DE350157C

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Publication number: DE350157C
Application number: DENDAT350157D
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Description

Es ist gefunden worden, daß, wenn eine Gasmischung, die Ammoniak und Sauerstoff enthält, in geeigneter Weise in Berührung mit einem bisher noch nicht verwendeten Katalysator gebracht wird, der aus einer Mischung eines Kobaltoxyds und des Aluminiumoxyds besteht, eine gute Ausbeute an Stickoxyden erhalten wird.

Der Katalysator wird zweckmäßig in der Weise hergestellt, daß man eine wässerige Lösung von kristallisiertem Kobaltnitrat und kristallisiertem Aluminiumnitrat in einem geeigneten Gefäß verdampft, und zwar zunächst über einem-. Dampfbad, dann bei höherer Temperatur in einem Sandbad oder über einer offenen, in geeigneter Weise geregelten Flamme und endlich bei einer Temperatur, bei welcher rote Dämpfe in Freiheit gesetzt werden unter Bildung eines Rückstandes, der aus Oxyden des

so Kobalts und des Oxyds des Aluminiums besteht. Dieser Rückstand wird in Stücke von geeigneter Größe übergeführt.

Bringt man diesen Katalysator in üblicher Weise mit Ammoniak und Sauerstoff zusammen, so gibt es bei 650 bis 850 ° C eine gute Ausbeute an Stickstoffoxyden. Es ist zu bemerken, daß unter Sauerstoff nicht notwendigerweise das reine Gas zu verstehen ist, daß vielmehr die Anwendung von Luft vorzuziehen ist.

Der Katalysator ist billig; die zu seiner Herstellung erforderlichen Substanzen sind leicht zugänglich und die Herstellung selbst bietet keine Schwierigkeiten. Wie aus Versuchen hervorzugehen scheint, besitzt der Katalysator längere Wirksamkeit und geringere Empfindlichkeit gegen Staub und andere störende Einflüsse als die zahlreichen anderen Metalloxydkatalysatoren (besonders Katalysatoren, die aus Kobaltoxyd allein bestehen), die für den vorliegenden Zweck hergestellt und untersucht wurden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sollen die nachstehenden Beispiele dienen; selbstverständlich ist die Erfindung weder auf die in den Beispielen angegebenen Substanzen und deren Mengenverhältnisse, noch auf die angegebenen Bedingungen beschränkt, da diese abgeändert werden können, ohne daß das Wesen der Erfindung dadurch berührt wird.

Beispiel I.
Herstellung des Katalysators.

Man stellt eine wässerige Lösung von Aluminiumnitrat mit "einem Gehalt von 0,0347 g Aluminium'auf den Kubikzentimeter durch Auflösen der erforderlichen Menge von kristallisiertem Aluminiumnitrat (technisch rein) in Wasser her.

Dann werden 255 g kristallisiertes Kobaltnitrat (hochwertiges Handelsprodukt mit einem durch Analyse festgestellten Gehalt von 20,4 Prozent Co) in 190 ecm der Aluminiumnitratlösung auf

5. einem Dampfbad gelöst. Der Zusatz von Wasser kann auch unterbleiben, man erhält auch eine Lösung von Kobaltnitrat und Aluminiumnitrat, wenn man die beiden Salz? trocken mischt und die Mischung einer genügend hohen Temperatur unterwirft, um sie in ihrem Kristallwasser zum Schmelzen zu bringen. Die so erhaltene Lösung wird dann so weit als möglich auf einem Dampfbad eingedampft, wobei man die Schale lose zudeckt, um Staub und Schmutz fernzuhalten. Alsdann wird das Erhitzen über der offenen Flamme fortgesetzt, bis keine roten Dämpfe mehr entweichen und ein Rückstand verbleibt, der keinen Stickstoff mehr enthält und aus Oxyden des Aluminiums und Kobalts besteht. Diese Masse wird nach dem Erkalten in kleinere Stücke zerschlagen und der Teil, der durch ein Sieb von acht Maschen pro Quadratzoll hindurchgeht und von einem Sieb von zwanzig Maschen pro Quadrat ·ζο11 zurückgehalten wird, wird als Katalysator benutzt.

Beispiel II.

Benutzung des Katalysators bei der Umwandlung von Ammoniak in Stickstoffoxyde.

1.6,5 g des Katalysators werden in eine für die Umwandlung von Ammoniak in Stickoxyde geeignete Kammer gebracht und ein Luftammoniakgasstrom, der etwa 8,3 Volumprozente Ammoniak enthält, wird durch den Kontaktraum geleitet.

Es gelingt so bis zu 84,5 Prozent des ursprünglichen Ammoniakgehaltes des Gases in Stickoxyde umzuwandeln.

Es ist gefunden worden, daß die beste Ausbeute (94 Prozent) erzielt wird, wenn man den Katalysator aus den Nitraten bei einer Temperatur herstellt, die beträchtlich unter derjenigen liegt, die in dem Kontaktraum herrscht, wenn der Katalysator zur Umwandlung von Ammoniak in Stickstoffoxyde benutzt wird, d.h. man erhitzt auf 360⁰ bis 650⁰ C.

Man kann das in Beispiel I gegebene Verhältnis von Aluminiumnitrat zu Kobaltnitrat ändern, 5" da die angegebene Mischung nur eine der vielen Möglichkeiten darstellt. Katalysatoren, die ein Kobaltoxyd und ein Alumiumoxyd im Verhältnis von 100 Teilen Kobalt, als Metall berechnet, zu etwa 2,5 bis 30 Teilen Aluminium, als Metall berechnet, enthalten, geben besonders befriedigende Resultate.

Obwohl der Katalysator vorzugsweise durch Erhitzen einer Mischung von Kobaltnitrat und Aluminiumnitrat hergestellt wird, kann man auch einen wirksamen Katalysator durch Erhitzen einer Mischung von Kobaltsulfat und Aluminiumsulfat erhalten. Auch kann man Kobaltoxyd und Aluminiumoxyd, beide in Pulverform, unter Zusatz von Wasser mischen, wobei eine Paste entsteht. Diese wird erhitzt, um sie in körnigen Zustand überzuführen. Endlich kann man auch Kobaltoxyd und Aluminiumhydroxyd oder Kobalthydroxyd und Aluminiumhydroxyd anfeuchten und genügend hocherhitzen.

Der Katalysator kann auf einem Träger oder in massiver Form verwendet werden. Ein wirksamer Katalysator wird erhalten, wenn man Bimsstein mit einer Lösung von Alumium- und Kobaltnitrat tränkt und dann auf 360 ° C erhitzt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Stickoxyden aus Ammoniak und Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß hierbei als Katalysator ein Gemisch eines Kobaltoxyds und des Aluminiumoxyds Verwendung findet.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hierbei ein durch Erhitzen einer Mischung von Kobaltnitrat und Aluminiumnitrat, zweckmäßig auf Temperaturen von 360 bis 650 ° C, erhältliches Oxydgemisch als Katalysator verwendet wird.