DE2608038A1

DE2608038A1 - Katalysator zum reinigen von stickstoffoxyde enthaltendem abgas und verfahren zur herstellung eines solchen katalysators

Info

Publication number: DE2608038A1
Application number: DE19762608038
Authority: DE
Inventors: Hisayuki Mizuno; Tohru Ogawa; Sumio Umemura
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1975-03-26
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2608038C3; IT1058577B; JPS51110491A; GB1485938A; FR2305230B1; US4035263A; DE2608038B2; FR2305230A1

Description

Übe Industries, Ltd. Japan

Katalysator zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas und Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Katalysator, der eine hohe Beständigkeit gegen eine Deaktivierung durch den Katalysator vergiftenden Schwefel bzw. Schwefelverbindungen hat.

In neuerer Zeit findet eine ständig anwachsende Luftverschmutzung durch große Stickstoffoxydmengen (NO ) statt, die von Verbrennungsmotoren, Dampfkraftanlagen, Zementöfen, Brennöfen und Anlagen zur Herstellung von Salpetersäure oder Nitraten stammen. Es ist daher erforderlich, die Stickstoffoxyde enthaltenden Abgase zu reinigen, indem die Stickstoffoxyde mittels einfacher Verfahren in harmlose Substanzen überführt werden. Es sind bereits vielfältige Versuche unternommen worden, einen Katalysator zu erhalten, um Stickstoffoxyde, die in den Abgasen

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ORIGINAL INSPECTED

von Verbrennungsmascliinen, stationären Heiz- und Brennanlagen oder aus der chemischen Industrie stammen, zu einem harmlosen Gas zu reduzieren, und zwar mit einem Reduktionsmittel, beispielsxtfeise Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (Hp), Kohlenwasserstoffe (HC) und Ammoniak (ML₅). Yom Standpunkt der industriellen Verwertbarkeit ist es wichtig, daß der Katalysator seine katalytischen Eigenschaften lange Zeit auf einem hohen Niveau beibehält. Es ist daher notwendig, daß ein industriell eingesetzter Katalysator eine hohe Beständigkeit gegen eine Deaktivierung hat, die durch in dem Abgas enthaltene, den Katalysator vergiftende Substanzen wie Schwefel und Schwefelverbindungen bedingt ist; der Katalysator soll weiterhin über eine lange Zeit eine hohe katalytisch^ Aktivität haben. Es ist weiterhin erforderlich, daß der industriell einsetzbare Katalysator in der Lage ist, ein Abgas zu reinigen, ohne daß dabei in größerem Umfang unerwünschte nebenprodukte, beispielsweise Ammoniak, erzeugt werden.

Von den bisher bekannten Katalysatoren genügen nur wenige diesen Anforderungen. Während beispielsweise katalytisch wirkende Edelmetalle, beispielsweise Platin, zur Reduktion von Stickstoffoxyden geeignet sind, sind derartige Katalysatoren sehr kostspielig und können auch leicht durch schädlichen Schwefel deaktiviert werden, wobei als Nebenprodukt größere Amraoniakmengen anfallen. Es ist bekannt, daß einige Katalysatoren auf der Basis von Nichtedelmetallverbindungen einerseits billig sind und andererseits auch nur sehr geringe Ammoniakmengen erzeugen. Derartige Katalysatoren haben jedoch nur über einen verhältnismäßig kurzen Zeitraum eine höhere katalytische Aktivität, da sie sehr schnell durch Schwefel oder Schwefelverbindungen vergiftet werden. Es ist beispielsweise bekannt, daß ein Katalysator, der Nickel- und Kupferoxyde umfaßt, die auf einer Katalysatorbasis bzw. einem Katalysatorgrundwerkstoff abgelagert sind, die bzw. der aus einem feuerfesten anorganischen Oxydmaterial besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe von Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd-Aluminiumoxyd, Mullit, Cordierit, Magnesia, Siliziumoxyd und Zirkonoxyd, in

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der Lage ist, in dem Abgas enthaltene Stickstoffoxyde zu reduzieren. Ein Katalysator dieser Art ist industriell über einen langen Zeitraum nur dann wirksam, wenn er zur Reinigung von Abgasen verwendet wird, die keinen Schwefel oder keine Schwefelverbindungen, beispielsweise Schwefeldioxyd, enthalten. Bei derartigen Katalysatoren läßt jedoch die katalytische Aktivität beim Entfernen von Stickstoffoxyden aus einem Abgas in dem Umfang nach, wie die Menge der den Katalysator vergiftenden Stoffe, wie Schwefel und Schwefelverbindungen, in dem Abgas zunimmt.

In ,jüngerer Zeit ist von der gleichen Anmelderin festgestellt worden, daß Katalysatoren, die aus Nickeloxyden und Kupferoxs^den und der oben beschriebenen Katalysatorbasis bestehen, ihre katalytische Aktivität über einen langen Zeitraum auf einem hohen Niveau beibehalten, wenn das Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer in dem Katalysator auf einen speziellen Bereich von 1 : 0,05 bis 1:1 begrenzt ist. Es hat sich gezeigt, daß dieses auch dann gültig ist, wenn das zu reinigende Abgas als Katalysatorgift wirkenden Schwefel oder Schwefelverbindungen enthält. Es hat sich jedoch auch gezeigt, daß ein Katalysator von diesem Typus die unerwünschte Neigung hat, daß seine katalytische Aktivität, bezogen auf die Anfangsaktivität, auf 70 oder 80i& abnimmt, und zwar etwa 300 Stunden, nachdem der Katalysator mit dem Abgas einer Yerbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeuges in Kontakt gebracht worden ist. Daraus ergibt es sich, daß ein derartiger Katalysator vom Standpunkt seiner industriellen Verwertbarkeit nicht zufriedenstellend ist.

Der Erfindung 5-iegt die Aufgabe zugrunde, einen zusammengesetzten Katalysator zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas zu schaffen, der über einen langen Zeitraum eine hohe katalytische Aktivität hat, selbst dann, wenn das zu reinigende Abgas Katalysatorgift beispielsweise in Form von Schwefel und Schwefelverbindungen enthält.

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Ss besteht weiterhin die Aufgabe, einen zusammengesetzten Katalysator zum Reinigen von Abgasen zu schaffen, der in der Lage ist, die in dem Abgas enthaltenen Stickstoffoxyde mit einer hohen Wirksamkeit zu reduzieren. Der Katalysator soll weiterhin so beschaffen sein, daß bei seiner Verwendung zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas keine oder nur in sehr geringem Umfang uner\tfünsehte Nebenprodukte wie beispielsweise Ammoniak erzeugt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Katalysator dadurch gekennzeichnet, daß er einen katalytischen Bestandteil enthält, der Oxyde des Nickels und des Kupfers in einem Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer von 1 : 0,05 bis 1 : 1 aufweist, und daß dieser katalytische Bestandteil auf einer Katalysatorbasis abgelagert ist, die aus einem feuerfesten anorganischen Material besteht, das mindestens 50 Gew.-% Zirkon enthält.

B¹Ur den erfindungsgemäßen zusammengesetzten Katalysator bzw. Verbundkatalysator ist es wesentlich, daß die Katalysatorbasis bzw. der Katalysatorgrundwerkstoff aus einem feuerfesten anorganischen Material besteht, das mindestens 50 Gew.-?£ Zirkon (ZrSiO^) enthält. Die Katalysatorbasis kann im wesentlichen völlig aus Zirkon bestehen, oder sie kann mindestens 50 Gew.-% Zirkon und höchstens 50 Gew.-% eines anderen feuerfesten anorganischen Materiales aufweisen. Dieses weitere anorganische feuerfeste Material kann eine feuerfeste anorganische Oxydsubstanz sein, beispielsweise Cordierit, Mullit, Magnesia, Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd-Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd, Zirkonoxyd und ein Gemisch aus zwei oder meheren dieser Stoffe. Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Zirkon kann es sich entweder um natürliches oder künstliches hergestelltes Zirkon handeln.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Katalysatorbasis aus 70 - 90 Gew.-% Zirkon und einem Rest einer anderen feuerfesten anorganischen Oxydsubstanz, die ausgewählt ist aus

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der Gruppe von Cordierit, Mullit, Magnesia, Siliziumoxyd-Aluminiumoxyd und einem Geraisch von zwei oder mehreren dieser Stoffe. Eine derartige Katalysatorbasis hat eine größere Fähigkeit, ihre mechanische Festigkeit beizubehalten, ohne daß sie niedriger wird als die einer Katalysatorbasis, die im wesentlichen aus Zirkon besteht, und zwar selbst dann, wenn die Katalysatorbasis wiederholt einer thermischen Expansion bei höheren Temperaturen und einem thermischen Schrumpfen bei niedrigeren Temperaturen ausgesetzt ist.

Die Menge des aus Wickel- und Kupferoxyden bestehenden katalytischen Bestandteiles ist an sich nicht kritisch. Der Katalysator enthält jedoch diesen katalytischen Bestandteil vorzugsweise in einer Menge von 4-50 Gew.-%.

Auch die Form, in der der zusammengesetzte Katalysator vorliegt, ist in keiner Weise beschränkt. Der Katalysator kann in Form von Pulver, Körnern, Granulaten, Pellets, Tabletten, Monolithen, Hohlblöcken, porösen Körpern oder Waben vorliegen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Katalysators.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Nickelverbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Nickelsalzen und Nickelhydroxyden, und mindestens eine Kupferverbind^^ng, die ausgewählt ist von Kupfersalzen und Kupferhydroxyden, in einem Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer von 1 : 0,05 bis 1 : 1 auf einer Katalysatorbasis ablagert, die aus einem feuerfesten anorganischen Material besteht, das mindestens 50 Gew.-?o Zirkon enthält, und daß man die Nickel- und Kupferverbindungen in ihre entsprechenden Oxyde überführt, indem man diese Nickel- und Kupferverbindungen zusammen mit der Katalysatorbasis bei einer Temperatur von 400 - 1000° C kalziniert.

Gemäß weiterer Erfindung ist vorgesehen, daß man die Nickel- und Kupferverbindungen in der Weise auf der Katalysatorbasis

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ablagert, daß man diese Katalysatorbasis mit einer wässrigen Lösung, die die Nickelverbindung und die Kupferverbindung enthält, imprägniert, und daß man anschließend die mit der wässrigen Lösung imprägnierte Katalysatorbasis trocknet.

Das Imprägnieren kann in der Weise durchgeführt werden, daß die Katalysatorbasis in die wässrige Lösung eingetaucht wird, oder indem die wässrige Lösung auf die Katalysatorbasis aufgesprüht wird. Die wässrige Lösung enthält vorzugsweise insgesamt 30 - 70 Gew.-/& Nickel- und Kupferverbindungen. Obwohl die Trocknungstemperatur an sich nicht kritisch ist, hat sich eine Trocknungstemperatur im Bereich zwischen 100 - 300 C als besonders vorteilhaft erwiesen.

Die mit der wässrigen Lösung imprägnierte Katalysatorbasis wird bei einer Temperatur zwischen 400 - 1000° C, vorzugsweise 500 - 800° C, kalziniert, um die Nickel- und Kupferverbindungen in die entsprechenden Oxyde zu überführen. Obwohl die Kalzinierungszeit, so lange die Überführung der Nickel- und Kupferverbindungen in die entsprechenden Oxyde stattfindet, nicht kritisch ist, ist es vorteilhaft, den Kalzinierungsprozeß während eines Zeitraumes zwischen 1-5 Stunden durchzuführen.

Die für die Herstellung des zusammengesetzten Katalysators bevorzugt verwendeten Nickelsalze sind vorteilhafterweise ausgewählt aus der Gruppe von Karbonaten, Nitraten, Sulfaten, Chloriden, Formaten, Azetaten, Propionaten und Oxalaten des Nickels. Das für die Herstellung des erfindungsgemäßen zusammengesetzten Katalysators bevorzugt verwendete Kupfersalz ist ausgewählt aus der Gruppe von Karbonaten, Nitraten, Sulfaten, Chloriden, Formaten, Azetaten, Propionaten und Oxalaten des Kupfers. Diese Nickel- und Kupfersalze können direkt auf die Katalysatorbasis aufgetragen werden, oder sie werden vorteilhafterweise zuerst in die entsprechenden Hydroxyde überführt und dann auf die Katalysatorbasis aufgetragen. Die Nickelverbindung und die Kupferverbi-ndung können erfindungsgemäß gleichzeitig auf die Katalysatorbasis aufgetragen werden, indem die

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Katalysatorbasis mit einer wässrigen Lösung imprägniert wird, die sowohl die Nickelverbindungen als auch die Kupferverbindungen enthält. In einem solchen Fall findet die Kalzinierung der imprägnierten Katalysatorbasis zusammen mit den Nickel- und Kupferverbindungen in einer Stufe statt. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung findet die Ablagerung und das Kalzinieren der Nickelverbindung getrennt von der der Kupferverbindung statt.

Der erfindungsgemäße zusammengesetzte Katalysator bzw. Verbundkatalysator kann in der Weise hergestellt werden, daß die Nickeloxyde und die Kupferoxyde in Pulverform mit der Katalysatorbasis vermischt werden. Die auf diese Weise erhaltene Mischung kann in die erwünschte Form gebracht und dann bei einer Temperatur zwischen 400 - 1000° C kalziniert werden.

Der erfindungsgemäße Katalysator ist mit einer hohen Effektivität in der Lage, Stickstoffoxyde in einer Abgasatmosphäre zu reduzieren, "die ein Reduktionsgas wie beispielsweise Kohlenmonoxyd, Wasserstoff, Kohlenwasserstoff und Ammoniak enthält. Bei der Verwendung des zusammengesetzten Katalysators wird das zu reinigende Abgas mit dem Katalysator bei einer Temperatur zwischen 300 und 800° C, vorzugsweise 500 - 700° C, während eines Zeitraumes in Kontakt gebracht, der ausreicht, um die Stickstoffoxyde in dem erwünschten Umfang zu reduzieren.

Der erfindungsgemäße zusammengesetzte₄Katalysator behält seine katalytische Aktivität auf einem hohen Niveau, selbst wenn das zu reinigende Abgas Katalysatorgift in Form von Schwefel und Schwefelverbindungen, beispielsweise Schwefeldioxyd, enthält. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen zusammengesetzten Katalysators zum Entfernen von Stickstoffoxyden werden keine oder nur sehr geringe Mengen Ammoniak als Nebenprodukt erzeugt.

Der erfindungsgemäße Katalysator ist demgemäß außerordentlich nützlich bei der Reinigung von Abgas, welches von Verbrennungsmaschinen und stationären Heiz- oder Brennanlagen stammt und

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das Katalysatorgift in Form einer Schwefelverbindung wie beispielsweise Schwefeldioxyd enthält.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Beispielen beschrieben, ohne daß die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist. Bei den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde gemäf3 den im folgenden beschriebenen Prozessen verfahren.

Es wurden vier zusammengesetzte Katalysatoren bzw. Verbundkatalysatoren hergestellt, indem der katalytische aus Nickel- und Kupferoxyden bestehende Bestandteil auf vier zylindrischen Wabenkörpern aus der Katalysatorbasis bzw. dem Katalysatorgrundwerkstoff abgelagert wurde, wobei jeder Wabenkörper einen Durchmesser von 90 mm, eine Länge von 75 mm und eine offene Vorderseite von 70% hatte. Die Katalysatoren wurden in einen Auspufftopf eingesetzt. Die resultierenden Auspufftopfe wurden an eine Abgasleitung einer Kraftfahrzeugverbrennungsmaschine angeschlossen, die einen Gesamthubraum von 1800 ml und eine maximale Drehzahl von 6000 U/min, hatte. Man ließ die Maschine 2,5 Stunden laufen, wobei ein von der Nippon Oil Co., Japan, hergestellter unverbleiter Brennstoff verwendet wurde. Der Lauftest enthielt die folgenden sieben Stufen:

(1) 20 Minuten Leerlauf}

(2) 30-minütiger Lauf mit einer Geschwindigkeit, die 1/3 der Maximalgeschwindigkeit der Maschine entsprach, und zwar unter einer Last von 3/4 der Maximallast der Maschine;

(3) zweiter Lauf bei einer Geschwindigkeit, die einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h unter einer Belastung entsprach, bei der das Fahrzeug auf einer ebenen Straße fährt;

(4) dritter Lauf während 20 Minuten unter den gleichen Bedingungen wie beim zweiten Lauf, wobei jedoch am Eingang zu dem Katalysatorauspufftopf mit dem Abgas Luft in einer Menge vermischt wurde, die 30 Vol.-% des Abgases von dem Katalysatorauspufftopf entsprach;

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(5) vierter Lauf während eines Zeitraumes von 20 Minuten bei einer Geschwindigkeit, die 2/3 der Maximalgeschwindigkeit der Maschine entsprach, und zwar unter einer Belastung von 3/4 der Maximalbelastung der Maschine;

(6) fünfter Lauf während eines Zeitraumes von 20 Minuten bei einer Geschwindigkeit, die einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h bei einer Belastung entsprach, bei der die Maschine bzw. das Fahrzeug auf einer ebenen Straße fährt;

(7) sechster Lauf während eines Zeitraumes von 20 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 1/3 der Maximalgeschwindigkeit der Maschine und bei einer Belastung von 2/4 der Maximalbelastung der Maschine.

Die oben beschriebenen Versuche wurden aufeinanderfolgend mehrmals wiederholt Nach Beendigung des oben beschriebenen Lauftestes ließ man die Maschine mit einer Geschwindigkeit von 2500 U/min, bei einem Aufladedruck von 250 mmHg laufen, und das austretende Abgas wurde daraufhin untersucht, wieviel Prozente des Stickstoffmonoxyds beseitigt waren und hinsichtlich des Selektivitätsprozentsatzes der Umwandlung von in dem Abgas enthaltenen Stickstoffoxyden zu Ammoniak.

Bei den angewandten Bestimmungsmethoden wurden die Stickstoffmonoxydkonzentrationen in dem Abgas am Eingang und am Ausgang des Katalysatorauspufftopfes ermittelt, indem ein chemisches Lumineszenzanalysegerät für Stickstoffoxyde verwendet wurde, das unter dem Warenzeichen CLA-11 von der Firma Horiba Seisakusho, Japan, hergestellt wird. Wenn C,, und Cp die Stickstoffmonoxydkonzentrationen des Abgases am Eingang bzw. am Ausgang des Katalysatorauspufftopfes sind, läßt sich der Prozentsatz der Beseitigung von Stickstoffmonoxyde gemäß der folgenden Gleichung (I) berechnen:

Prozentsatz der Beseitigung (Elimination)

= ^C1 " ^C2 χ 100 (I)

von Stickstoffmonoxyd 1

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Die Bestimmung des Selektivitätsprozentsatzes von Ammoniak erfolgte in der folgenden Weise: Um die Menge des bei der Reduktion von Stickstoffoxyden als Nebenprodukt erzeugten Ammoniaks zu bestimmen, -wurde das den Katalysatorauspufftopf verlassende Abgas in Wasser geleitet, so daß das in dem Abgas vorhandene Ammoniak sich in dem ¥asser löste. Die auf diese Weise in dem Wasser gelöste Ammoniakmenge v/urde mittels eines lonenmessers festgestellt, das unter dem Warenzeichen Ion meter Model 407 von der Firma Orion Research Inc., USA, hergestellt wird. Der Selektivitätsprozentsatz des Ammoniaks v/urde gemäß der folgenden Gleichung (II) bestimmt:

Selektivitätsprozentsatz des Ammoniaks = _3 x 100 (H)₉

^C1

wobei C. die gleiche Bedeutung hat wie in Verbindung mit Gleichung I, während CU die Ammoniakkonzentration in dem Abgas am Ausgang des Katalysatorauspufftopfes ist.

Beispiel 1

Es wurde eine wässrige Lösung von Nickelnitrat und Kupfernitrat in einer solchen Weise hergestellt, daß das Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer 1 : 0,25 betrug. Die v/ässrige Lösung wurde auf einen zylindrischen Wabenkörper aus Katalysatorgrundwerkstoff bzw. Katalysatorbasis aufgetragen, der bzw. die im wesentlichen aus Zirkon bestand, und zwar in einer solchen Weise, daß die Katalysatorbasis, bezogen auf das Gewicht der Katalysatorbasis, mit 8% Nickel- und Kupferverbindungen imprägniert wurde, und zwar bezogen auf NiO und CuO. Die mit der wässrigen Lösung imprägnierte Katalysatorbasis wurde bei einer Temperatur von 110° C getrocknet, und der getrocknete Verbundkatalysator wurde während eines Zeitraumes von 3 Stunden bei einer Temperatur von 500° C in atmosphärischer Luft kalziniert. Der auf diese Weise erhaltene Verbundkatalysator wurde dem oben beschrieben Lauftest unterworfen. Der Beseitigungs- bzw. Eliminationsprozentsatz von Stickstoffmonoxyd und der Selektivitätsprozentsatz bezüglich des Ammoniaks wurden nach Beendigung des Maschinenlauftestes be-

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stimmt und zwar für verschiedene Zeiträume zwischen 5 und 830 Stunden. Die Resultate sind in Tabelle 1 enthalten. Tabelle 1 zeigt, daß der Verbundkatalysator gemäß Beispiel 1 während eines sehr langen Zeitraumes eine hohe katalytisch^ Aktivität hat.

Beispiel 2

Es wurde im wesentlichen in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 1, wobei jedoch ein zylindrischer Wabenkörper aus Katalysatorbasis benutzt wurde, die zu 80 Gew.-$> aus Zirkon, Rest Cordierit, bestand. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 enthalten, die deutlich zeigt, daß ein Verbundkatalysator gemäß Beispiel 2 während eines langen Zeitraumes eine hohe katalytische Aktivität hat.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde im wesentlichen in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 1, wobei jedoch die Katalysatorbasis in Form eines zylindrischen Wabenkörpers aus Mullit bestand. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 erhalten. Tabelle 1 zeigt deutlich, daß ein Verbundkatalysator gemäß Vergleichsbeispiel 1 eine geringere Lebensdauer hat als ein Verbundkatalysator gemäß den Beispielen 1 und 2.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde im wesentlichen in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 1, wobei jedoch die Katalysatorbasis in Form eines zylindrischen Wabenkörpers aus Cordie'rit bestand. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten. Tabelle 1 zeigt deutlich, daß ein Verbundkatalysator gemäß Vergleichsbeispiel 2 nur eine sehr geringe Lebensdauer hinsichtlich der katalytischen Aktivität hat, und zwar insbesondere verglichen mit einem Katalysator gemäß den Beispielen 1 und 2.

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- 12 Tabelle 1

Beispiel Nr.	Katalysa torbasis	Eigen schaft	Maschinenlaufzeit (h)	5	50	100	200	300	500	700	830	-	-
Beispiel 1	Zirkon	NO- *1 Elimi nation	96	93	93	91	91	89	88	86	-	-
Beisniel 2	80% Zirkon	Selek tivität	6	VJl	5	4	3	4	3	3
Ver gleichs- beispiel 1	20$ Cordie- rit	NO- Elimi nation	97	94	91	89	88	88	85	82
Ver gleichs- beispiel 2	Mullit	Selek tivität	6	6	LA	vji	3	3	3	3
Cordie- rit	NO- Elimi nation	95	88	82	77	79	-	-
Selek tivität	VJl	VJl	3	4	3	-	-
NO- EI imi- < nation	7	85	78	73	69	-	-
NH₃- Selek- < tivitat		4	3	3	3	-	-

Bemerkung: *1:

Eliminationsprozentsatz von Stickstoff-

monoxyd

Selektivitätsprozentsatz für Ammoniak

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Claims

Patentansprüche

1. Katalysator zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß er einen katalytischer! Bestandteil enthalt, der Oxyde des Nickels und des Kupfers in einem Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer von 1 : 0,05 bis 1 : 1 aufweist, und daß dieser katalytische Bestandteil auf einer Katalysatorbasis abgelagert ist, die aus einem feuerfesten anorganischen Material besteht, das mindestens 50 Gew.-Ja Zirkon enthält.

2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste anorganische Material im wesentlichen vollständig aus Zirkon besteht.

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3. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorbasis aus mindestens 50 Ge\i.~% Zirkon und höchstens 50 Gew.-So eines anderen feuerfesten anorganischen Materialsbesteht.

4. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

das weitere feuerfeste anorganische Material aus einer feuerfesten anorganischen Oxydsubstanz besteht, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Cordierit, Mullit, Magnesia, Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd-Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd, Zirkonoxyd und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Stoffe.

5. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorbasis aus 70 - 90 Gew.-% Zirkon und einem Rest einer feuerfesten anorganischen Oxydsubstanz besteht, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Cordierit, Mullit, Magnesia, Siliziumoxyd-Aluminiumoxyd und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Stoffe.

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6. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er den katalytischen Bestandteil in einer Menge von 4-50 Gev7.-?ü enthält.

7. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er die B'orin von Pulver, Körnern, Granulaten, Pellets, Tabletten, Monolithen, Hohlblöcken, porösen Körpern oder Waben hat.

8. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Kickelverbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Nickelsalzen und Nickelhydroxyden, und mindestens eine Kupferverbindung, die ausgev/ählt ist von Kupfersalzen und Kupferhydroxyden, in einem Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer von 1 : 0,05 bis 1 : 1 auf einer Katalysatorbasis ablagert, die aus einem feuerfesten anorganischen Material besteht, das mindestens 50 Gew.-?ü Zirkon enthält, und daß man die Nickel- und Kupferverbindungen in ihre entsprechenden Oxyde überführt, indem man diese Nickel- und Kupferverbindungen zusammen mit der Katalysatorbasis bei einer Temperatur von 400 - 1000° C kalziniert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nickel- und Kupferverbindungen in der Weise auf der Katalysatorbasis ablagert, daß man diese Katalysatorbasis mit einer wässrigen Lösung, die die Nickelverbindung und die Kupferverbindung enthält, imprägniert, und daß man anschließend die mit der wässrigen Lösung imprägnierte Katalysatorbasis trocknet.

10.Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur von 500 - 800° C kalziniert.

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11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ablagern und Kalzinieren der Nickelverbindung getrennt von den entsprechenden Vorgängen für die Kupferverbindung durchführt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Nickelsalz verwendet, das aus Karbonaten, Nitraten, Sulfaten, Chloriden, Formaten, Azetaten, Propionaten und Oxalaten des Nickels bestellt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man Kupfersalz verwendet, das aus Karbonaten, Nitraten, Sulfaten, Chloriden, Formaten, Azetaten, Propionaten und Oxalaten des Kupfers besteht.

14. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zum Reinigen von Stickstoffoxyde enthaltendem Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß man pulverförinige Nickel- und Kupferoxyde in einem Atomverhältnis von Nickel zu Kupfer von 1 : 0,05 bis 1 : 1 mit einer Katalysatorbasis mischt, das aus einem feuerfesten anorganischen Material besteht, welches mindestens 50 Gevt.-% Zirkon enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung in eine bestimmte Form bringt und bei einer Temperatur zwischen 400 und 1000° C kalzinierte

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