DE2736086A1 - Verfahren zur thermo-katalytischen umsetzung von stickdioxyd zu stickmonoxyd - Google Patents

Verfahren zur thermo-katalytischen umsetzung von stickdioxyd zu stickmonoxyd

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DE2736086A1
DE2736086A1 DE19772736086 DE2736086A DE2736086A1 DE 2736086 A1 DE2736086 A1 DE 2736086A1 DE 19772736086 DE19772736086 DE 19772736086 DE 2736086 A DE2736086 A DE 2736086A DE 2736086 A1 DE2736086 A1 DE 2736086A1
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DE
Germany
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catalyst
carbon
stick
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molybdenum
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DE19772736086
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English (en)
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Yoshikazu Hirose
Hara Dr Rer Nat Kenichi
Kochiwa Shinichi
Shimizu Dipl Ing Yasuji
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24—Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/262—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia obtaining nitrogen dioxide or tetroxide

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Description

Fuji Electric Co., Ltd. Unser Zeichen
Kawasaki VPA 76 P 8 5 9 Ü GFiD
273 6 υ 8 b
Verfahren zur thermo-katalytischen Umsetzung von Sticke!ioxycl zu Stickmonoxyci
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermo-katalytischen Umsetzung von Stickdioxyd zu Stickmonoxyd unter Verwendung von Kohlenstoff mit oder ohne Zusatz von Molybdän als Katalysator.
5
Ein derartiges Verfahren findet seine bevorzugte Anwendung bei der Messung der Stickoxydkonzentration in einem Meßgas, z. B. bei der Überwachung von Rauchgasen oder Abgasen von Industriebetrieben.
Industrieabgase haben häufig einen besonders hohen Gehalt an Stickmonoxyd NO und Stickdioxyd NO2, wobei der Anteil von Stickmonoxyd am Gesamtstickoxydgehalt über 90 % betragen kann. Stickoxyde sind gesundheitsschädlich, und ihre Konzentration im Abgas muß ständig überwacht werden.
Da sich der Anteil von Stickmonoxyd in einem zu messenden Gas relativ einfach und genau bestimmen läßt, z. B. mit Hilfe der Infrarot-Gasanalyse oder der Chemolumineszenz-Methode, ist ein möglichst einfaches Verfahren zur schnellen Umsetzung von Stickdioxyd zu -monoxyd mit hohem Wirkungsgrad von großer Bedeutung.
Es sind thermo-katalytische Umsetzungsverfahren bekannt, bei denen Metalle, Metallegierungen, Kohlenstoff usw. für sich oder kombiniert als Katalysator eingesetzt wurden (s. z. B. Journal of the Air Pollution Control Association, Vol. 23 Nr. 2, S. 128
SP .Bz/ 08.08.1977 809808/0753
2 76 P 8 5 9 O BRD
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist die relativ hohe Betriebstemperatur, die zur Erzielung eines Umsetzungswirkungsgrads von mindestens 90 % notwendig 1st, einen hohen apparativen Aufwand bedingt und zu einer oxydativen Beeinflussung des Katalysators führen kann.
Bei niedrigeren Betriebstemperaturen verringert sich nicht nur der Umsetzungswirkungsgrad auf für Meßzwecke nicht mehr brauchbare Werte, sondern auch die durch die Adsorption von Stickdioxyd am Katalysator bedingte Meßverzögerung in einem nachgeschalteten NO-Meßgerät nimmt unvertretbare Werte in der Größenordnung von mehreren Minuten an.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß
der Wirkungsgrad der Umsetzung NO2 zu NO mindestens 95 % beträgt,
die Umsetzung so schnell erfolgt, daß die Meßverzögerung weniger als 1 Min. beträgt,
die Betriebstemperatur des Katalysators möglichst niedrig ist.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß der Katalysator aus Kohlenstoff geringer Dichte mit großer spezifisch wirksamer Oberfläche mit oder ohne Molybdänzusatz in einer Menge von höchstens 5 cnr pro 1 Liter/Min. Me ßgasdurchfluß verwendet und bei einer Temperatur von höchstens 300° C betrieben wird.
Die relativ niedrige Betriebstemperatur erlaubt es, die Reaktionsgefäße, in denen die Umsetzung stattfindet, in kleineren Abmessungen und aus weniger hochwertigem Material herzustellen, beispielsweise kann ein Reaktionsgefäß aus Quarz durch ein solches aus Glas ersetzt werden. Die bei einer Betriebstemperatur oberhalb 300° C bereits spürbar einsetzende Oxydation des Katalysators wird vermieden, es läßt sich somit eine lange Standzeit erreichen.
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Einige bevorzugte AusfUhrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben:
Bei einer ersten Ausführung der Erfindung wird als Katalysator ein Kohlenstoffmaterial allein verwendet, das eine spezifische Oberfläche von mindestens 100 m /g, vorzugsweise 500 m /g aufweist und bei einer Temperatur zwischen 200° und 300° C betrieben wird.
Bei einer weiteren Ausführung kann die Menge des eingesetzten Katalysators dadurch verringert werden, daß der Kohlenstoff mit einer spezifisch wirksamen Oberfläche von mindestens 100 m /g, vorzugsweise 500 m /g, einen Zusatz von Molybdän erhält. Beispielsweise läßt sich ein derartiger Katalysator herstellen, indem man pulverisiertes Molybdän auf Aktivkohle aufbringt, und zwar in einem atomaren Verhältnis Kohlenstoff zu Molybdän, wie 500 : 1.
Ein derartiger Katalysator weist eine genügende katalytische Aktivität über den ganzen Bereich zwischen 200° und 300° C auf, wenn er in einer Menge von 2,5 cnr pro 1 Liter/Min. Meßgasdurchfluß verwendet wird. Die Meßverzögerung läßt sich unter 1 Min. reduzieren, wenn der Katalysator bei einer Temperatur von mindestens 220° C betrieben wird.
Bei einer weiteren AusfUhrungsvariante wird als Katalysator ein Kohlenstoffmaterial mit einer spezifisch wirksamen Oberfläche zwischen 10 m /g und 100 m /g in der, wie angegeben, begrenzten Menge verwendet und bei Temperaturen zwischen 250° und 300° C betrieben.
Auch hier kann zur Verbesserung des Wirkungsgrads und/oder zur Verringerung der Meßverzögerung ein Molybdänzusatz in dem bereite genannten Verhältnis vorgenommen werden.
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Claims (7)

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    1· Verfahren zur thermo-katalytischen Umsetzung von Stickdioxyd zu Stickmonoxyd unter Verwendung von Kohlenetoff mit oder ohne Zusatz von Molybdän als Katalysator, dadurch gekennzeichnet , daß der Katalysator aus Kohlenstoff geringer Dichte mit großer spezifisch wirksamer Oberfläche besteht, in einer Menge von höchstens 5 cm pro 1 Liter/Min. Meßgasdurchfluß verwendet und bei einer Temperatur von höchstens 300° C betrieben wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Kohlenstoff mit einer wirksamen Oberfläche von mindestens 100 m /g verwendet wird.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Kohlenstoff mit einer wirksamen Oberfläche von mindestens 100 m /g mit darauf aufgebrachtem Molybdän verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator bei einer Temperatur zwischen 200° und 300° C betrieben wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator ein Kohlenstoff mit einer wirksamen Oberfläche zwi-
    P ρ
    sehen 10 m/g und 100 m /g verwendet und bei einer Temperatur zwischen 250° und 300° C betrieben wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator ein Kohlenstoff mit einer wirksamen Oberfläche zwisehen 10 m /g und 100 m /g mit darauf aufgebrachtem Molybdän verwendet und bei einer Temperatur zwischen 200° und 300° C betrieben wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kohlenstoff Molybdän im atomaren Verhältnis von etwa 500 : 1 zugesetzt ist« ·
    809808/0753
    ORIGINAL INSPECTED
DE19772736086 1976-08-18 1977-08-10 Verfahren zur thermo-katalytischen umsetzung von stickdioxyd zu stickmonoxyd Pending DE2736086A1 (de)

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FR2362078A1 (fr) 1978-03-17
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