisäure, Goldchlorid, Natrium-, Kalium- und Ammoniumchloraurat«

Die Alkalimetall- und Erdalkalimetallkomponenten können ebenfalls unter Verwendung der Hydroxide, Chloride, EFitrate und Carbonate durch Imprägnierung niedergeschlagen werden.

Auch die Metallkomponente aus der Gruppe VIb des Periodischen Systems der Elemente kann durch Imprägnierung niedergeschlagen werden, wobei man die Imprägnierungslösungen herstellt, indem man die Bitrate, Chloride, Hydroxide, Carbonate u.a. der Metalle in Wasser löst.

Das Imprägnieren mit der kokatalytischen Komponente kann gleichzeitig mit der Iridiumkomponente, aber auch vor oder. , nach dem Aufbringen der letzteren durchgeführt werden. Each der Abscheiättng der Iridiumkomponente und der kokatalytischen Komponente wdrd das Trägermaterial bei etwa 50 bis etwa 30O⁰C getrocknet uni äann bei etwa 300 bis etwa 800⁰C kalziniert-

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Für flie Zwecke der vorliegenden Erfindung gibt man dem Katalysator vorzugsweise eine Form, in welcher er eine große Oberfläche besitzt, die mit den Abgasen in Berührung treten kann und die einen leichten Durchgang der Abgase erlaubt. Vorzugsweise gibt man dem Katalysator eine kugelförmige, zylindrische oder tablettenförmige Gestalt von ausreichender mechanischer Festigkeit.

Das charakteristischste Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß für die katalytisch« Reduktion und Entfernung der Stickoxide aus Abgasen ein ungesättigter Kohlenwasserstoff als Reduktionsmittel verwendet wird. Als ungesättigte Kohlenwasserstoffe können einzelne oder mehrere niedere olefinische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise olefinische Kohlenwasserstoffe mit 2-6 Kohlenstoffatomen verwendet werden. Insbesondere eignen sich Äthylen, Propylen, Buten, Isobuten, Penten, Isopenten, Hexen und Isohexen allein oder in Mischung untereinander ( beispielsweise gemischte G. - und C₁-- Fraktionen). Weiterhin lassen sich aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol und Toluol verwenden. Ein ungesättigter Kohlenwasserstoff, der als Reduktionsmittel für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet ist, ist Buten oder eine Butenmischung ( beispielsweise eine C*- Fraktion). Derartige Reduktionsmittel fallen in großen Mengen beim thermischen Cracken von Erdölkohlenwasserstoffen an, so daß das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Verwendung dieser Substanzen als Reduktionsmittel vorschlägt, vom wirtschaftlichen und industriellen Standpunkt besonders vorteilhaft ist.

Die gewünschte Reduktion der Stickoxide kann in befriedigender WeiBe erreicht werden, selbst wenn der ungesättigte Kohlenwasserstoff in sehr kleinen Mengen als Reduktionsmittel zugesetzt wird. Wird das Reduktionsmittel in einer Menge bis zu etwa 1/20 Mol-$£ , bezogen auf den im Abgas vorhandenen

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zugesetzt
Sauerstoff so lassen, sich die Stickoxide in. wirksamer Weise reduzieren, und entfernen. Wird das Reduktionsmittel in einer Menge über 1/20 Mol-$, bezogen auf den vorhandenen Sauerstoff, zugesetzt, so gelangt nicht umgesetztes Reduktionsmittel an die Umgebung und eine Nachbehandlung sollte angeschlossen werden. Erfindungsgemäß wird der ungesättigte Kohlenwasserstoff in einer Menge von etwa 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 15 Mol pro Mol Stiekoxid BO (wobei χ

Ji

1 oder 2 ist) zugesetzt, wenn der Sauerstoffgehalt in den Abgasen zwischen etwa 3 und etwa 7 f° liegt.

Die katalytisöhe Reduzierung der Stickoxide kann unter folgenden Bedingungen durch geführt werden: Reaktionstemperatur zwischen etwa 200 und 45O⁰C, vorzugsweise etwa 300 und etwa 400⁰C und einer G-as-Durchsatzgeschwindigkeit von etwa 10.000 bis 100.000 V/H/V, vorzugsweise etwa 20.000 bis etwa 40.000 v/h/Y. Die Umsetzung wird im allgemeinen bei Atmosphärendruck durchgeführt, jedoch ist diese Bedingung nicht kritisch.

Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung können mit einem ungesättigten Kohlenwasserstoff als Reduktionsmittel in Gegenwart eines Iridiumkatalysators Stickoxide selektiv reduziert und entfernt werden, und zwar selbst dann, wenn eine große Menge Sauerstoff in dem zu behandelnden Abgas vorhanden ist. Die konventionelle Methode unter . Verwendung eines gesättigten Kohlenwasserstoffes als Reduktionsmittel ist dagegen eine nicht-selektive Reduktionsmethode, bei welcher eine große Menge des Reduktionsmittels erforderlich ist, um den Sauerstoff vollständig zu verbrauchen. Im Gegensatz dazu ist bei der vorliegenden Erfindung, die mit einem ungesättigten Kohlenwasserstoff als Reduktionsmittel durchgeführt wird, die Menge an Reduktionsmittel, die für die Reduktion erforderlich ist, weitgehend verringert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist infolgedessen bezüglich

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der Kosten für das Reduktionsmittel weitaus vorteilhafter
als die üblichen Verfahren, die mit einem gesättigten Kohlenwasserstoff als Reduktionsmittel arbeiten.

Da im übrigen das erfindungsgemäß benutzte Reduktionsmittel durch Verbrennung in harmloses Kohlendioxidgas und Wasser
umgewandelt wird, ergeben sich keine Probleme in der Richtung, daß nicht umgesetztes Reduktionsmitteleine weitere Quelle
der Umweltverschmutzung werden könnte. Das erfindungsgemäße Reduktionsmittel wird auch durch die Schwefeloxide im Abgas nicht bzw. kaum vergiftet, was bedeutet, daß die Stickoxide auch in Gegenwart von Schwefeloxiden glatt reduziert werden können. Bei der Reduktionsreaktion bilden sich im übrigen
keine schädlichen Nebenprodukte, was wiederum bedeutet, daß keine besondere Nachbehandlung zur Entfernung der Nebenprodukte erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist infolgedessen sowohl vom wirtschaftlichen Standpunkt als auch hinsichtlich des Schutzes der Umwelt besonders vorteilhaft.

Beispiel 1 (einschließlich Vergleichsversuche)

Ein Reaktionsrohr wurde mit einem Ir id ium-Aluminiumoxid -Katalysator beschickt, welcher hergestellt worden war, indem man ein handelsübliches Aluminiumoxid als Trägermaterial benutzte und dieses in eine wässrige lösung von Kaliumchloriridat eintauchte, so daß eine Imprägnierung des Trägennateriales mit Iridium in einer Menge von 0,1 Gewichtsprozent erfolgte, das Trägermaterial anschließend mit Wasser wusch und dann
trocknete und schließlich bei 500°C kalzinierte.

Zu Vergleichszweckeη wurde ein weiteres Rohr mit einem Platin— Aluminiumoxid-Katalysator beschickt, der hergestellt worden war, indem man ein handelsübliches Aluminiumoxid als Trägermaterial benutzte und dieses in eine wässrige Lösung von
Chlorplatinsäurechlorid eintauchte, so daß sich ein Katalysator mit einer Platinimprägnierung von 0,1 Gewichtsprozent ergab.

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- ίο -

Buten-1 wurde als Reduktionsmittel für Stickoxide einem synthetischen Abgas zugesetzt, das hergestellt worden, indem man die folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen miteinander vermischte.

Zusammensetzung des Abgases (Yolumenbasis)

^C02 ^H2° °

FO ^C02 ^H2° °2

250 ppm 10 $ 10 56 3 # Rest

Die Mischung aus Buten-1 und Abgas wurde durch ein Katalysatorbett geleitet, in welchem die Katalysaormenge 10 g betrug; die Gas-Durchsatzgeaehwindigkeit betrug 30.000 V/H/V. Die Menge des Reduktionsmittels, die Reationstemperatur und die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Die Ergebnisse des Yergleichsversueh.es mit dem Platinkatalysator sind ebenfalls in Tabelle 1 enthalten.

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lamelle 1

Reduktion unä Entfernung von HCL. im Abgas

° Katalysator
oo

_A !■ I I I .1 .. Il

-^ Iridiumkata-
o lysator
oo
co

° aito

Platinkatalysator
(Vergleich)

Reduktionsmittel

Buten-1

dito

Konzentration (#) des Reduktionsmit-

0.04

0.10

0.04

Sauerstoffkonzentration im Abgas/Theoretische Sauerstoffkonzen tration *

12.5

12.5

Reaktionstempe ratur ( QQ¹)

NO -Entfernung

(/0

335

350

275

80

40

Reduktionsmit tel, Ent«

93

97

88

dito
dito .

dito

dito

0.04

0.50

12.5 1

335 350

26 80

98 89

Unter flem Ausdruck "theoretisohe Sauerstoffkonzentration·' wird die theoretische Menge verstanden, äie zur vollständigen Verbrennung des dem Abgas zugesetzten Reductions-

Beispiel 2 (einschließlich. Vergleichsversuche)

Es wurden, auch. Versuche durchgeführt, um die MO -Reductions-•wirkung der beiden Katalysatoren an einem typischen Kraftfah zeug-Abgas, welches 400 ppm Propen enthielt, zu prüfen. Die Gasmischung wies folgende Zusammensetzung auf:

. = 1.500 ppm, 00 = 1,0 $, C₅H₆ = 400 ppm, CO₂ = 10 96, = 0,5 S*, H₂O = 10 $>, O₂ = 0,42 - 1,5 Ji, If₂ = Rest

Die Reaktionsbedingungen waren folgende:

Menge ies gepackten Katalysators = 10 g Gas-Dorchsatzgeschwindigkeit = 30.000 Y/H/V Reaktionstemperatur = 500⁰C

Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt. In dieser Tabelle bedeutet der Ausdruck" theo retische Sauerstoffkonzentration" die theoretische Menge Sauerstoff, öle zur vollständigen Verbrennung von CO, C~Hg und H₂, die im Abgas vorhanden sind, erforderlich ist. Bei den Ver suchen betrug die theoretische Sauerstoffkonzentration 0,93 fo,

Tabelle 2

Segebnisse der Auswertung der Reduktionswirkung auf ΒΌ_

Katalysator Ή0 _-Entf ernungsgrad

Sauerstoffkonzentration im Abgas/ theoretische Sauerstoffkonzentration

	0,45	1,0	1,2	1,6
Iridiumkatalysator	42	94	77	56
Platinkatalysator (Vergleich)	18	50	18	3

Aus den Versuchsergebnissen in Tabelleiund Tabelle 2 erkennt man, daß der erfindungsgemäße Katalysator eine besonders hohe Reduktionswirkung in einer Atmosphäre aufweist, die Sauerstoff

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im Überschuß enthält; bei Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators können Stickoxide selektiv reduziert und entfernt werden durch Zugabe einer kleinen Menge des Reduktionsmittels, die ausreicht, selbst wenn Sauerstoff in den Verbrennungs- oder Abgasen in großer Menge enthalten ist.

Beispiel 3 (einschließlich von Yergleichen)

Der Iridium-Aluminiumoxid-Katalysator von Beispiel 1 wurde zur Reinigung eines Yerbrennungsabgases verwendet, welchem ein ungesättigter Eohlenwasserstoff als Reduktionsmittel zugesetzt worden war. Das Ausmaß der Reduktion und Entfernung der Stickoxide wurde bestimmt. Es wurden mehrere Versuche unter Yerwenung von Benzol in einem Sail und von einem niederen Olefin in anderen Pällen durchgeführt. Weitere Versuche zur Auswertung von Vergleichs-Reduktionsmitteln wie CO, Wasserstoff und η-Butan wurden ebenfalls durchgeführt. Die Ergebnisse sind in' der Tabelle 3 zusammengestellt.

Die Zusammensetzung des Abgases und die Reaktionsbedingungen waren dieselben wie in Beispiel 1, wobei eine optimale Temperatur in jedem Pail angewandt wurde. Die theoretische Menge (A), 56, des zum vollständigen Verbrauch von 3 3^ 0« erforderlichen Reduktionsmittels und die Menge (B), 56, des zur 70 ^igen Reduktion von 250 ppm Stickoxiden erforderlichen Reduktionsmittels wurden bestimmt und die Selektivität (B/A) der Um— wandlungsreaT±ion von Stickoxiden wurde ermittelt.

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Reductions» mittel

Äthylen Propylen Buten-1 Isobutylen Penten Benzol

n-Butan (Vergleich 1)

00 (Vergleich 2)

^H2 (Vergleich 3)

Tabelle 3
-Entfernung aus Abgas

Renktions- £ orniel

6NO+C2H4 3N2+2H₂0+2C02 9NO+C₃H₆ 9/2N₂+3H₂0+3C0₂

a_fl 6N,

HO t

ditto 15NO+C₅H₁₀ 15/2N₂+5H₂0+5CO₂

15N0+C,H,

O D

15/2N₂+3H₂0+6CO₂

5H₂ 0+4

NO+CO 1/2N₂+CO₂

N0+H₂

(A), fay Ο.

zum vollständigen Verbrauoh

lo^tnälz erforflerliöh.

digen Reduktion von
ppm

1.0

0.667

0.461

6.Ö
6.0

0.0042
0.0028
0.0021
0.0021
0.0017
0.0017
0.0019

0.025
0.025

Optim. Cemperatur (^Q0).

350 350 350 375 350 375 500

370 370

Menge (B), $, des zur Reduktion v. 70$

erforderl.

Reduktions mittels

0.075

0.05

0.035

0.16

0.09

0,07

0.3

B/A

0.075 0.075 0.07 ,

(10 % Reduktion) 1,2 0.20

3.8

254116h - 15 -

Aus den in Tabelle 1 enthaltenen Ergebnissen gent hervor, daß eine besonders hohe Reduktion von Stickoxiden in einer Sauerstoff im Überschuß enthaltenden Atmosphäre erreicht werden kann, wenn der Iridiumkatalysator gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird. Aus den Ergebnissen von Beispiel 3, die in Tabelle 3 zusammengestellt sind, erkennt man wiederum, daß bei Verwendung eines ungesättigten Kohlenwasserstoffs, und zwar eines Olefins mit 2-6 Kohlenstoffatomen oder einer !Traktion, die eine derartige Mischung enthält, oder eines aromatischen Kohlenwasserstoffs als Reduktionsmittel in Verbindung mit dem Katalysatorsystem gemäß vorliegender Erfindung die zuzusetzende Menge an Reduktionsmittel erheblich verringert und die Stickoxide selektiv reduziert werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist infolgedessen gegenüber konventionellen nicht-selektiven Reduktionsverfahren unter Verwendung von CO, EL oder Naturgas als Reduktionsmittel besonders vorteilhaft, weil die Kosten für das Reduktionsmittel erheblich verringert sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus einem Stickoxide und Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch, dadurch, gekennzeichnet, daß man dem Gasgemisch ein Olefin mit 2. bis 6 Kohlenstoffatomen, Benzol oder Toluol als Reduktionsmittel zusetzt und die Mischung bei einer Temperatur zwischen etwa 200 und 450⁰G über einen auf einem feuerfesten Trägermaterial niedergeschlagenen Katalysator aus Iridium oder einer Iridiumverbindung leitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus Aluminiumoxid besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Iridium oder die Iridiumverbindung auf dem Trägermaterial in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent, als Metall gerechnet und bezogen auf den Gesamtkatalysator, vorhanden ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator auch eine kokatalytische Komponente aufweist, und zwar in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsprozent, gerechnet als Metall und bezogen auf den Gesamtkatalysator, die aus wenigstens einem Metall oder einer Verbindung aus der Gruppe Ib oder VIb des Periodischen Systems der Elemente oder der Gruppe der Alkalimetalle oder der Gruppe der Erdalkalimetalle besteht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel aus Buten-1 besteht.

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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Reduktionsmittels, die dem Gasgemisch zugesetzt wird, zwischen etwa 0,1 und 20 Mol pro Mol in dem Gemisch vorhandenen Stickoxid "besteht.

Itir Toa Henry ο Kogyo K.E.

Chiyoda-ku, Tokyo/Japan

Dr.H.Trhr.Beil
Rechtsanwalt

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