DE2745100C2

DE2745100C2 - Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Gasen, die verbrennbare Substanzen enthalten

Info

Publication number: DE2745100C2
Application number: DE19772745100
Authority: DE
Inventors: Edward J. Palatine Ill. Dowd; Leslie C. Barrington Ill. Hardison; William K. Kildeer Ill. Hunter
Original assignee: AIR RESOURCES Inc PALATINE ILL US; Air Resources Inc Palatine Ill
Current assignee: Wheelabrator Clean Air Systems Inc
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1986-10-30
Also published as: GB1586314A; CA1076421A; JPS5348074A; NL7710924A; DE2745100A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Gasen, die brennbare Substanzen enthalten, wobei man das Gas bei Owdationstempera-

65 tür aufwärts durch eine Reaktionszone leitet die ein Bett eines groben, abriebsbeständigen Oxidationskatalysators aus Chromoxid auf einem Trägermaterial mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 635 mm aufweist.

Das Verfahren dient insbesondere zur Verbrennung oder Veraschung (nachstehend als Verbrennung bezeichnet) von Dämpfen, Rauch und Abgasen (nachstehend zumeist als Abgase bezeichnet), die brennbare Schadstoffe enthalten, insbesondere organische Substanzen und Verunreinigungen, wie Kohlenwasserstoffe und dergleichen.

Verbreitete Verfahren zur Behandlung von industriellen Dämpfen und Abgasen zwecks oxidativer Entfernung von verbrennbaren Schadstoffen sind beispielsweise die katalytische Festbettverbrennung von organischen Substanzen unter Verwendung von Edelmetall-Katalysatoren auf Basis von Platin und/oder Palladium auf wärmebeständigen Legierungsbändern (US-PS 26 58 742 und 27 20 494) oder einem keramischen Träger. Jedoch sind Edelmetallkatalysatoren schwerwiegenden Beschränkungen unterworfen, insbesondere wegen ihrer hohen Empfindlichkeit gegen Halogen-, Phosphor-, Silizium- und Schwefelverbindungen sowie Vergiftung durch Schwermetalle und andere Schadstoffe, wie sie häufig in industriellen Dämpfen und Abgasen vorkommen. Darüber hinaus sind sie ^erschmutZungsanfällig, etwa durch Bildung von Überzügen aus schweren Kohlenwasserstoffen oder Teeren, was kostspielige Betriebsunterbrechungen zwecks Katalysatorersatz oder -regeneration notwendig macht

Zur Vermeidung derartiger Katalysatorprobleme hat man häufig zur thermischen Verbrennung Zuflucht genommen, trotz der erforderlichen höheren Temperaturen und der höheren Brennstoffkosten, im Vergleich zur katalytischen Verbrennung. Die für die thermische Verbrennung notwendigen höheren Temperaturen bringen aber wiederum beträchtliche Konstruktionsprobleine mit sich und erzwingen häufig die Verwendung von erheblich teuren Bauwerkstoffen.

Eine Arbeitsweise der eingangs angegebenen Art, auf die sich die Erfindung bezieht, ist aus der US-PS 34 69 947 herzuleiten. Hier handelt es sich zwar um einen Generator und ein Verfahren zur Erzeugung einer kohlendioxid-reichen Atmosphäre, etwa zur Konservierung von tierischen und pflanzlichen Stoffen wie Lebensmitteln, jedoch kommt eine katalytische Oxidation brennbarer Gase — hier Kohlenmonoxid, das im unteren Teil des Reaktors aus Kohlenstoff erzeugt wird — zur Anwendung, bei der man das Gas bei Oxidationstemperatur aufwärts durch eine Reaktionszone leitet, die ein Bett eines verhältnismäßig groben Oxidationskatclysators enthält. Es wird ein Oxidationskatalysator benutzt, wie er in der US-PS 31 02 778 angegeben ist, der Chromoxid auf Aluminiumoxid als Trägermaterial in Form von extrudierten Teilchen mit einer Größe von etwa 3,2 mm aufweist. Es ist auch bekannt, z. B. aus der Zeitschrift Technische Mitteilungen 58 (1965), Heft 8, Seiten 443 bis 447, insbesondere Seite 447, linke Spalte unten und rechte Spalte oben, daß derartige Katalysatoren hervorragende mechanische Eigenschaften und hohe Abriebfestigkeit besitzen.

Bei dem Verfahren der US-PS 34 69 947 handelt es sich um ein Festbettverfahren mit ruhendem Katalysatorbett Eine bestimmte Tiefe des Katalysatorbettes in Kombination mit weiteren Verfahrensparametern ist nicht vorgeschrieben.

Ein derartiges Verfahren weist die üblichen und bekannten Beschränkungen oder Mängel von Festbettver-

/.I

IUW

fahren auf, ζ. B. uneinheitliche Temperaturverteilung im Katalysatorbett, ansteigender Druckverlust in Abhängigkeit vom Durchsatz, verhältnismäßig hoher Aufwand bei Regenerierung oder Ersatz des Katalysators — vgl. z. B. UUmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage (1973), Band 3, Seiten 480 bis 481, insbesondere Seite 481 ,Tabelle 1.

Aus der letztgenannten Liieraturstelle geht auch hervor, daß für katalytische Verfahren mit Gasreaktionen im Fließbett, wie sie natürlich ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen bekannt sind, Feststoffabmessungen von 10 bis 800 μΐη üblich sind. Ein wesentliches Problem bei derartigen Fließbettverfahren besteht in der Handhabung und Abtrennung von Katalysatorfeinteilen und im Mitschleppen von Katalysatorteilchen mit dem aus der Reaktionszone abgeführten Gas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das nicht die vorstehend erläuterten und ähnliche Mängel bekannter Arbeitsweisen aufweist, unter Ausnutzung der einschlägigen Vorteile einer Durchwirbelung oder Fluidisierung des Katalysatorbettes ohne die Erfordernis aufwendiger Maßnahmen zur Abtrennung und Handhabung von Katalysator aus dem Gas auskommt, eine sehr weitgehende Verbrennung und damit Entfernung der Schadstoffe aus dem Gas und somit ein Abblasen des an Schadstoffen weitgehend freien Gases in die Atmosphäre ermöglicht, und dabei einfach und damit betriebssicher durchzuführen ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Gasen, die brennbare Substanzen enthalten, wobei man das Gas bei Oxidationstemperatur aufwärts durch eine Reaktionszone leitet, die ein Bett eines groben, abriebsbeständigen Oxidationskatalysators aus Chromoxid auf einem Trägermaterial mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 635 mm aufweist, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gas mit einer Front-, Nenn- oder Lccrraumgeschwindigkeit von 0,3 bis 3 Norm-m³/sec/m² durch ein Bett mit einer statischen Tiefe von 5 bis 61 cm leitet, wobei die Katalysatorteilchen angehoben oder durchwirbeit werden und man das Gas ohne Abtrennung von Katalysator aus der Reaktionszone abführt.

Die Lösung der vorstehend umrissenen Aufgabe durch die erfindungsgemäß vorgeschriebene Kombination von Maßnahmen stellt ein deutliche Bereicherung des Fachgebiets dar. Die Verfahrensdurchführung mit den verhältnismäßig groben Katalysatorteilchen vermeidet die Notwendigkeit einer Behandlung des abfließenden Gases mit Zyklonabscheidern oder anderen Trenneinrichtungen für die Rückgewinnung von Katalysatorteilchen und ermöglicht gleichzeitig eine hohe Gasfließgeschwindigkeit durch das Katalysatorbett. Der Katalysator unterliegt nur einem geringen aber insoweit nützlichen Abrieb, das Ausmaß der Bildung von Feinteilen ist äußerst gering, was Katalysatorverluste aus dem System weitmöglichst verhindert und wiederum Zyklonabscheider o. dgl. für das abfließende Gas unnötig macht. An dem Katalysatorbett tritt nur ein mäßiger Druckabfall auf. Wie auch durch das spätere Beispiel belegt ISt₁ wird eine sehr weitgehende Schad-Stoffentfernung erreicht,

Die oben angeschnittenen Beschränkungen und Mängel, wie sie mit Edelmetallkatalysatoren einhergehen, werden vermieden. Der erfindungsgemäß eingesetzte Katalysator weist hohe Widerstandsfähigkeit gegen aktivitätsverringernde Substanzen und Katalysatorgifte sowie ausgezeichnete Stabilität und Katalysatorlebensdauer auf. Der durchwirbelte oder fluidisierte Zustand des Katalysatorbettes führt auch zu einer weitmögüchsten Beseitigung von Desaktivierungsproblemen infolge von Verschmutzung oder Oberschichtung des Kataiysators. Die Aktivität des Katalysatorbettes kann während des Betriebs des Verfahrens durch Zugabe von frischem Katalysator und Abzug von gebrauchtem Katalysator aufrecht erhalten werden, ohne daß kostspielige Betriebsunterbrechungen der Anlage erforderlich wären.

Weitere Vorteile gehen aus den nachstehenden Erläuterungen hervor. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine zweckdienliche Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig.2 und 3 zeigen waagerechte Schnitte längs der Linien 2-2 bzw. 3-3 der F i g. 1.

Die Vorrichtung weist einen langgestreckten senkrechten Reaktor 10 mit einem äußeren Metallmantel 11 von kreisförmigem Querschnitt und einer inneren wärmebeständigen Auskleidung 12 aus widerstandsfähigem Material auf. In dem Reaktor 10 befinden sich eine untere Vorerhitzungszone 13 und eine c ^v*re Kaialysatorzone 14. im unteren Abschnitt der Katr-iysatorzone 14 wird ein Bett 16 aus dem teilchenförmigen festen Oxidationskatalysator von einem schematisch angedeuteten Gasverteilungs- und Katalysatorhaltegitter 17 getragen. Das G'tier 17 kann irgendeine auf dem Fachgebiet bekannte Ausbildung aufweisen, die sicherstellt, daß eine Abwärtsbewegung von Katalysatorteilchen durch das Gitter in die Vorerhitzungszone 13 verhindert und gleichzeitig der Gasfluß aufwärts durch·das Gitter zugelassen und der Gasstrom gleichmäßig durch das Katalysatorbett verteilt wird.

In der Vorerhitzungszone 13 ist ein Einlaß 18 für das zu behandelnde Gas vorgesehen und ein Brenner 19 mit einer Düse 20 ist benachbart zu dem Einlaß 18 angeordnet, so daß sich das durch den Einlaß 18 eingeführte Gas mit den heißen Verbrennungsgasen aus dar Brennerdüse 20 vermischt und durch diese Gase aufgeheizt wird.

Der Brenner 19 wird mit Brennstoff und mit Lyft aus einem Gebläse 21 durch eine Leitung 22 gespeist. Weiterhin sind eine Zugangsöffnung 23 mit einer entfernbares Klappe in der Vorerhitzungszone 13 und eine Zugangsöffnung 24 in der Katalysatorzone 14 unmittelbar oberhalb des Katalysatorbettes 16 vorgesehen.

An die Katalysatorzone 14 ist ein äußerer Kataiysatorzufuhrbehälter 26 angeschlossen, aus dem durch Schwerkraftfluß frischer Katalysator durch eine geneigte Einspeiseleitung 27 mit einem oberhalb des Katalysatorbettes 16 liegenden Auslaß zugeführt werden kann. Ein Absperrschieber 28 dient zur Steuerung der Katalysatorzuführung. Gebrauchter Katalysator wird vom Boden des Katalysatorbettes 16 durch ein Auslaßrohr 29 mit einem schematisch angedeuteten Steuerventil 31 ibge'io^en. Das Auslaßrohr 23 mündet in einen außen angeordneten Zyklonabscheider 32 mit einem oberen Gasauslaß 33 und einem unteren Feststoffau.ilaß 34. Ein kegelförmiger Übergangsabschnitt 36 ist am oberen Ende der Katalysalorzone 14 angebracht und führt zu einem Schornsteiii 37, durch den die von Schadstoffen freien Abflußgase in die Atmosphäre entlassen werden. Der Oxidationskatalysator umfaßt einen geringeren Gewichtsanteil Chromoxid (Cr2Ü3) und einen überwiegenden Gewichtsanteil eines geeigneten Trägermaterials, das bei normaler Betriebstemperatur inert ist. Bevorzugt wird Aluminiumoxid, es können aber auch andere bekannte Trägermaterialien verwendet werden, z. B. Siliziumdioxid und Siliziumdioxid-Aluminiumoxid-

Gemische. In manchen Fällen, insbesondere bei Verwendung eines Siliziumdioxid-Trägermaterials, kann die Zugabe eines Tonbindemittels zweckmäßig sein. z. B. Kaolin. Bentonit oder Altapiilgit. Vorzugsweise besteht der Katalysator aus 15 bis 25 Gewichtsprozent Chromoxid und zum Rest aus Aluminiumoxid oder dem sonstigen Trägermaterial. Die vorgeschriebene grobe Teilchengröße des Katalysators von 0,5 bis 6,35 mm bewirkt, daß Zyklonabscheider oder andere Trenneinriehtungen zur Rückgewinnung von Katalysatorleinteilen überflüssig sind und gleichzeitig eine hohe Gasfließgeschwindigkeit durch das Katalysatorbett ermöglicht wird. Vorzugsweise sollte die Teilchengröße des Katalysators im wesentlichen einheitlich sein.

Der Katalysator kann nach irgendeiner der bekannten Methoden hergestellt werden. Vorzugsweise wird er in Gestalt verhältnismäßig großer Formkörper, ζ. Β. durch Pelletieren oder Extrudieren des Trägermaterials zur Bildung von Kugeln, Tabletten, Pellets oder Extrutalysator mit einer solchen Härte und Abriebsbeständigkeit verwendet, daß der Verlust un Kauilysatorfcinteilen in dem aus der Reaktionszone abgeführten behandelten Gas weniger als 16 kg Katalysalor je 1 MiI-lion Norm-m¹ Gas beträgt. Diese sehr geringe Menge an Katalysatorabrieb ist andererseits vorteilhaft, da der Selbstabreibeeffekt der sich bewegenden Katalysatorteilchen in dem Bett die Oberflächen der Teilchen weitgehend sauber hält und hierdurch Schutz jjegen Ver-

ic schmutziing oder Desaktivieriing des Katalysators infolge Oberflächenablagerungen, z. B. Überzugsbildung aus schweren Kohlenwasserstoffen, herbeiführt. Wenn die Katalysatorteilchen durchgehend eine im wesentlichen gleichmäßige Zusammensetzung aufweisen, wie

π das bevorzugt wird, bleibt die Katalysatoraktivität bei diesem Abrieb der Teilchen unter Freisetzung neuer Oberflächenbereiche im wesentlichen unverändert.

Mit der verhältnismäßig groben Teilchengröße des Katalysators wird im Verfahren der Erfindung eine Flui-

iinrl nntrhlipftpnrl** Imnrätrnipriincr mil vunR- in Hivipriincrrlpc l^nt:»lvi:ltr»rhpttp«; im ilrpnupn .^innp pinpr

riger Chromsäure sowie Trocknen und Calcinieren hergestellt. Alternativ kann ein extrudierbares Gemisch des Trägermaterial in wäßriger Chromsäure extrudieri und dann getrocknet und calciniert werden. Vorzugsweise haben die Katalysatorteilchen durchgehend eine im wesentlichen gleichmäßige Zusammensetzung. Besonders gute Ergebnisse werden mit dem extrudierten Katalysator erzielt, wobei extrudierte Teilchen von etwa 3.2 mm Durchmesser und 3.2 bis 9.5 mm Länge bevorzugt werden.

Der verwendete Katalysator ist hart, mechanisch fest und sehr widerstandsfähig gegen Abrieb, so daß er bei der Benutzung in dem Verfahren nur in geringem aber andererseits nützlichem Ausmaß Abrieb erfährt. Eine Untersuchungsmethode, die auf dem Gebiet der Katalysatoren verbreitet zur Messung der Festigkeit und Abriebsbeständigkeit angewendet wird, ist der Humble-Erosionstest, wobei Werte von weniger als 3% als allgemein zufriedenstellend für die Anwendung im Fluidbett angesehen werden. Eine weitere anwendbare Untersuchungsmethode ist der von der Standard Oil of Indiana angegebene Test, wobei Abriebswerte von weniger als 12% bei diesem Test als zufriedenstellend angesehen werden. Der bei dem Verfahren der Erfindung verwendete Katalysator erfüllt diese beiden Laboratoriumskennwerte, vorzugsweise genügt er aber auch einem viel strengeren praktischen Kennwert der technischen Verwendung, wie das nachstehend noch erläutert wird.

Bei üblichen Betriebsweisen mit fluidisiertem Katalysatorbett haben die Katalysatorteilchen eine Korngrößenverteilung im Bereich von verhältnismäßig fein bis verhältnismäßig grob und die Aufwärtsfließgeschwindigkeit des Gases oder der Dämpfe ist so. daß eine untere turbulente dichte Phase gebildet wird, die einer siedenden Flüssigkeit ähnelt, und sich darüber eine obere leichte oder disperse Phase befindet, die die kleinsten Katalysatorteilchen enthält. Dabei müssen Zyklonabscheider, elektrostatische Abscheider oder andere Trenneinrichtungen vorgesehen werden, um die feinen Kataiysatorteilchen aus der leichten Phase zwecks Rückführung zu dem Behandlungssystem abzutrennen und hierdurch übermäßige Katalysatorverluste aus dem System zu vermeiden. Bei dem Verfahren der Erfindung ist dagegen die Katalysatorteilchengröße von Beginn an vergleichsweise grob und infolge der Härte und Abriebsbeständigkeit des Katalysators ist das Ausmaß der Bildung von Feinteilen äußerst gering, so daß Zyklonabscheider o. dgl. unnötig sind. Vorzugsweise wird ein Katurbulenten dichten Phase, die einer siedenden Flüssigkeit ähnelt, nicht immer erreicht und dies ist in der Tat auch nicht notwendig. Vielmehr ist eine Aufwärtsgasgeschwindigkeit ausreichend, die genügt, um die Kataly-2i satorteilchen bis zum Zustand der beginnenden Fluidisierung anzuheben oder in Bewegung zu versetzen, so daß das Katalysatorbett demgemäß als durchwirbelt, in Bewegung oder fluidisiert beschrieben werden kann. Demgemäß wird die Gasfließgeschwindigkeit vorzugsjo weise gleich oder etwas oberhalb der Schwellengeschwindigkeit für Fluidisierung gehalten, wobei nur ein mäßiger Druckabfall an dem Katalysatorbett eintritt. Vorzugsweise wird mit einem fLchen Katalysatorbett, bei dem der Druckabfall längs des Bettes weniger als 0,07 kg/cm² und besonders bevorzugt 5 bis 25 cm Wassersäule beträgt, gearbeitet. Die statische Bettiefe des Katalysatorbettes beträgt 5 bis 61 cm, bevorzugt 15 bis 30 cm, die Front-, Nenn- oder Leerraumgeschwindigkeit des Gases beträgt 0,3 bis 3 Norm-m³ pro Sekunde pro m², vorzugsweise 0,75 bis 1,5 Norm-mVsec/m². Die stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit des Gases kann im Bereich von 1000 bis 50 000 liegen, ein typischer Wert ist etwa 18 000.

In der Vorerhitzungszone i3 wird das zu behandelnde, brennbare Substanzen enthaltende Gas mittels des Brenners 19 auf die zur Einleitung der katalytischen Verbrennung erforderliche Temperatur erhitzt, z. B. auf 260 bis 538° C. Gewünschtenfalls kann das dem Reaktor 10 zugeführte Gas durch Wärmeaustausch mit dem Ausflußstrom aus dem Schornstein 37 vorerhitzt werden, um die Brennerbelastung zu verringern, und/oder der Brenner 19 mit Sekundärluft aus dem Abgasstrom betrieben werden. Der Druck im Reaktor 10 liegt normalerweise bei etwa Atmosphärendruck, jedoch können auch höhere oder tiefere Drücke Anwendung finden.

Die erhitzten Gase fließen aufwärts durch das Traggitter 17 und das Katalysatorbett 16, wobei die Gasgeschwindigkeit genügt, um das Bett in Bewegung zu halten oder zu fluidisieren. Jedoch ist, wie oben erörtert, eine Fluidisierung im strengen Sinne nicht erforderlich, solange die Gasgeschwindigkeit genügt, die Kataiysatorteilchen anzuheben und in Bewegung zu versetzen. Die Verbrennung der brennbaren Substanzen erfolgt in dem Katalysatorbett 16 und setzt sich in der Zone 14 fort. Das von Schadstoffen freie Gasprodukt des Verfahrens wird durch den Schornstein 37 in die Atmosphäre entlassen. Der Reaktor wird zweckmäßig so ausge-

legt, daß bei der erforderlichen Gasgeschwindigkeit die Vcrweil/eit des Gases bei Betriebstemperatur 1 Sekunde übersteigt. Diese Verweilzcit führt bei den meisten Kohlenwasserstoffen zu einer wirksamen Umwandlung bei Betriebstemperaturen, die um 55 bis 84 Celsiusgrade niedriger liegen, als sie bei einem üblichen thermischen Nachverbrcnner mit einer 0,3 bis 0.5 Sekunclen-Verweil-/eitkammer erforderlich sind.

Dir, die Katalysatoraktivität aufrechtzuerhalten und den geringfügigen Katalysatorverlust auszugleichen, kann frischer Katalysator aus dem Einspeisebehälter 26 zugeführt und gebrauchter Katalysator über den Zyklonabscheider 32 abgezogen werden. Die Zuführung und Entfernung von Katalysator kann intermittierend oder kontinuierlich erfolgen, wie das im Einzelfall gewünscht wird, ohne daß dabei eine Unterbrechung des Verfahrensbetriebs eintritt.

Der bei dem Verfahren der Erfindung verwendete Oxidationskatalysator aus Chromoxid auf einem Trä-

hafter Weise mit handelsüblichen Edelmetallkatalysatoren zu konkurrieren, aber seine Kosten sind gering genug, um bei Erschöpfung des Katalysators ein Verwerfen des Katalysators zu erlauben.

Das Verfahren der Erfindung eignet sich für die Behandlung mannigfaltiger industrieller Abdämpfe oder Abgase, die schädliche brennbare Substanzen enthalten, insbesondere Kohlenwasserstoffe oder andere organische Substanzen, und es findet insbesondere Anwendung in Verbindung mit Nahrungsmittelverarbeitungs-, Anstrich-, Beschichtungs- und anderen mit Lösungsmitteln .L.'beitenden sowie chemischen Herstellungsverfahren. Es ist wegen der außergewöhnlichen Unempfindlichkeit des Katalysators gegen Halogenschädigung besonders brauchbar bei der Verbrennung von Gasen, die halogenierte organische Verbindungen enthalten, beispielsweise Vinylchlorid.

Beispiel

Ein extrudierter Chromoxid-Aluminiumoxid-Katalysator wird in der folgenden Weise hergestellt:

Getrocknetes Aluminiumoxid (AIzO₃) wird nach einer der bekannten Methoden bereitet. Hierzu wird Natriumaluminat mit einem zur Ausfällung und Bildung von Aluminiumhydroxidgel geeigneten Reagens umgesetzt. Alternativ kann eine geeignete alkalische Verbindung, z. B. Ammoniumhydroxid, zu einem Aluminumsalz, z. B. Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid, in einer zur Bildung von Aluminiumhydroxid genügenden Menge zugegeben werden. Beim Trocknen und Calcinieren wird das Aluminiumhydroxid zu Aluminiumoxid umgewandelt

Das Aluminiumoxid wird unter langsamer Zugabe von Wasser vermählen, bis der Feuchtigkeitsgehalt 50% beträgt und die Konsistenz des angeteigten Aluminiumoxids für die Extrusion geeignet ist. Das Aluminiumoxid wird dann durch einen 3,2 mm Preßkopf extrudiert und die extrudierten Teilchen von 3,2 bis 9,5 mm Länge werden auf einem Trockenboden oder Gurttrockner ge- trocknet und dann 1 —4 Stunden bei einer Temperatur zwischen 482 und 760⁰C calciniert Das calcinierte Extrudat weist hohe Oberflächengröße und hohe Porosität auf.

Die extrudierten Teilchen werden mit einer 50pro- zentigen wäßrigen Lösung von Chromsäure bei einer Temperatur von 48° C imprägniert Die imprägnierten Extrudatteilchen werden dann bei 121⁰C getrocknet und danach in einem Drehofen bei 704"C calciniert. um Chromoxid zu bilden. Das Endprodukt enthält, je nach der bei der Imprägnierung eingebrachten Chromsäuremenge. Chromoxid in einer Konzentration zwischen 15 und 25 Gewichtsprozent.

Der so hergestellte Katalysator wurde in einer technischen Versuchsanlage zur Behandlung von Abgas aus einer Essighcrstellungsanlage, das Äthylalkohol. Essigsäure und verwandte organische Schadstoffe enthalt, verwendet. Es wurde eine Vorrichtung benutzt, die im wesentlichen der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung entsprach; das Katalysatorbett enthielt 102 kg Katalysator, es hatte einen Durchmesser von 91 cm und die statische Bettiefe betrug 20 cm.

Das erhitzte Gas wurde mit einem Durchsatz von 28,3 Norm-mVMinute durch das Katalysatorbett geleitet und der Druckabfall am Katalysatorbett betrug 20,1 cm Wassersäule. Die Leerraurr.geschwindigkeit durch das Bett betrug 0,75 Norni-m Vsec/m-, was genüg-

temperatur bet/ug 338" C.

Unter Verwendung eines Prüfgerätes zur Bestimmung brennbarer Substanzen wurde festgestellt, daß die Konzentration an organischen Stoffen in dem zugeführten Gas 330 Teile-je-Million und in dem abfließenden Gas 28 Teile-je-Million betrug; dies ist ein Wirkungsgrad der Umwandlung von 91,5%. Das abfließende Gas war praktisch geruchsfrei, und in einer Folge von 12 Versuchsläufen über einen Zeitraum von 6 Wochen

jo war der Katalysatorverlust vernachlässigbar gering.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Gasen, die brennbare Substanzen enthalten, wobei man das Gas bei Oxidationstemperatur aufwärts durch eine Reaktionszone leitet, die ein Bett eines groben, abriebsbeständigen Oxidationskatalysators aus Chromoxid auf einem Trägermaterial mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 635mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas mit einer Front-, Nenn- oder Leerraumgeschwindigkeit von 03 bis 3 Norm-m³/sec/m² durch ein Bett mit einer statischen Tiefe von 5 bis 61 cm leitet, wobei die Katalysatorteilchen angehoben oder durch wirbelt werden und man das Gas ohne Abtrennung von Katalysator aus der Reaktionszone abführt.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß man einen Oxidationskatalysator mit einer solchen Härte und Abriebsbeständigkeit verwendet, daB der Verlust an Kaislysatcrfcintcilcn in dem aus der Reaktionszone abgeführten behandelten Gas weniger als 16 kg je 1 Million Normalkubikmeter beträgt

3. Verfahren nach Anspmch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, der 15 bis 25 Gewichtsprozent Chromoxid enthält

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, rei dem der Träger ein Aluminiumoxid umfaßt oder daraus besteht

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daü mac den Katalysator in Gestalt von vorgebildeten Fornikörperteilchen ein-Seitlicher Zusammensetzung verwendet

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in Form eines Extrudats verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in Form eines Extrudats mit einem Durchmesser von 3,2 mm und einer Länge der extrudieren Teilchen von 3,2 bis 9)5 mm verwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem Katalysatorbett, dessen statische Tiefe 15 bis 30 Cm beträgt, arbeitet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem Katalysatorbett arbeitet, bei dem der Druckabfall längs des Bettes weniger als 0,07 kg/cm² beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—9, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Fließgeschwindigkeit des Gases durch das Katalysatorbett gleich oder etwas oberhalb der Schwellengeschwindigkeit für Fluidisierung arbeitet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Front-, Nenn- oder Leerraumgeschwindigkeit von 0i75 bis 1,5 Normm³/sec/m² arbeitet.