DE3546329C2

DE3546329C2 -

Info

Publication number: DE3546329C2
Application number: DE3546329A
Authority: DE
Inventors: Takeo Tsunoda; Setsu Takeo; Tatsuya Nobusawa; Norihide Enomoto; Hiroyasu Takahashi; Minoru Watanabe; Yutaka Sasaki; Kunihiro Chiba Jp Tanaka
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1988-09-22
Also published as: JPH0353971B2; DE3546329A1; US4976941A; JPS61161143A

Description

Unverbranntes Kohlenmonoxid oder CO, das bei der Herstellung von z. B. Sintermineralien anfällt, stellt allgemein einen der Bestandteile dar, aus dem oxidative Wärme rückgewonnen werden kann. Das unverbrannte CO kann aufgrund seiner niedrigen Konzentration nicht bei niedriger Temperatur oxidiert werden, weshalb es üblicherweise mit Hilfe geeigneter Katalysatoren oxidiert wird.

Die Abgase von einem Sinterofen enthalten jedoch allgemein einen sehr kleinen Anteil an Vergiftungsstoffen, die in nachteiliger Weise zu einer Verschlechterung von Katalysatoren führen, was vorliegend als Abnahmegrad der prozentualen CO-Oxidation während des Durchgangs der eigentlichen Gase vorausgesetzt wird. Die Katalysatorverschlechterung ist umkehrbar oder reversibel.

Ein Beispiel für einen Automobilemissions- oder -abgas-Katalysator ist in der JP-OS 50-95 188 beschrieben; dieser Katalysator besteht aus einem Wabenstruktur-Träger aus Cordierit, der mit γ-Aluminiumoxid beschichtet und anschließend mit Platin und Rhodium imprägniert worden ist. Gemäß Beispielen 1, 2 und 3 werden Edelmetall-Beladegewichte von 0,54, 0,20 bzw. 0,58 Gew.-% beschrieben, nach denen sich; nach Berechnungen gemäß Automobil Technology Vol. 35 Nr. 10 (1981), S. 1173, Tabelle 1, Platin-Beladegewichte von 0,081, 0,039 bzw. 0,088 mg Pt/cm² ermitteln lassen.

Bei diesen herkömmlichen Katalysatoren bleibt die Beziehung des Edelmetall-Beladegwichts zum Verschlechterungsgrad eines Katalysators während der Behandlung von Abgas von einem Sinterofen unberücksichtigt. Vielmehr wird das Edelmetall-Beladegewicht im Hinblick auf die Anfangsaktivität des Katalysators eingestellt. Aus diesem Grund weisen die bisherigen Katalysatoren eine geringere Edelmetallbeladung als der erfindungsgemäße Katalysator auf. Bei der Behandlung von Sinterofen-Abgasen mittels eines herkömmlichen Katalysators einer solch geringen Edelmetallbeladung ist weder eine Verminderung der Häufigkeit der Katalysatorregenerierung noch eine Verringerung der Dicke einer Katalysatorschicht, die einem verlangsamten Verschlechterungsgrad zuzuschreiben ist, möglich, und es kann somit keine Senkung des Energieverbrauchs oder -bedarfs erwartet werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Katalysators zum Oxidieren von Kohlenmonoxid in Abgasen aus Sinteröfen bei niedriger Konzentration, bestehend aus einem mit Platin beladenen Wabenstruktur-Cordieritträger, der während des fortlaufenden Gasbehandlungs betriebs weniger häufig regeneriert zu werden braucht und damit zu einem geringem Energieverbrauch beiträgt.

Der Gegenstand der Erfindung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der zeitlichen Änderung der prozentualen CO-Oxidation eines herkömmlichen Katalysators mit einem Platin-Beladegewicht von 0,16 mg/cm²,

Fig. 2 Bis 5 graphische Darstellungen der zeitlichen Änderung der prozentualen CO-Oxidation von Katalysatoren mit verschiedenen Platin-Beladegewichten,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Verschlechterungszeit von Katalysatoren als Funktion der Platin-Beladegewichte und

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Anfangsaktivität von CO-Oxidationskatalysatoren mit verschiedenen Platin-Beladegewichten.

Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Verbesserung der fortschrittlichen Katalysator-Regeneriersysteme gemäß den JP-OS 61-15 740 und 60-2 38 153 und bezweckt eine Verringerung der Häufigkeit der Katalysator-Regeneration und eine weitere Senkung des Energiebedarfs.

Die meisten Katalysatoren zum Oxidieren von Kohlenmonoxid im Abgas von einem Sinterofen weisen ein Edelmetall-Beladegewicht von etwa 0,01-0,8 Gew.-% und somit von etwa 0,04-0,3 mg/cm² der scheinbaren Außenoberfläche des Katalysators auf. Wenn eine Schicht eines Wabenstruktur-Katalysators mit einem Platin-Beladegewicht von 0,4 Gew.-% bzw. 0,16 mg/cm² der scheinbaren Außenoberfläche (des Katalysators) mit einer Gastemperatur von 390°C an einem Katalysatorschichteinlaß und einer Gas-Raumgeschwindigkeit von 180 000 h^-1 betrieben wird, muß die Katalysatorschicht oder die Gasstromrichtung nach jeweils 1 h umgekehrt werden. Bei derselben Raumgeschwindigkeit ergeben sich ein Druckabfall von 65 mm Wassersäule über die Katalysatorschicht und eine Gas-Oberflächengeschwindigkeit in einer Säule von 4,9 Nm³/s (N = Normal).

In einer Reihe von Versuchen wurde festgestellt, daß eine bestimmte Beziehung zwischen der Gas-Raumgeschwindigkeit und dem Verschlechterungsgrad (oder der Verschlechterungsgeschwindigkeit) besteht. Bei gleicher Gastemperatur am Katalysatorschichteinlaß verringert sich der Katalysator-Verschlechterungsgrad mit abnehmender Gas-Raumgeschwindigkeit. Letztere kann nur durch Vergrößerung der Menge des Katalysatormaterials relativ zur gegebenen Strömungsgeschwindigkeit oder Durchsatzmenge des Abgases verkleinert werden, was zu erhöhten Kosten für den Katalysator und zu einem vergrößertem Druckabfall über die Katalysatorschicht führt, was wiederum einen erhöhten Energiebedarf bedingt.

Die vom Gebläse verbrauchte Strom- oder Energiemenge hängt weitgehend vom Druckabfall über die Katalysatorschicht ab. Bei bestimmten Katalysatorschicht-Druckabfällen übersteigt zeitweilig die erhöhte Energiemenge aufgrund des erhöhten Energiebedarfs des Gebläses die durch Rückgewinnung der CO-Oxidationswärme eingesparte Energie. Es ist deshalb höchst wünschenswert, die Menge an Katalysatormaterial zu verringern.

Es wird angenommen, daß der Verschlechterungsgrad eines Katalysators durch Verringerung der Gas-Raumgeschwindigkeit verlangsamt wird, weil ungeachtet einer erheblichen Adsorption von Vergiftungsstoffen auf der Katalysatoroberfläche dennoch Aktivstellen für CO-Oxidationsreaktion auf der Katalysatoroberfläche für die Gasmenge verfügbar bleiben.

Der Verschlechterungsgrad eines mit Platin beladenen Katalysators wird durch Erhöhung des Platin-Beladegewichts über den Wert beim bisherigen Katalysator hinaus bestimmt. Hierbei zeigt es sich, daß der Verschlechterungsgrad des Katalysators ganz erheblich abnimmt, wenn das Platin-Beladegewicht auf das Doppelte desjenigen beim herkömmlichen Katalysator erhöht wird. Weiterhin zeigt es sich, daß eine weitere Erhöhung des Platin-Beladegewichts keine zusätzliche Wirkung mehr bietet und das Platin-Beladegwicht einen geringen Einfluß auf die Anfangsaktivität für CO-Oxidation in dem beim Versuch angewandten Platin-Beladebereich und bei der vorliegenden Gas-Raumgeschwindigkeit hat.

Durch Einstellung des Platin-Beladegewichts innerhalb eines bestimmten Bereichs kann der Verschlechterungsgrad eines Katalysators ganz erheblich herabgesetzt werden, so daß die Katalysatorregeneration im Vergleich zum herkömmlichen Katalysator wesentlich weniger häufig nötig ist, während eine zufriedenstellende prozentuale CO-Oxidation aufrechterhalten bleibt. Anders ausgedrückt: wenn der Katalysator mit derselben Häufigkeit wie beim herkömmlichen Katalysator regeneriert wird, kann durch das erhöhte Platin-Beladegewicht die Menge an Katalysatormaterial verringert und damit letztlich der Energiebedarf des Gebläses gesenkt werden. Die Einstellung des Platin-Beladegewichts innerhalb des spezifischen Bereichs gemäß der Erfindung vermag außerdem beiden Anforderungen zu genügen, nämlich einer Minderung der Häufigkeit der Katalysatorregeneration und einer Senkung des Energiebedarfs des Gebläses (im Vergleich zum bisherigen Katalysator).

Fig. 1 veranschaulicht graphisch die zeitliche Änderung der prozentualen CO-Oxidation eines herkömmlichen Katalysators bei der Behandlung von Abgas eines Sinterofens, wobei der Katalysator ein Platin-Beladegewicht von 0,16 mg/cm² aufweist. Es ist darauf hinzuweisen, daß sich die in der Beschreibung, in der Tabelle und in den Figuren angegebenen Platin-Beladegewichte jeweils auf solche pro cm² der scheinbaren Außenoberfläche des Katalysators, gemessen in mg/cm², beziehen. In einer Reihe von Versuchen werden zunächst Versuchsläufe bei einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1, jedoch bei zwei verschiedenen Katalysatorschichten-Einlaßgastemperaturen T _O von 390 und 400°C durchgeführt. Wie sich aus den entsprechenden Kurven ergibt, führt bei einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 eine Differenz der Katalysatorschicht-Einlaßtemperatur von 10°C bei einem Temperaturwert in der Größenordnung von 400°C zu einer erheblichen Differenz in Form einer Abnahme der prozentualen CO-Oxidation oder einer umkehrbaren Verschlechterung des Katalysators. Die für die praktische Anwendung wesentliche Zeitspanne bis zu einer Abnahme der prozentualen CO-Oxidation um 5% (im folgenden einfach als "5%-Verschlechterungszeit" bezeichnet) beträgt 1 h bei einer Katalysatorschicht-Einlaßgastemperatur T _O von 390°C und einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 und 7 h bei T _O =400°C und SV =180 000 h^-1. An jedem Punkt dieser 5%-Verschlechterungszeit muß die Gasstromrichtung umgekehrt oder die Katalysatorschicht umgedreht bzw. gewechselt werden.

Zur Bestimmung der Änderung des Katalysator-Verschlechterungsgrads mit der Gas-Raumgeschwindigkeit wird ein Versuch mit verringerter Gas-Raumgeschwindigkeit durchgeführt, d. h. mit einer Katalysatorschicht-Einlaßgastemperatur T _O von 390°C und einer Gasraumgeschwindigkeit SV von 75 000 h^-1 sowie bei T _O =380°C und SV =15 000 h^-1. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Fig. 1 angegeben. Aus den entsprechenden Kurven geht hervor, daß eine von 180 000 h^-1 auf 75 000 h^-1 etwa halbierte Gas-Raumgeschwindigkeit bei einer Katalysatorschicht-Einlaßgastemperatur T _O von 390°C zu einem beträchtlich verringerten Verschlechterungsgrad führt. Die Verschlechterungstendenz wird durch außerordentlich starke Herabsetzung der Gas-Raumgeschwindigkeit auf 15 000 h^-1 auch bei einer Katalysatorschicht-Einlaßgastemperatur T _O von 380°C praktisch beseitigt. Dieser letztere Versuchslauf deutet darauf hin, daß unabhängig von einer merklichen Adsorption von Vergiftungsstoffen auf der Katalysatoroberfläche auf letzterer dennoch Aktivstellen für die CO-Oxidationsreaktion des gegebenen Gasstroms verfügbar bleiben.

Wie aus obigen Ergebnissen hervorgeht, kann der Verschlechterungsgrad durch Verkleinerung der Gas-Raumgeschwindigkeit oder Vergrößerung der eingebrachten Katalysatormenge verlangsamt bzw. herabgesetzt werden. Die Vergrößerung der Katalysatorcharge ist jedoch in der Praxis nicht akzeptabel, weil hierdurch in unerwünschter Weise der Druckabfall über die Katalysatorschicht vergrößert wird, was letztlich eine Erhöhung des Strom- oder Energiebedarfs des Gebläses bedingt.

Die auf einen Katalysator aufgebrachte Platinmenge wird vergrößert, um die Zahl der Aktivstellen am Katalysator zu vergrößern, worauf die Beziehung zwischen dem Platin-Beladegewicht und dem Verschlechterungsgrad untersucht wird. Die Ergebnisse finden sich in Fig. 2, zusammen mit den Ergebnissen für einen herkömmlichen Katalysator eines Platin-Beladegewichts von 0,16 mg/cm². Die beiden, den Versuchsläufen bei einer Katalysator schicht-Einlaßgastemperatur T _O von 390°C entsprechenden Kurven zeigen, daß eine Vergrößerung des für den herkömmlichen Katalysator typischen Platin-Beladegewichts von 0,16 mg/cm² auf 0,33 mg/cm² den Verschlechterungsgrad des Katalysators bei der Behandlung von Sinterofen-Abgas erheblich herabsetzt. Eine weitere Auswirkung des erhöhten Platin-Beladegewichts besteht auch darin, daß eine schnelle Verschlechterung auch dann nicht auftritt, wenn die Einlaßgastemperatur auf 360°C beträchtlich gesenkt wird (vgl. die beiden entsprechenden Kurven in Fig. 2).

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Platin- Beladegewicht den Verschlechterungsgrad des Katalysators wesentlich beeinflußt, wird ein weiterer Versuch mit unterschiedlichen Platin-Beladegewichten durchgeführt. Die Ergebnisse finden sich in Fig. 6. Hierdurch wird aufgezeigt, daß Platin-Beladegewichte von mindestens 0,24 mg/cm² eine 5%-Verschlechterungszeit von etwa 5 h bei hoher Raumgeschwindigkeit (180 000 h^-1) oder verkleinerter Katalysatorcharge und sogar bei einer vergleichsweise niedrigen Katalysatorschicht-Einlaßtemperatur (360°C) gewährleisten. Ein Katalysator-Umkehrzyklus von etwa 5 h ist für praktische Zwecke zufriedenstellend.

Ein erhöhtes Platin-Beladegewicht von 0,24 mg/cm² oder mehr kann einen in der Praxis zufriedenstellenden Betrieb unter Verkleinerung der Katalysatorcharge gewährleisten, woraus sich ein verringerter Energiebedarf ergibt.

Auch wenn aus irgendwelchen Gründen des Temperaturhaushalts im System die CO-Konzentration des zu behandelnden Abgases oder die Katalysatorschicht-Einlaßgastemperatur niedrig wird, kann der Betrieb ohne Erhöhung der Einlaß gastemperatur durch zusätzliche Erwärmung mittels eines Brenners fortgeführt werden. Bei Platin-Beladegewichten von unter 0,24 mg/cm² zeigt die 5%-Verschlechterungszeit des Katalysators einen plötzlichen Abfall, und die Häufigkeit (bzw. die Notwendigkeit) der Katalysatorregeneration nimmt insbesondere bei einer Katalysatorschicht-Einlaß gastemperatur von 390°C oder darunter drastisch zu, so daß eine Fortführung des Betriebs unmöglich wird.

Die erfindungsgemäßen Platin-Beladegewichte liegen im Bereich von 0,24-0,45 mg/cm². Auch bei Betrieb mit einer vergleichsweise niedrigen Temperatur von 360°C können mit Platin-Beladegewichten von 0,24 mg/cm² oder mehr die prozentuale CO-Oxidation gemäß Fig. 5 nach 10stündigem Betrieb über 50% gehalten und gemäß Fig. 6 eine 5%-Ver schlechterungszeit von etwa 5 h oder mehr gewährleistet werden, so daß sich weniger häufige Katalysator-Umkehrzyklen und ein höherer Betriebswirkungsgrad ergeben. Bei einem Platin-Beladegewicht von über 0,45 mg/cm² wird eine nur geringe Änderung des Verschlechterungsgrads beobachtet, und die Anfangsaktivität für die CO-Oxidation ändert sich dabei nur geringfügig.

Beispiel 1

Eine CO-Oxidationskatalysator-Testanordnung wird mit einem tatsächlichen bzw. bestehenden industriellen Sinterofen zur Durchführung eines Dauerhaftigkeits- bzw. Standzeittests an einem Katalysator mit einem tatsächlichen Abgas verbunden. Der verwendete Reaktor ist ein kastenartiger Behälter, der mit einem Wabenstruktur- Katalysator einer Querschnittsfläche von 13 cm² bei einer solchen Dicke, daß eine vorbestimmte Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 erzielt wird, gefüllt ist. Das Abgas wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchsatzmenge von 360 Nm³/h hindurchgeleitet, und die Gastemperatur am Einlaß der Katalysatorschicht wird mittels eines am Einlaß des Reaktors angeordneten elektrischen Heizelements reguliert. Die Testbedingungen sind in der später erscheinenden Tabelle aufgeführt.

Ein Wabenstruktur-Katalysator mit Cordierit-Träger einer Platinbeladung oder -beschichtung in einer Menge von 0,33 mg/cm² wird einem Katalysator-Standzeittest unterworfen, indem das Sinterofen-Abgas mit einer Gas-Raumgeschwindigkeit von 180 000 h^-1 und einer Katalysator schicht-Einlaßgastemperatur von 390°C hindurchgeleitet wird. Die Ergebnisse finden sich in Fig. 2.

Unter den angegebenen Bedingungen ergibt sich für den Katalysator eine 5%-Verschlechterungszeit von etwa 8 h.

Vergleichsbeispiel 1

Der Katalysator-Standzeittest wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wiederholt, nur mit dem Unterschied, daß ein üblicherweise angewandter Wabenstruktur-Katalysator mit Cordieritträger einer Platinbeladung in einer Menge von 0,16 mg/cm² verwendet wird. Die Ergebnisse finden sich ebenfalls in Fig. 2.

Unter den angegebenen Bedingungen ergibt sich für den Katalysator eine 5%-Verschlechterungszeit von etwa 1 h und somit ein erheblich höherer Verschlechterungsgrad als beim Katalysator gemäß Beispiel 1. Hierdurch wird die überlegene Wirksamkeit des Katalysators gemäß Beispiel 1 belegt.

Beispiel 2

Der Katalysator-Standzeittest wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wiederholt, jedoch bei einer Einlaß gastemperatur von 360°C. Die Ergebnisse finden sich ebenfalls in Fig. 2.

Vergleichsbeispiel 2

Der Katalysator-Standzeittest wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß ein herkömmlicher Wabenstruktur-Katalysator mit Cordieritträger einer Platinbeladung in einer Menge von 0,16 mg/cm² verwendet wird. Die Ergebnisse finden sich gleichfalls in Fig. 2.

Unter den angegebenen Bedingungen zeigt der Katalysator eine 5%-Verschlechterungszeit von etwa 5 min und damit einen erheblich höheren Verschlechterungsgrad als der Katalysator gemäß Beispiel 2. Hierdurch wird die überlegene Wirksamkeit des Katalysators nach Beispiel 2 belegt.

Die Ergebnisse von Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 zeigen, daß bei Betrieb mit einer Einlaßgastemperatur von 360°C und einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 der herkömmliche Katalysator (Platinbeladung von 0,16 mg/cm²) eine 5%-Verschlechterungszeit von etwa 5 min aufweist, während bei Erhöhung der Platinbeladung auf 0,33 mg/cm² der Betrieb ohne Umkehrung oder Wechsel etwa 8 h lang fortgeführt werden kann.

Beispiel 3

Der Katalysator-Standzeittest wird unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 wiederholt, nur mit dem Unterschied, daß das Abgas durch einen Wabenstruktur- Katalysator mit Cordieritträger einer Platinbeladung von 0,25 mg/cm² mit einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 und einer Katalysatorschicht-Einlaßgastemperatur von 400°C hindurchgeleitet wird. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 angegeben.

Während der gesamten Testzeitspanne von 28 h wurde keine Verschlechterung (des Katalysators) festgestellt.

Vergleichsbeispiel 3

Der Katalysator-Standzeittest wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3 wiederholt, nur mit dem Unterschied, daß ein Wabenstruktur-Katalysator mit einem Cordieritträger einer Platinbeladung von 0,16 mg/cm² verwendet wird. Die Ergebnisse finden sich ebenfalls in Fig. 3.

Unter den angegebenen Bedingungen zeigt der Katalysator eine 5%-Verschlechterungszeit von etwa 7 h und demzufolge einen erheblich höheren Verschlechterungsgrad als der Katalysator gemäß Beispiel 3, wodurch dessen überlegene Wirksamkeit belegt wird.

Beispiele 4-7

Der Katalysator-Standzeittest wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wiederholt, jedoch unter Verwendung von Wabenstruktur-Katalysatoren mit Cordieritträgern einer Platinbeladung von jeweils 0,25 mg/cm², 0,41 mg/cm², 0,49 mg/cm² und 0,57 mg/cm². Die Ergebnisse finden sich in Fig. 4 zusammen mit den Ergebnissen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1, die mit Platin-Beladegewichten von 0,33 bzw. 0,16 mg/cm² bei einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 und einer Einlaßgastemperatur T _O von 390°C durchgeführt wurden.

Bis zu einer Platinbeladung von 0,49 mg/cm² wird der Verschlechterungsgrad des Katalysators wirksam herabgesetzt. Eine Erhöhung der Platinbeladung über den angegebenen Wert zeigt keine zusätzliche Wirkung.

Beispiele 8-11

Der Katalysator-Standzeittest wird auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise wiederholt, jedoch mit entsprechenden Katalysatoren, wie vorstehend beschrieben, mit Platin- Beladegewichten von 0,25 mg/cm², 0,41 mg/cm², 0,49 mg/cm² und 0,57 mg/cm². Die Ergebnisse finden sich in Fig. 7 zusammen mit den Ergebnissen von Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2, die mit Platin-Beladegewichten von 0,33 bzw. 0,16 mg/cm² bei einer Gas-Raumgeschwindigkeit SV von 180 000 h^-1 und einer Einlaßgastemperatur T _O von 360°C durchgeführt wurden.

Mit einem Platin-Beladegewicht von bis zu 0,49 mg/cm² wird der Verschlechterungsgrad des Katalysators wirksam verlangsamt bzw. herabgesetzt. Eine Erhöhung der Platinbeladung über den angegebenen Wert hinaus zeigt keine zusätzliche Wirkung.

Der Verschlechterungsgrad von CO-Oxidationskatalysatoren zur Behandlung von Sinterofen-Abgas kann durch Erhöhung der Platin-Belademenge über den Wert bei herkömmlichen Katalysatoren hinaus ganz erheblich herabgesetzt werden. Hierdurch wird es möglich, die Häufigkeit der Katalysator regeneration herabzusetzen und/oder die Menge an eingebrachtem Katalysatormaterial zu verringern und damit den Energiebedarf des betreffenden Gebläses zu senken. Es zeigt sich außerdem, daß durch Erhöhung des Platin-Beladegewichts über einen bestimmten oberen Grenzwert hinaus auf Kosten der Wirtschaftlichkeit keine zusätzliche Wirkung erzielbar ist. Diese Tatsachen ergeben sich auch aus den Kurven gemäß Fig. 6, welche die Ergebnisse für alle vorstehend beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele zusammenfaßt.

Bezüglich des oberen Grenzwerts ist das Platin-Beladegewicht weitgehend auf den anfänglichen CO-Oxidationsgrad bezogen. In Fig. 7 ist die anfängliche prozentuale CO-Oxidation, d. h. die Anfangsaktivität der Katalysatoren (in %), als Funktion der Platin-Beladung der Katalysatoren in mg/cm² ausgewertet. Hieraus geht hervor, daß ein erhöhtes Platin-Beladegewicht zwar den Verschlechterungsgrad des Katalysators beträchtlich zu vermindern vermag, aber nur einen Einfluß auf die Anfangsaktivität hat.

Die bei den vorstehend beschriebenen Versuchen der Katalysatoren mit unterschiedlichen Platin-Beladegewichten angewandten Bedingungen sind in folgender Tabelle zusammengefaßt:

Beim Oxidieren von Kohlenmonoxid im Sinterofen-Abgas zeigen die Katalysatoren mit üblichen Platin-Beladegewichten eine zufriedenstellende Anfangsaktivität, doch unterliegen sie einer ziemlich schnellen Verschlechterung unter den Bedingungen des Sinterofen-Abgases, so daß sie eine häufige Regenerierung erfordern. Infolge des Druckabfalls über die Katalysatorschicht ist dabei der Energiebedarf des zugeordneten Gebläses nicht vernachläßigbar.

Wie durch die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen belegt wird, gewährleisten die erfindungsgemäßen Katalysatoren, deren Platin-Beladegewicht über den herkömmlichen Wert hinaus erhöht ist, eine erheblich verlangsamte Verschlechterung. Hierdurch wird die Häufigkeit der Katalysatorregeneration herabgesetzt oder die Menge des eingebrachten Katalysatormaterials verringert, so daß weiterhin der Energiebedarf oder -verbrauch des Gebläses gesenkt wird.

Claims

Katalysator zum Oxidieren von Kohlenmonoxid in Abgasen aus Sinteröfen bei niedriger Konzentration, der aus einem mit Platin beladenen Wabenstruktur-Cordieritträger besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Platin-Beladegewicht im Bereich von 0,24 bis 0,45 mg/cm² der scheinbaren Außenoberfläche des Katalysators liegt.