DE3433093A1

DE3433093A1 - Mit katalytisch aktivem material beschichtete wabenkatalysatoren zur no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-reduktion und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3433093A1
Application number: DE19843433093
Authority: DE
Inventors: Harald Prof. Dipl.-Chem. Dr. Jüntgen; Karl Dipl.-Ing. Dr. 4300 Essen Knoblauch
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1984-09-08
Filing date: 1984-09-08
Publication date: 1986-03-20
Also published as: WO1986001741A1; JPS62500158A

Description

Die Erfindung betrifft mit katalytisch aktivem Material be-
schichtete Wabenkatalysatoren zur Reduktion von Stickoxiden aus Abgasen, die NO und ggf. SO, enthalten, sowie ein Verx fahren zur Herstellung solcher Wabenkatalysatoren.
Diese Wabenkatalysatoren sind aus der US-PS 42 82 115 bekannt geworden. Bei ihnen ist es vorteilhaft, daß sie sich für staubhaltige Abgase eignen. Diese Wabenkatalysatoren benötigen jedoch hohe Temperaturen (ca. 350°C) für die NOx#Reduk tion, weil die verwendeten katalytisch aktiven Materialien (Metalloxide und -sulfate) nur bei höheren Temperaturen die NOx -Reduktion ausreichend katalysieren.
Auf der anderen Seite ist bekannt, daß Kohlenstoffkatalysatoren zur NO -Reduktion unter Einsatz von NH3 eingesetzt werx den. Verfahren mit Aktivkohle als Katalysator arbeiten bei vergleichsweise niedrigeren Temperaturen (z. B. 150°C, US-PS 42 72 497).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wabenkatalysator zu finden, der bei niedrigeren Temperaturen arbeitet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Beschichtung mit kohlenstoffhaltigen Substanzen gelöst.
Die Herstellung solcher Katalysatoren ist is den Ansprüchen 2, 3 und 4 dargestellt.
Eine ggf. erforderliche Regenerierung kann gemäß Anspruch 5 vorgenommen werden.
Durch Versuche hat sich überraschend herausgestellt, daß mit einer Schicht aus Kohlenstoff versehene Wabenkörper, die z.
B. aus Aluminium, Titandioxid und amorphen bzw. kristallinen Alumosilikaten bestehen können, eine katalytische Aktivität für die Reduktion von Stickoxiden besitzen. Die Herstellung dieser Katalysatoren kann mit gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen nach an sich bekannten Verfahren vorgenommen werden. Der Wabenkörper (Monolith) kann bei Temperaturen zwischen 300 und 900 0C mit kohlenstoffabspaltenden Kohlenwasserstoffen behandelt werden, die auf dem Trägermaterial unter Ablagerung von kohlenstoffhaltigen Produkten reagieren. Bei einer anderen Methode kann der Katalysatorträger mit kohlenstoffhaltigem Material mit einem Siedepunkt von 100 bis 500 OC, ggf. im Vakuum bis herab auf 5 Torr, imprägniert und anschließend auf Temperaturen bis zu 900 0C erhitzt werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens zur Herstellung dieser Katalysatoren werden die beschichteten Katalysatorträger durch Behandlung z. B. mit Wasserdampf aktiviert.
Die Katalysatoren eignen sich auch für die simultane Abscheidung von 502 und NOX. Dabei kommt es zur Desaktivierung des Katalysators durcv Ammoniumsulfat. Der Katalysator kann jedoch in einfacher Weise, z. B. durch Ausblasen, Wäsche mit Wasser oder durch Erhitzen, auf Temperaturen oberhalb 350 OC regeneriert werden.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 Ein Monolith aus Aluminiumsilikat mit der Oberfläche von F = 4 m2 wird in einem Benzol-Stickstoffstrom bei 8500 C behandelt und die Oberfläche des Monolithen mit Crackkohlenwasserstoffen überzogen. Der so beschichtete Monolith wird mit einem Gasstrom von 1,5 m3/h (i.N.) mit einer Gaszusammensetzung von 790 ppm NO, 790 ppm NH3, 6,4 Vol.-% 02, 9,8 Vol.-% H2O, Rest N2, bei 900 C durchströmt. Dabei werden die MO-Austrittskonzentrationen zu 290 ppm, entsprechend einem NO-Umsetzungsgrad von 63 %, gemessen.
Beispiel 2 Der Monolith aus Aluminiumsilikat wird mit 0,6 Gew.-Teilen Pech in 60 Gew.-Teilen Benzol durch 15 min langes Eintauchen behandelt. Danach wird die überschüssige Lösung abfiltriert und der Monolith eine Stunde bei 1100C getrocknet. Anschließend wird der Monolith bei 6000C fünf Stunden im Stickstoffstrom erhitzt. Der so beschichtete Monolith wird mit einem Gasstrom von 1,5 m3/h (i. N.) mit einer Gaszusammensetzung von 790 ppm NO, 790 ppm NH3, 6,4 Vol.-% 02, 8 Vol.-% H2O, Rest N2, bei 900C durchströmt. Dabei werden die QzAustrittskonzentrationen zu 350 ppm, entsprechend einem NO-Umsetzungsgrad von 56 %, gemessen.

Claims

Mit katalytisch aktivem Material beschichtete Wabenkatalysatoren zur NOx-ReduKtion und Verfahren zu deren Herstellung Patentansprüche 1. Mit katalytisch aktivem Material beschichtete Wabenkatalysatoren zur Reduktion von Stickoxiden aus Abgasen, die NOx und ggf. S02 enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der wabenförmige Katalysatorträger mit Kohlenstoff beschichtet ist.
2. Verfahren zur Herstellung von Wabenkatalysatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenkörper bei Temperaturen zwischen 300 und 900 °C mit kohlenstoffabspaltenden Kohlenwasserstoffen behandelt werden, die auf dem Trägermaterial unter Ablagerung von kohlenstoffhaltigen Produkten reagieren.
3. Verfahren zur Herstellung von Wabenkatalysatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die -Wabenkörper mit kohlenstoffhaltigem Material mit einem Siedepunkt von 100 bis 500 OC, ggf. im Vakuum bis herab auf 5 Torr, imprägniert und ggf. anschließend auf Temperaturen bis ZU 900 OC erhitzt werden.
4. Verfahren zur Herstellung von Wabenkatalysatoren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgetragene Kohlenstoff durch Behandlung mit Wasserdampf aktiviert wird.
5. Verfahren zur Regenerierung von Wabenkatalysatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei SO2-hal-2 tigen Abgasen entstandene Ammoniumsulfat durch Ausblasen, durch Wäsche mit Wasser oder durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb 350 0C entfernt wird.