DE2829035A1 - Silver or platinum metal catalyst in form of fibre felt - used for ammonia oxidn. and mfr. of hydrogen cyanide and formaldehyde - Google Patents

Silver or platinum metal catalyst in form of fibre felt - used for ammonia oxidn. and mfr. of hydrogen cyanide and formaldehyde

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Abstract

Catalyst of catalytically active metal fibres, consists of Ag, Pt, Rh, Pd or an alloy based on one of these metals, esp. a PT alloy contg. 5-10%Rh, is in the form of a needled felt. Several layers of the needled felt are interlocked, and the edges are consolidated by welding. The catalyst is used in the oxidn. of NH3 and in the mfr of HCN and HCHO. It has satisfactory mechanical dimensional stability and a very large contact area and hence high catalytic activity. It can be produced in a time- and cost-saving manner.

Description

t'Eatalysator aus kIetallfasern, Verfahren zur t'Eatalyst made of metal fibers, process for

Herstellung des Katalysators und Verwendung des Katalysaors" Die Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator aus katalytisch aktiven Metallfasern, die aus Silber, Platin, Rhodium, Palladium oder einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle bestehen, insbesondere aus einer Platin-Legierung, die 5 bis 10 % Rhodium enthält. Preparation of the Catalyst and Use of the Catalyst "Die The invention relates to a catalyst made of catalytically active metal fibers, those made of silver, platinum, rhodium, palladium or an alloy based on a of these metals consist, in particular of a platinum alloy, which contains 5 to 10% Contains rhodium.

Es ist bekannt, als Katalysatoren bei der Erzeugung von Salpetersäure durch Oxidation von Ammoniak feine Drahtgewebe, z B. aus Platin oder einer Platinlegierung zu verwenden (DE-PS 651 470). Bei derartigen Katalysatornetzen lagen die Metalldrähte ode -fäden in einfacher oder kreuzweiser Bindung vor. Bekannt ist es auch, die Drahte nach Art der Köper- oder Satinbindung oder nach Art köperähnlicher Tressengewebe miteinander zu verbinden (DE-PS 590 468). Katalysatornetze aus Streifen aus Platin-Rhodium-Legierungen für die katalytische Oxidation von Ammoniak oder für das Kracken von Kohlenwasserstoffen sind ebenfalls bekannt (US-PS 2 685 547). Bekannt ist ferner die Verwendung von Metallfaservliesen als katalytischer Werkstoff in Anordnungen zur katalytischen Nachverbrennung von Kraftfahrzeugabgasen (DE-PS 1-594716).It is known to act as catalysts in the production of nitric acid through oxidation of ammonia fine wire mesh, e.g. made of platinum or a platinum alloy to be used (DE-PS 651 470). The metal wires lay in such catalyst meshes ode threads in a single or criss-cross weave. It is also known, the wires according to the type of twill or satin weave or according to the type of twill-like weave to be connected to each other (DE-PS 590 468). Catalyst mesh made from strips of platinum-rhodium alloys for the catalytic oxidation of ammonia or for the cracking of hydrocarbons are also known (US Pat. No. 2,685,547). The use of Metal fiber fleeces as a catalytic material in arrangements for catalytic Post-combustion of vehicle exhaust gases (DE-PS 1-594716).

4 Aufgabe der Erfindung ist es, einen metallischen Katalysator ausreichend hoher nechanischer Formstabilität zu schaffen, der nicht nur eine möglichst grosse Koltaktfläche und damit eine hohe katalytische Wirksamkeit aufweist, sondern auch in zeit- und kostensparender Weise herstellbar ist. 4 The object of the invention is to provide a metallic catalyst sufficient to create high mechanical dimensional stability, which is not only as large as possible Has Koltakt and thus a high catalytic effectiveness, but also can be produced in a time- and cost-saving manner.

Gelöst wird diese Aufgabe für einen Katalysator der eingangs charakterisierten Art erfindungsgemäss dadurch, dass die Metallfasern nach Art eines Nadelverbundwerkstoffs filzartig untereinander verbunden sind. Zur Herstellung beliebig grosser Katalysatorkörper sind mehrere Bahnen aus dem Nadelverbundwerkstoff aus Metallfasern miteinarier verhakt.This problem is solved for a catalyst of the type characterized at the outset Type according to the invention in that the metal fibers are in the manner of a needle composite material are connected to each other in a felt-like manner. For the production of catalyst bodies of any size Several webs of the needle composite material made of metal fibers are hooked together.

Dabei können die Bahnen nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Bei Übereinander-Anordnung der Bahnen hat sich eine Anordnung bewahrt, bei der sich die Bahnen kreuzen. Zur Randverfestigung grossflächiger, aus mehreren Bahnen bestehender Katalysatoren sind die Randfasern mit einander verschweisst, was zweckmässig durch Hammerschweissen erfolgt. Das Verhaken einzelner Bahnen erfolgt manuell.The tracks can be arranged next to one another and / or one above the other be. When the tracks are arranged one above the other, an arrangement has been retained at who cross paths. For edge consolidation of large areas, from several strips In existing catalysts, the edge fibers are welded together, which is useful done by hammer welding. Individual lanes are hooked up manually.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Katalysatoren ist ausserordentlich einfach. Von einem Metallband aus katalytisch aktivem Werkstoff, beispielsweise aus einer Platin-Rhodium-Legierung, die, abgesehen von unvermeidbaren Verunreinigungen, aus 90 zu% Platin Platin und 10 ,-' Rhodium besteht, werden mittels einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Messern schmale, bändchenförmige Fasern abgeschält. Das so entstehende Faservlies wird danach einem Nadelstuhl zugeführt, und auf diesem werden die Metallfasern durch mit fiderhäkohen versehene Nadeln filzartig miteinander verbunden. Als Endprodukt liegt eine Bahn eines Nadelverbundwerkstoffes aus Metallfasern vor, die aus katalytisch aktivem Metall bestehen.The production of the catalysts according to the invention is extraordinary simple. From a metal strip made of catalytically active material, for example made of a platinum-rhodium alloy which, apart from unavoidable impurities, consists of 90 to% platinum platinum and 10, - 'rhodium, are by means of a variety peeled off narrow, ribbon-shaped fibers by knives arranged next to each other. The resulting fiber fleece is then fed to a needle loom and on it the metal fibers are felt-like with each other by means of needles provided with fiderhäkohen tied together. The end product is a web of needle composite material made of metal fibers which consist of catalytically active metal.

Der Querschnitt einer abgeschälten bändchenförmigen Faser ist in etwa rechteckig und besitzt beispielsweise elne Grösse von 100/um mal 501um. Die Länge einer bändchenförmigen Faser hängt im wesentlichen von der Länge des Ivfetallbandes ab, von dem es abgeschält wird; als Beispiel seien hier Längen zwischen 10 cm und 1 m genannt.The cross section of a peeled ribbon-shaped fiber is approximately rectangular and has, for example, a size of 100 µm by 501 µm. The length a ribbon-shaped fiber depends essentially on the length of the metal ribbon from which it is peeled off; as an example, lengths between 10 cm and Called 1 m.

Anhand der Figuren wird die Erfindung erläutert.The invention is explained with the aid of the figures.

Es zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen Katalysators; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine bändchen-förmige Metalifaser; Fig. 3A eine Aufsicht auf ein Katalysatorgebilde; Fig. 3B eine Aufsicht auf ein Katalysatorgebilde; Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Katalysator-Anordnung.They show: FIG. 1 a plan view of a section of an inventive Catalyst; 2 shows a cross section through a ribbon-shaped metal fiber; 3A shows a plan view of a catalyst structure; 3B is a plan view of a Catalyst structure; 4 shows a cross section through a catalytic converter arrangement.

Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, bildet der aus filzartig nach Art eines Nadelverbundwerkstoffes untereinander verbundenen Metallfasern 1 bestehende Katalysator 5 ein optisch dichtes, aber gas- oder flüssigkeitsdurchlässiges Gebilde.As can be seen from Figure 1, the felt-like according to Art a needle composite material interconnected metal fibers 1 existing Catalyst 5 is an optically dense, but gas- or liquid-permeable structure.

Die einzelnen bändchenförmigen Metallfasern 1 aus katalytisch aktivem Metall besitzen einen etwa rechteckigen Querschnitt, wie er in Figur 2 vergrössert, aber nicht massstabsgerecht, dargestellt ist. Die als Endprodukt aus dem Nadelstuhl herauskommenden Bahnen 2 können, wie aus Figur 3A zu ersehen ist, nebeneinander oder, wie aus Figur 3B ersichtlich, übereinander, vorteilhafterweise sich kreuzend, angeordnet werden.The individual ribbon-shaped metal fibers 1 made of catalytically active Metal have an approximately rectangular cross-section, as enlarged in Figure 2, but not to scale. The end product from the needle loom Outgoing webs 2 can, as can be seen from Figure 3A, side by side or, as can be seen from Figure 3B, one above the other, advantageously crossing one another, to be ordered.

Manuell werden die einzelnen Bahnen miteinander verhakt, Die Verhakung wird durch die rauhe Oberfläche und die Kontur der bändchenförmigen Fasern, wie beispielsweise aus Figur 2 ersichtlich, gefördert. Zur Randverfestigung eines Katalysabor -Gebildes werden die Ran-etallfasern, wie durch den Pfeil 3 in Figur 3A angedeutet, durch Hammerschweissen fest miteinander verbunden.The individual tracks are manually hooked together, the hooking is characterized by the rough surface and the contour of the ribbon-shaped fibers, such as for example, from Figure 2, promoted. For strengthening the edge of a catalyst laboratory Picture the Ran metal fibers, as indicated by the arrow 3 in Figure 3A, through Hammer welding firmly connected to each other.

Aus erSinQun=mgemässen Katalysatoren lassen sich kreisförmige Katalysator-Gebilde herstellen, die einen Durchmesser zwischen 1 m und 5 m besitzen, und zwar in der Weise, dass mehrere Bahnen, wie in Figur 3A dargestellt, nebeneinander angeordnet und miteinander verhakt werden und dann aus diesem Gebilde ein kreisförmiger Katalysator ausgeschnitten und am Kreisumfang durch Hammerschweissen der Fasern der Rand des Katalysators verfestigt wird. Solche kreisförmigen Katalysatoren können beispielsweise in Mitteldruckreaktoren von Anlagen zur Salpetersäureherstellung durch Ammoniakoxidation eingesetzt werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den kreisförmigen Katalysator 6 zwischen zwei gasdurchlässigen Tragkörpern 4, wie in Figur 4 dargestellt, anzuordnen. Diese Tragkörper 4 bestehen dabei vorteilhafterweise aus einem Metal -Drahtnetz z.B. aus einer hochhitzebeständigen Chrom-Aluminium Eisen-Legierung oder aus einem Raschigringe enthaltenden Korb. Als Metallnetz kann auch ein solches von herkömmlicher Art, wie es- beispielsweise aus den in der Einleitung zitierten Patentschriften bekannt ist, verwendet werden.Circular catalyst structures can be created from catalysts according to erSinQun = m Manufacture that have a diameter between 1 m and 5 m, namely in the Way that several tracks, as shown in Figure 3A, arranged side by side and are hooked together and then from this structure a circular catalyst cut out and on the circumference by hammer welding the fibers of the edge of the Catalyst is solidified. Such circular catalysts can, for example in medium pressure reactors of plants for nitric acid production by ammonia oxidation can be used. It has proven to be advantageous to use the circular Catalyst 6 between two gas-permeable support bodies 4, as shown in Figure 4, to arrange. These support bodies 4 advantageously consist of a metal -Wire mesh e.g. made of a highly heat-resistant chrome-aluminum iron alloy or from a basket containing Raschig rings. A metal mesh from of a conventional type, such as, for example, from the patents cited in the introduction known to be used.

Die erfindungsgemäss ausgebildeten Katalysatoren sind auf vielen Gebieten einsetzbar; beispielsweise können sie überall dort eingesdzt werden, wo die bekannten Drahtgewebe aus den genannten katalytisch aktiven Metallen verwendet werden.The catalysts designed according to the invention are used in many fields applicable; for example, they can be used wherever the known Wire mesh made of the catalytically active metals mentioned can be used.

Besonders bewährt hat sich die Verwendung von erfindungsgemässen Katalysatoren für die Ammoniakoxidation, für die Blausäureherstellung oder die Formaldehydherstellung. LeerseiteThe use of catalysts according to the invention has proven particularly useful for ammonia oxidation, hydrogen cyanide production or formaldehyde production. Blank page

Claims (11)

"Katalysator aus Metallfasern, Verfahren zur Herstellung des Katalysators und Verwendung des Katalysators!? Patentansprüche 1. Katalysator aus katalytisch aktiven Metallfasern, die aus Silber, Platin, Rhodium, Palladium oder einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle bestehen, insbesondere aus einer Platinlegierung, dIe 5 bis 10 95 Rhodium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfasern nach Art eines Nadelverbundwerkstoffes filz artig untereinander verbunden sind. "Metal fiber catalyst, method of making the catalyst and using the catalyst !? Claims 1. Catalytic converter from catalytic active metal fibers made of silver, platinum, rhodium, palladium or an alloy are based on one of these metals, in particular a platinum alloy, dIe 5 to 10 95 contains rhodium, characterized in that the metal fibers according to Kind of a needle composite material are connected to each other in a felt-like manner. 2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bahnen aus katalytisch aktivem Nadelverbundwerkstoff miteinander verhakt sind.2. Catalyst according to claim 1, characterized in that several Tracks made of catalytically active composite needle material are hooked together. 3. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen aus Nadelverbundwerkstoff nebeneinander und/ oder æreinander angeordnet sind.3. Catalyst according to claim 2, characterized in that the webs made of needle composite material are arranged next to one another and / or one behind the other. 4. Katalysator nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinander angeordneten Bahnen aus Nadelverbundwerkstoff einander kreuzen.4. Catalyst according to claim 2 and 3, characterized in that the superimposed webs of needle composite material cross each other. 5. Katalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Randverfestigung die Randfasern rniinaiider verschweisst sind.5. Catalyst according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the edge fibers are welded rniinaiider for edge consolidation are. 6. Katalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfasern bändchenförmig ausgebildet sind.6. Catalyst according to one or more of the preceding claims, characterized in that the metal fibers are ribbon-shaped. 7. Katalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zwischen zwei gas- oder flüssigkeitsdurchlässigen Tragkörpern angeordnet ist.7. Catalyst according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is between two gas or liquid permeable Support bodies is arranged. 8. Katalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem Metalldrahtnetz oder einem Raschigringe enthaltenden Korb besteht.8. Catalyst according to claim 7, characterized in that the carrier consists of a metal wire mesh or a basket containing Raschig rings. 9. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Metallband aus katalytisch aktivem Werkstoff Fasern abgeschält werden das so entstehende Faservlies einem Nadelstuhl zugeführt wird und dort die Fasern durch mit Widerhäkchen versehenen Nadeln filzartig untereinander verbunden werden.9. Process for the preparation of a catalyst according to one or more of the preceding claims, characterized in that of a metal strip The resulting fiber fleece is peeled off from catalytically active material fibers is fed to a needle loom and there the fibers through barbed hooks Needles are connected to one another in a felt-like manner. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass schmale, bändchenförmige Fasern von dem Metallband abgeschält werden.10. The method according to claim 9, characterized in that narrow, ribbon-shaped fibers are peeled off from the metal tape. 11. Verwendung eines Katalysators nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 für die Ammoniakoxidation, für die Blausäure- und für die Formaldehydherstellung.11. Use of a catalyst according to one or more of the claims 1 to 8 for ammonia oxidation, for hydrogen cyanide and for formaldehyde production.
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