DE3929297C2 - Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen - Google Patents
Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und GasturbinenInfo
- Publication number
- DE3929297C2 DE3929297C2 DE3929297A DE3929297A DE3929297C2 DE 3929297 C2 DE3929297 C2 DE 3929297C2 DE 3929297 A DE3929297 A DE 3929297A DE 3929297 A DE3929297 A DE 3929297A DE 3929297 C2 DE3929297 C2 DE 3929297C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- oxides
- oxide
- ammonia
- reduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 74
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 41
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 27
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 27
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 8
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011872 intimate mixture Substances 0.000 claims 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 claims 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Natural products O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 229910003158 γ-Al2O3 Inorganic materials 0.000 description 2
- WWILHZQYNPQALT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-morpholin-4-ylpropanal Chemical compound O=CC(C)(C)N1CCOCC1 WWILHZQYNPQALT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Compounds carbon dioxide Chemical class 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K rhodium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Rh+3] SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/847—Vanadium, niobium or tantalum or polonium
- B01J23/8472—Vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8609—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8643—Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8946—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/18—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type
-
- B01J35/56—
Description
Die Erfindung betrifft einen Katalysator für die
Entfernung von Schadstoffen aus Abgasen insbesondere von
überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und
Gasturbinen.
Eine Quelle der bestehenden Umweltverschmutzung sind die
Abgase aus Verbrennungsprozessen in Motoren und
Gasturbinen. Die in den Abgasen enthaltenen
Luftschadstoffe Stickoxide, Kohlenmonoxid und
unverbrannte Kohlenwasserstoffe verschiedenster
Zusammensetzungen sind hinlänglich hinsichtlich ihrer
umweltschädigenden Wirkung bekannt.
Da Primärmaßnahmen zur Verminderung von
Schadstoffemissionen, z. B. Abgasrückführung oder
Brennraummodifikationen, bislang nicht die erforderliche
Minderung der Schadstoffemissionen erbringen oder die
Wirkungsgrade der Anlagen unzumutbar verringern, müssen
auch bei Verbrennungskraftmaschinen und Gasturbinen
Sekundärmaßnahmen, wie z. B. katalytische
Abgasreinigungsverfahren eingesetzt werden.
Die bei der Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen
Kraftstoffen in Verbrennungsmotoren und Gasturbinen
entstehenden Abgase können bei überstöchiometrischer
Betriebsweise nicht nach dem Dreiwegprinzip gereinigt
werden. Die Entfernung von im Abgas vorhandenen
unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid kann
durch katalytische Oxidation an einem
Oxidationskatalysator unter Ausnutzung des im Abgas
enthaltenen Sauerstoffs zu den umweltverträglichen
Verbindungen Kohlendioxid und Wasser durchgeführt
werden. Die Entfernung der Stickoxide gelingt wegen des
Sauerstoffanteils nur nach Verfahren der selektiven
katalytischen Reduktion. Als selektives Reduktionsmittel
hat sich z. B. Ammoniak, gegebenenfalls aus einer
ammoniakspendenden Chemikalie, wie Harnstoff, bewährt,
das an einem geeigneten Katalysator leicht mit den
Oxiden des Stickstoffs, aber nur in geringem Maß mit dem
Sauerstoff reagiert.
Bei den bisherigen Anlagen mit Verbrennungsmotoren wird
die Reinigung der oben beschriebenen Abgase nach
folgenden Verfahren durchgeführt:
Nach einem der üblichen Verfahren durchströmen die
zwischen 400 und 600°C heißen Abgase direkt nach dem
Motor zunächst einen Oxidationskatalysator; dort werden
Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe mit Hilfe des im
Abgas enthaltenen Sauerstoffs zu Kohlenmonoxid und
Wasser oxidiert. Anschließend werden die Abgase über
einen Wärmetauscher geführt und auf die zur Durchführung
der selektiven katalytischen Reduktion notwendige
Temperatur (350 bis 400°C) abgekühlt.
Nach Eindüsung von Ammoniak und Vermischung desselben
mit dem Abgas reagieren im nachfolgenden Reaktor die
Stickoxide mit dem Ammoniak an einem
Reduktionskatalysator zu Stickstoff und Wasser. Die
Menge des beigemischten Ammoniaks richtet sich dabei
nach der im Abgas enthaltenen Stickoxidfracht und der
angestrebten Umsatzrate. Aufgrund verfahrenstechnischer
Gegebenheiten kommt es dabei durch Strähnenbildung immer
wieder zu lokalen Überdosierungen von Ammoniak. Die
Folge davon ist der sogenannte Ammoniakschlupf, d. h.
unreagiertes Ammoniak gelangt in den Abgasstrom hinter
dem Reduktionskatalysator und kann somit über den
Schornstein in die Atmosphäre als unerwünschte
Sekundäremission entweichen. Beim Betrieb mit
schwefelhaltigen Kraftstoffen (z. B. Dieselkraftstoff,
schwerem Heizöl oder Biogasen) führt der Ammoniakschlupf
infolge von Umsetzungen zwischen Ammoniak und den im
Abgas enthaltenen Schwefeloxiden zu korrosiven,
klebrigen und wirkungsgradmindernden Ablagerungen aus
Ammoniumhydrogensulfat und/oder Ammoniumsulfat in
nachgeschalteten Anlagenteilen, z. B. Wärmetauschern.
Das damit periodisch notwendig werdende Waschen
nachgeschalteter Anlagenteile erzeugt zudem ein
Abwasserproblem.
Weitere Nachteile dieser Anordnung sind der durch
zahlreiche Erweiterungen und Verengungen des
Strömungsquerschnitts entstehende zusätzliche
Druckverlust, sowie die zusätzlichen hohen Kosten für
die getrennten Reaktoren.
Das in der Patentschrift DE-PS 36 01 378 beschriebene
"Verfahren zur Reinigung von Oxiden des Stickstoff und
Schwefel enthaltenden Abgases aus Verbrennungsanlagen" kann
nicht ohne weiteres auf den Anwendungsfall "Verbrennungs
motoren" übertragen werden. Aus wirtschaftlichen Gründen
muß wegen der zu geringen Schwefeldioxidkonzentrationen in
Verbrennungsmotoren- und Gasturbinenabgasen eine Schwefel
säuregewinnung entfallen. Das 250 bis 550°C heiße Abgas
wird dort nach der Beladung mit der erforderlichen Menge
Ammoniak über zwei in einem Reaktor nacheinander
angeordnete verschiedene Katalysatortypen geleitet. In der
ersten Katalysatorstufe erfolgt die selektive katalytische
Reduktion der Stickoxide zu Stickstoff und Wasser. Der
nachfolgende Oxidationskatalysator ist bei dem genannten
Verfahren auf eine möglichst optimale Schwefeltrioxid
erzeugung sowie Säureresistenz und Widerstandsfähigkeit
gegen Schwefeltrioxid abgestimmt. Für die schwefeldioxid
armen Abgase aus Verbrennungsmotoren und Gasturbinen muß
deswegen ein Katalysator eingesetzt werden, der speziell
für die katalytische Oxidation von Kohlenwasserstoffen und
Kohlenmonoxid optimiert ist.
Die US 4,188,364 beschreibt ein zweistufiges Katalysator
system für die Reinigung der Abgase aus Verbrennungs
motoren. Es besteht aus einem ersten Katalysatorbett für
die selektive Reduktion von Stickoxiden mittels Ammoniak
und einem zweiten Katalysatorbett mit einem Oxidations
katalysator. Beide Katalysatorbetten sind in einem
gemeinsamen Reaktor angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines
Katalysators, der es erlaubt, Nachteile herkömmlicher
Abgasreinigungsverfahren bei Verbrennungsmotoren und
Gasturbinen zu vermeiden, insbesondere, wenn diese
überstöchiometrisch betrieben werden. Insbesondere ist es
Aufgabe der Erfindung, einen einfach aufgebauten und damit
kostengünstigen Katalysator anzugeben.
Der der Erfindung zugrunde liegende Katalysator ist
dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem einstückigen
wabenförmigen Abgasreinigungskatalysator besteht, der in
einem anströmseitigen Abschnitt einen Katalysator zur
selektiven Reduktion von Stickoxiden mittels
Ammoniakgas, gegebenenfalls aus einer ammoniakspendenden
Verbindung, und in einem abströmseitigen Abschnitt einen
Oxidationskatalysator aufweist. Sein Prinzip beruht also
darin, daß die Abgase in einem einzigen wabenförmigen
Katalysatorelement unmittelbar nacheinander mit zwei
verschiedenen, jeweils reaktionsspezifischen optimierten
Katalysatorformulierungen, die zum Teil an sich bekannt
sein können, in Kontakt gebracht werden; die
unterschiedlichen Katalysatorzonen (oder Reaktionszonen)
für die selektive Stickoxidreduktion und die darauf
folgende Oxidation wird im folgenden als Zone 1 für den
Teil der Reduktion und als Zone 2 für den Teil der
Oxidation bezeichnet.
Der erfindungsgemäße Katalysator ist
als Vollkatalysator mit
einer Oxidationskatalysatorbeschichtung in Zone 2
ausgeführt.
Er besteht
aus einer Metalloxidmischung oder aus einem ein Metall
enthaltendem Zeolithen, entsprechend den Patentansprüchen
auf dem im abströmseitigen Abschnitt (Zone 2) ein
Oxidationskatalysator als Überzug aufgebracht ist.
Das schadstoffhaltige Abgas wird der den Katalysator
enthaltenden Abgasreinigungsanlage in einem
Temperaturbereich zwischen 250 und 550°C zugeführt.
Entscheidungskriterium für das in einer bestimmten
Anlage gewählte Temperaturniveau sind technische oder
wirtschaftliche Gründe, wie Abgastemperatur des Motors,
Ammoniakoxidation, Wärmebündelung, Produktionskosten,
geforderte Minderungsraten für die Schadstoffe etc.
Das Abgas wird nach Eintritt in eine der
Katalysatoranordnung vorgeschaltete Mischeinrichtung mit
dem Reduktionsmittel (Ammoniak, gegebenenfalls aus einer
ammoniakspendenden Chemikalie) vermischt.
Anschließend wird es über die Katalysatorzone 1
geleitet, in der die selektive katalytische Reduktion
der Stickoxide zu Stickstoff und Wasser erfolgt. In der
direkt auf dem selben Katalysatorelement nachfolgenden
Zone 2 werden nicht nur Kohlenmonoxid und die
Kohlenwasserstoffe oxidiert, sondern auch das durch Zone
1 durchgetretene Ammoniak entfernt. Spezielle, an sich
bekannte Formulierungen für Oxidationskatalysatoren sind
auch geeignet für die Überführung von Schwefeldioxid in
Schwefeltrioxid. Die Endprodukte der katalytischen
Reduktions- und Oxidationsvorgänge sind Kohlendioxid,
Wasser und Stickstoff bzw. auch Schwefeltrioxid.
Das nach Verlassen der Oxidationszone aus dem Reaktor
austretende Abgas enthält kein Ammoniak mehr, da das
Ammoniak zu Stickstoff und Stickoxiden oxidiert wird. Es
kann deswegen nicht mehr zu den Verklebungen,
Verkrustungen und Korrosion durch Ammoniaksalze in der
Anlage kommen. Die leichte Erhöhung der
Stickoxidemission durch das zu Stickoxiden oxidierte
Ammoniak kann durch einfache Regelungsmaßnahmen auf ein
Minimum begrenzt werden.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen einstückigen aber
zweizonigen Katalysatoren bringt neben den schon
beschriebenen verfahrenstechnischen Vorteilen noch
weitere Vorteile: Durch den Wegfall mehrfacher
Erweiterungen und Verengungen des Strömungsquerschnitts
in gebräuchlichen Serienschaltungen und von
Turbulenzzonen zwischen mehreren Katalysatorelementen
wird der Druckverlust deutlich herabgesetzt.
Ein weiterer nennenswerter Vorteil ist die Kostensenkung
gegenüber dem Stand der Technik durch die Verringerung
der Anzahl der Reaktoren. Die Kosten für Verpackung und
Lagerung der Katalysatorelemente im Reaktor können bei
Anordnung der erfindungsgemäßen Weise weiter vermindert
werden.
Für die Reduktion und gleichzeitig als Träger für den
als Zone 2 bezeichneten Oxidationsbereich können mit
Vorteil Vollextrudate in Wabenform gemäß den
Unteransprüchen 2 bis 5 dieser Anmeldung eingesetzt
werden, also sog. Vollkatalysatoren, bestehend aus
Titandioxid mit Zusätzen von z. B. Wolfram- und
Vanadiumoxid z. B. gemäß
DE-PS 24 58 888 (Anspruch 2), deutscher Patentanmeldung
P 37 40 269.7-41 (Anspruch 3), deutscher Patentanmeldung
P 39 06 136.1 (Anspruch 4) oder bestehend aus Zeolith
z. B. entsprechend deutscher Patentanmeldung
P 38 41 990.4-43 (Anspruch 5).
Die Oxidationszone 2 kann so ausgeführt sein, daß eine
geeignete Katalysatorbeschichtung auf den
Reduktionskatalysator in einem rückwärtigen Abschnitt
desselben aufgebracht ist, wobei, je nach
Auslegungsfall, der mit der oxidierenden Formulierung
beschichtete Bereich 20 bis 50% des Katalysatorvolumens
einnimmt (Anspruch 6). Im allgemeinen genügt es, 25 bis
35% eines jeden Katalysatorelements mit dem
Oxidationskatalysator zu beschichten. Die Formulierung
des Oxidationskatalysators kann (in Anlehnung an DE-PS
29 07 106) derjenigen von Anspruch 6 entsprechen bzw.
aus γ-Aluminiumoxid mit Zusätzen von 3 bis 35 Gew.-%
Ceroxid und 1 bis 5 Gew.-% Zirkonoxid sowie Platin,
Platin/Palladium, Platin/Rhodium oder Palladium
bestehen, wobei das Edelmetall in reduzierter
hochdispersiver Form auf dem Katalysator vorliegt.
Günstig ist, wenn der Edelmetallanteil in der
katalytischen Beschichtung der Zone 2 0,25 bis 2,8
Gew.-% beträgt.
In Anlehnung an die deutsche Patentanmeldung
P 37 40 289.7-41, Beispiel 17, wird ein Katalysator in
Wabenform (Abmessungen: 150 mm × 150 mm × 440 mm,
Zellteilung: 3,6 mm) mit einem Gewichtsverhältnis
TiO₂/WO₃ von 9 : 1 und einem V₂O₅-Gehalt von 0,45 Gew.%
hergestellt. Als Titandioxidkomponente wird ein
flammhydrolytisch hergestelltes TiO₂ entsprechend
Anspruch 3 verwendet.
Zur Aufbringung der Oxidationsbeschichtung auf 30% der
Gesamtlänge werden im ersten Arbeitsschritt ein
Oxidgemisch aus γ-Al₂O₃, CeO₂ und ZrO₂ wie folgt
aufgebracht:
In einer 25 Gew.% enthaltenden wäßrigen Suspension von
γ-Aluminiumoxid werden pro 100 g γ-Al₂O₃ 60 g CeO₂ und
3 g ZrO₂ in Form ihrer Acetate zugesetzt. Eine
Beschichtung erfolgt durch Eintauchen der Abströmseite
des oben erwähnten Wabenkörpers entsprechend 30% der
Gesamtlänge in diese Suspension. Im Anschluß an den
Tauchschritt werden die Kanäle des Monoliths mit
Preßluft freigeblasen und bei 150°C im Luftstrom
getrocknet. Danach wird bei 550°C zwei Stunden
getempert. Als Mischoxidbeschichtung verbleiben
80-90 g pro 1 Liter Katalysatorvolumen.
Das Edelmetall wird durch Imprägnierung mit einer
wäßrigen Lösung von Hexachloroplatinsäure,
Palladiumchlorid oder Rhodiumchlorid erreicht. Nach
Trocknung bei 150°C werden die Edelmetalle bei 550°C
in Wasserstoffatmosphäre reduziert. Die Edelmetallmengen
sind in Tabelle 2 angegeben.
Entsprechend der deutschen Patentschrift 24 58 888,
Beispiel X-1, wird ein Wabenkörper mit den gleichen
geometrischen Abmessungen, wie in Beispiel 1
beschrieben, hergestellt. Das TiO₂ : WO₃
Gewichtsverhältnis beträgt 9 : 1, der V₂O₅-Gehalt 0,45
Gew.%. Als TiO₂-Komponente wird gefälltes TiO₂ vom
Anatas-Typ mit einer spezifischen Oberfläche von 70 m²/g
verwendet. Die Aufbringung der
Oxidationskatalysatorbeschichtung erfolgt wie in den
Beispielen 1-4 beschrieben von der Abströmseite her
auf 20% der Gesamtlänge. Als Edelmetall wird 2,5 Gew.%
Platin, bezogen auf die Beschichtung, aufgebracht.
Entsprechend der deutschen Patentanmeldung
P 38 41 990, Beispiel 32, wird ein zeolithischer
Wabenkörper mit den gleichen geometrischen Abmessungen,
wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt.
Als Zeolith wurde Mordenit mit dem Modul 19
(SiO₂/Al₂O₃-Molverhältnis) eingesetzt. Die durch
Ionenaustausch eingebrachten Aktivkomponenten sind 1,0
Gew.% Kupfer, 0,58 Gew.% Eisen und 0,1 Gew.% Cer.
Die Aufbringung der Oxidationskatalysatorbeschichtung
erfolgt, wie in den Beispielen 1-4 beschrieben, auf
50% der Gesamtlänge. Als Edelmetall wird 1,0 Gew.%
Platin aufgebracht.
Eine Pilotanlage, die mit Abgasen aus einem Gasmotor mit
Magerbetrieb beschickt wurde, wurde zur Testung der
erfindungsgemäßen Katalysatoren eingesetzt. Die
Katalysatoren waren erfindungsgemäß als Vollextrudate,
bestehend aus Wabenkörpern mit einer Kantenlänge von
150 mm × 150 mm und einer Länge von 440 mm ausgeführt.
Die Zellteilung (1 Steg + 1 Zellöffnung) betrug 3,6 mm.
Die technischen Daten der Pilotanlage können wie folgt
zusammengefaßt werden:
Rauchgasdurchsatz | ||
105 m³/h i.N. | ||
Raumgeschwindigkeiten @ | - NOx-Reduktion | 15 000 h-1 |
- CO/HC-Oxidation | 36 000 h-1 | |
Abgasgeschwindigkeit im Reaktor (Leerrohrgeschw.) | 1,2 m/s | |
Rauchgastemperatur | 400-520°C | |
Molverhältnis NH₂/NOx | 0,8-1,2 |
Nach 4000 Betriebsstunden konnten bei einem Katalysator
entsprechend Beispiel 1 und einem Molverhältnis
Ammoniak/Stickoxid von 0,95 Konversionsraten für
Stickoxid um 95% gemessen werden. Die Konversionsraten
für Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe sind Tabelle 1
und der Graphik Abb. 1 zu entnehmen.
Unter den angewandten Betriebsbedingungen konnte in
keinem Fall Ammoniak im Abgas hinter dem katalytischen
Konverter nachgewiesen werden. Die Anlage arbeitet in
weiten Betriebsbereichen ammoniak-schlupffrei.
Die Schadstoffkonvertierung als Funktion der
Betriebszeit ist in Abb. 1 graphisch dargestellt. Die
Umsatzkurve für die Kohlenwasserstoffe inklusive Methan
(Ges.-HC) zeigt, daß der frische Katalysator auch Methan
oxidiert. Der Methanumsatz geht allerdings im Verlauf
von ca. 1000 Betriebsstunden zurück.
Claims (9)
1. Katalysator zur Reinigung von Abgasen insbesondere
aus überstöchiometrisch betriebenen
Verbrennungsmotoren und Gasturbinen aus einem
einstückigen als Wabenkörper vorliegenden
Abgasreinigungskatalysator, der in einem
anströmseitigen Abschnitt einen Katalysator zur
selektiven Reduktion von Stickoxiden mittels
Ammoniakgas, gegebenenfalls aus einer Ammoniak
spendenden Verbindung, und in einem abströmseitigen
Abschnitt einen Oxidationskatalysator aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Oxidationskatalysator als Beschichtung auf
einem abströmseitigen Abschnitt eines als
Vollextrudat ausgeführten Reduktionskatalysators
aufgebracht ist, wobei der mit dem Oxidations
katalysator beschichtete Bereich 20 bis 50% des
gesamten Katalysatorvolumens ausmacht.
2. Katalysator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der als Vollextrudat ausgeführte Reduktions
katalysator aus einer innigen Mischung der
Komponenten
- (A) Titan in Form von Oxiden,
- (B) wenigstens ein Metall aus der Gruppe
- B.1 Eisen und Vanadium in Form von Oxiden
und/oder
Sulfaten, und/oder der Gruppe - B.2 Molybdän, Wolfram, Niob, Kupfer, Chrom in Form von Oxiden,
- B.1 Eisen und Vanadium in Form von Oxiden
und/oder
- und/oder
- (C) Zinn in Form von Oxiden, und/oder
- (D) Metalle aus der Gruppe Beryllium, Magnesium, Zink, Bor, Aluminium, Yttrium, Seltene Erdenelemente, Silicium, Antimon, Wismut und Mangan in Form von Oxiden,
besteht, wobei die Komponenten in den
Atomverhältnissen
A : B : C : D
= 1 : 0,01 bis 10 : 0 bis 0,2 : 0 bis 0,15vorhanden sind.
3. Katalysator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der als Vollextrudat ausgeführte Reduktions
katalysator aus einem innigen Gemisch von
Titandioxid als Komponente A), Wolframoxid als
Komponente B₁ und Vanadium-, Eisen-, Niob-, Kupfer-,
Chrom- und/oder Molybdänoxid als Komponente B₂ mit
einem Atomverhältnis zwischen den Metallen der
Komponenten A) und B) von 1 : 0,001 bis 1 besteht,
wobei die Komponente A) ein durch Flammenhydrolyse
von TiCl₄ erhältliches feinteiliges Oxid mit einer
überwiegend Anatas aufweisenden Röntgenstruktur,
einer BET-Oberfläche von 50 ± 15 m²/g, einer Dichte
von 3,8 g/cm³, einer mittleren Größe der
Primärteilchen von 30 nm, einem in 4%iger wäßriger
Dispersion gemessenen pH-Wert von 3-4 und einem
bei pH 6,6 liegenden isoelektrischen Punkt ist, das
nach zweistündigem Glühen bei 1000°C einen
TiO₂-Gehalt von 99,5 Gew.-%, einen Al₂O₃-Gehalt von
0,3 Gew.-%, einen SiO₂-Gehalt von 0,2 Gew.-%, einen
Fe₂O₃-Gehalt von 0,01 Gew.-% und einen HCl-Gehalt
von 0,3 Gew.-% aufweist und das einen
Gewichtsverlust nach zweistündigem Trocknen bei 105°C
von 1,5 Gew.-% sowie nach zweistündigem Glühen bei
1000°C von 2 Gew.-% zeigt.
4. Katalysator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der als Vollextrudat ausgeführte Reduktions
katalysator die Komponenten
- A) Titanoxid
- B₁) mindestens ein Oxid von Wolfram, Silicium, Bor, Aluminium, Phosphor, Zirkonium, Barium, Yttrium, Lanthan, Cer und
- B₂) mindestens ein Oxid von Vanadium, Niob, Molybdän, Eisen, Kupfer, Chrom
mit einem Atomverhältnis zwischen den Elementen der
Komponenten A) und B) von 1 : 0,001 bis 1,
vorzugsweise 1 : 0,002 bis 0,4 enthält und die
Komponente A) in Form eines reaktiven
hochoberflächigen Titanoxids mit einer
BET-Oberfläche von 40-500, vorzugsweise 50-300,
insbesondere 60-150 m²/g, das vollständig oder zum
überwiegenden Teil in der Anatasmodifikation
vorliegt, anwesend ist.
5. Katalysator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reduktionskatalysator aus einem Kupfer
und/oder Eisen sowie gegebenenfalls noch Cer oder Mo
enthaltenden säurebeständigen Zeolith-
Vollkatalysator, gegebenenfalls vom Mordenit-Typ,
besteht.
6. Katalysator nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der als Beschichtung auf einem abströmseitigen
Abschnitt des Reduktionskatalysators vorliegende
Oxidationskatalysator aus 2 bis 70 Gew.-% CeO₂ und 0
bis 20 Gew.-% ZrO₂ sowie gegebenenfalls Eisenoxid,
Erdalkalioxide und/oder seltene Erdmetalloxide
enthaltendem Aluminiumoxid der Übergangsreihe als
Trägerschicht besteht und daß auf dieser Träger
schicht 0,01 bis 3 Gew.-% bezogen auf das Gesamt
gewicht der Trägerschicht Platin, Palladium und/oder
Rhodium mit einem Gewichtsverhältnis zwischen Platin
und/oder Palladium und dem gegebenenfalls anwesenden
Rhodium von 2 : 1 bis 30 : 1 aufgebracht sind.
7. Verwendung des Katalysators zur katalytischen
Reinigung von Abgasen insbesondere aus
überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren
und Gasturbinen von den Schadstoffen Stickoxide,
Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Ammoniakschlupf
aus der Entstickung und gegebenenfalls
Schwefeldioxid.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3929297A DE3929297C2 (de) | 1989-07-28 | 1989-09-04 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen |
US07/556,097 US5120695A (en) | 1989-07-28 | 1990-07-23 | Catalyst for purifying exhaust gases from internal combustion engines and gas turbines operated at above the stoichiometric ratio |
DE90114311T DE59004874D1 (de) | 1989-07-28 | 1990-07-26 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen. |
AT90114311T ATE102501T1 (de) | 1989-07-28 | 1990-07-26 | Katalysator zur reinigung von abgasen aus ueberstoechiometrisch betriebenen verbrennungsmotoren und gasturbinen. |
EP90114311A EP0410440B1 (de) | 1989-07-28 | 1990-07-26 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen |
FI903764A FI903764A0 (fi) | 1989-07-28 | 1990-07-27 | Katalysator foer renande av avgaser fraon oeverstoekiometriskt anvaenda foerbraenningsmotorer och gasturbiner. |
KR1019900011521A KR910002507A (ko) | 1989-07-28 | 1990-07-28 | 화학량론적 비 이상에서 작동된 내연기관 및 가스 터어빈으로부터 발생한 배기가스의 정화용 촉매 |
JP2199348A JP3051142B2 (ja) | 1989-07-28 | 1990-07-30 | 排ガス浄化触媒および排ガス浄化方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3924983 | 1989-07-28 | ||
DE3929297A DE3929297C2 (de) | 1989-07-28 | 1989-09-04 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3929297A1 DE3929297A1 (de) | 1991-01-31 |
DE3929297C2 true DE3929297C2 (de) | 1996-03-14 |
Family
ID=6386019
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3929297A Expired - Fee Related DE3929297C2 (de) | 1989-07-28 | 1989-09-04 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen |
DE90114311T Expired - Lifetime DE59004874D1 (de) | 1989-07-28 | 1990-07-26 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE90114311T Expired - Lifetime DE59004874D1 (de) | 1989-07-28 | 1990-07-26 | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR910002507A (de) |
DD (1) | DD296617A5 (de) |
DE (2) | DE3929297C2 (de) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007137675A1 (de) | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysator zur verminderung stickstoff-haltiger schadgase aus dem abgas von dieselmotoren |
DE202008010119U1 (de) | 2008-07-29 | 2009-05-07 | Koltun, Mykhaylo | Einrichtung zur Reinigung von Abgasen der Turbostrahltriebwerke |
DE202008010122U1 (de) | 2008-07-29 | 2009-05-14 | Koltun, Mykhaylo | Einrichtung zur Durchführung des Abgasreinigungsverfahrens (Ottomotor) |
DE202008010121U1 (de) | 2008-07-29 | 2009-05-14 | Koltun, Mykhaylo | Einrichtung zur Durchführung des Abgasreinigungsverfahrens (Dieselmotor) |
DE102008035268A1 (de) | 2008-07-29 | 2010-03-25 | Mykhaylo Koltun | Verfahren zur katalytischen Verarbeitung von Flüssigkeiten und Gasen |
DE102008035270A1 (de) | 2008-07-29 | 2011-12-01 | Mykhaylo Koltun | Verfahren und Einrichtung zur Verarbeitung von Abgasen (Ottomotor) |
US8226896B2 (en) | 2007-02-23 | 2012-07-24 | Umicore Ag & Co. Kg | Catalytic activated diesel particle filter with ammonia trap effect |
DE102008035271A1 (de) | 2008-07-29 | 2012-12-06 | Genady Maslov | Verfahren und Einrichtung von Abgasen (Diesel) zur Verarbeitung |
DE102015014312A1 (de) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Tropinon Enterprises Ltd. | Verfahren zur Minderung der NOx-Emission im Abgasstrang eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108140C1 (ru) * | 1996-06-24 | 1998-04-10 | Александр Юрьевич Логинов | Способ очистки отработавших газов |
DE10323607B4 (de) * | 2003-05-20 | 2019-05-09 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors |
DE102008055890A1 (de) | 2008-11-05 | 2010-05-12 | Süd-Chemie AG | Partikelminderung mit kombiniertem SCR- und NH3-Schlupf-Katalysator |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4085193A (en) * | 1973-12-12 | 1978-04-18 | Mitsubishi Petrochemical Co. Ltd. | Catalytic process for reducing nitrogen oxides to nitrogen |
GB1586530A (en) * | 1977-05-31 | 1981-03-18 | Caterpillar Tractor Co | Two-stage catalysts of engine exhaust |
US4325924A (en) * | 1977-10-25 | 1982-04-20 | Electric Power Research Institute, Inc. | Urea reduction of NOx in fuel rich combustion effluents |
DE2907106C2 (de) * | 1979-02-23 | 1985-12-19 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Abgaskatalysator und seine Verwendung zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen |
DE3601378A1 (de) * | 1986-01-18 | 1987-07-23 | Degussa | Verfahren zur reinigung von oxide des stickstoffs und schwefels enthaltenden abgasen aus verbrennungsanlagen |
FR2622126B1 (fr) * | 1987-10-21 | 1991-06-14 | Procatalyse Ste Fse Produits C | Catalyseur pour le traitement des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne et procede de fabrication de ce catalyseur |
DE3740289A1 (de) * | 1987-11-27 | 1989-06-08 | Degussa | Katalysator zur selektiven reduktion von stickoxiden mit ammoniak |
-
1989
- 1989-09-04 DE DE3929297A patent/DE3929297C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-07-26 DD DD90343088A patent/DD296617A5/de not_active IP Right Cessation
- 1990-07-26 DE DE90114311T patent/DE59004874D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-28 KR KR1019900011521A patent/KR910002507A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007137675A1 (de) | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysator zur verminderung stickstoff-haltiger schadgase aus dem abgas von dieselmotoren |
DE202007019652U1 (de) | 2006-05-31 | 2014-12-19 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysator zur Verminderung Stickstoff-haltiger Schadgase aus dem Abgas von Dieselmotor |
US8226896B2 (en) | 2007-02-23 | 2012-07-24 | Umicore Ag & Co. Kg | Catalytic activated diesel particle filter with ammonia trap effect |
DE202008010119U1 (de) | 2008-07-29 | 2009-05-07 | Koltun, Mykhaylo | Einrichtung zur Reinigung von Abgasen der Turbostrahltriebwerke |
DE202008010122U1 (de) | 2008-07-29 | 2009-05-14 | Koltun, Mykhaylo | Einrichtung zur Durchführung des Abgasreinigungsverfahrens (Ottomotor) |
DE202008010121U1 (de) | 2008-07-29 | 2009-05-14 | Koltun, Mykhaylo | Einrichtung zur Durchführung des Abgasreinigungsverfahrens (Dieselmotor) |
DE102008035268A1 (de) | 2008-07-29 | 2010-03-25 | Mykhaylo Koltun | Verfahren zur katalytischen Verarbeitung von Flüssigkeiten und Gasen |
DE102008035270A1 (de) | 2008-07-29 | 2011-12-01 | Mykhaylo Koltun | Verfahren und Einrichtung zur Verarbeitung von Abgasen (Ottomotor) |
DE102008035271A1 (de) | 2008-07-29 | 2012-12-06 | Genady Maslov | Verfahren und Einrichtung von Abgasen (Diesel) zur Verarbeitung |
DE102008035271B4 (de) | 2008-07-29 | 2023-06-29 | Genady Maslov | Verfahren und Einrichtung zur Verarbeitung von Abgasen (Dieselmotor) |
DE102008035270B4 (de) | 2008-07-29 | 2023-08-03 | Mykhaylo Koltun | Verfahren und Einrichtung zur Verarbeitung von Abgasen (Ottomotor) |
DE102015014312A1 (de) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Tropinon Enterprises Ltd. | Verfahren zur Minderung der NOx-Emission im Abgasstrang eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3929297A1 (de) | 1991-01-31 |
DD296617A5 (de) | 1991-12-12 |
KR910002507A (ko) | 1991-02-25 |
DE59004874D1 (de) | 1994-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0410440B1 (de) | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen | |
DE69729670T2 (de) | Katalysator und Verfahren zur Reinigung von Abgasen | |
DE3619337C2 (de) | ||
EP3103979B1 (de) | Katalysator zur entfernung von stickoxiden aus dem abgas von dieselmotoren | |
EP0617199B1 (de) | Katalysator zur Stickoxidminderung im Abgas eines Verbrennungsmotors | |
EP2116293B1 (de) | Abgasreinigungssystem zur Behandlung von Motorenabgasen mittels SCR-Katalysator | |
DE19807646B4 (de) | Katalysator für die Abgasreinigung, dessen Verwendung und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE10308287B4 (de) | Verfahren zur Abgasreinigung | |
EP0879633B1 (de) | Verfahren zur Reinigung eines mageren Abgases und Katalysatorsystem hierfür | |
DE3929297C2 (de) | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus überstöchiometrisch betriebenen Verbrennungsmotoren und Gasturbinen | |
US6054408A (en) | Catalyst for reducing the nitrogen oxide concentration in a flowing medium and method for producing the catalyst | |
EP1060002B1 (de) | Katalysator und verfahren zur abgasreinigung | |
WO2000030746A2 (de) | Katalysatorkörper und verfahren zum abbau von stickoxiden | |
DE4004572C2 (de) | Trägerkatalysator zur Reinigung von Abgasen | |
DE102011086787A1 (de) | Vorrichtung zum Beseitigen von Emissionen und Verfahren zur Reduzierung von Emissionen im Abgas | |
EP0945165A2 (de) | Speichermaterial für Schwefeloxide | |
EP0147751A2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen | |
EP0706817A2 (de) | Verfahren zur gleichzeitigen Verminderung der im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthaltenen Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide | |
DE102011012799A1 (de) | Katalysator zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgas von Dieselmotoren | |
DE102015204296A1 (de) | Kompaktes zylindrisches SCR-System zur Reduktion von Stickstoffoxiden im sauerstoffreichen Abgas von Verbrennungsmotoren mit 500 bis 4500 kW | |
EP0365308A2 (de) | Katalysator zur Reinigung von Abgasen, Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Katalysators | |
EP2844372A1 (de) | Abgasreinigungsvorrichtung und verfahren zur reduktion von stickoxiden aus einem abgas einer fossil befeuerten kraftwerksanlage | |
DE3932452A1 (de) | Katalysator und verfahren zur abgasreinigung | |
DE60129181T3 (de) | Katalysator und Verfahren zur Abgasreinigung | |
DE3604946A1 (de) | Verfahren und anlagen zur reinigung von rauchgasen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |