DE3938155A1 - Verfahren zur herstellung eines denox-katalysators - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines denox-katalysators

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Hans Dipl Phys Hellebrand
Helmut Dipl Phys Dr Re Schmelz
Norbert Landgraf
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines DeNOx-Katalysators, bei dem eine z.B. aus TiO2/V2O5/Fe2O3 bestehende Katalysator-Substanz als Schicht auf ein metallisches Trägerblech aufgebracht, getrocknet und calciniert wird.
Zur Entstickung von Kraftwerks-Rauchgasen nach dem SCR-Verfahren haben sich Plattenkatalysatoren bewährt, bei denen eine kata­ lytisch wirksame, z.B. aus TiO2/V2O5/Fe2O3 bestehende Kataly­ sator-Substanz als Schicht auf ein Edelstahlblech aufgewalzt wird.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von DeNOx-Kataly­ satoren bekannt, bei denen als katalytisch aktive Bestandteile Titanoxid (TiO2), Vanadiumoxid (V2O5) und Wolframoxid (WO2) verwendet werden (DE-PS 24 58 888). Als Binder wird hierbei gelegentlich Zellulose eingesetzt. Mit einigen der dort offenbarten Katalysatoren werden in Gegenwart von Ammoniak als Reduktionsmittel gute katalytische Aktivitäten bei der Reduzie­ rung von Stickoxiden in Rauchgasen erzielt. Bei der Herstellung wünscht man sich einfach, d.h. leicht zu beschaffende Ausgangs­ substanzen, die sich leicht verarbeiten lassen.
Durch die DE-PS 26 58 569 ist ein Verfahren zur Herstellung von geformten, d.h. vollkeramischen, wabenförmigen Katalysatoren bekannt, welche als Hauptkomponente Titanoxid enthalten und bei denen von Metatitansäuresol ausgegangen wird. Dieses Ausgangs­ material wird mit mindestens einer Vanadinverbindung, Boraten und/oder mindestens Kohlenstoff, Silikaten und Phosphaten gegebenenfalls auch mit Keramikfasern vermischt und sodann calci­ niert. Durch diese Zumischungen wird einerseits die Verbindung der einzelnen Katalysatorkomponenten untereinander und mit dem Untergrund verbessert und andererseits durch Aufoxidation der Kohlenstoffkomponenten eine mehr oder weniger feinporige Struktur erreicht. Dabei ist das Herstellungsverfahren insbe­ sondere bei der Anwendung für dünn zu beschichtende Platten­ katalysatoren problematisch.
Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Verfahren der eingangs genannten Art einen einfachen und leicht erhältlichen Binder anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Aufbringen als Binder wirkende Methylzellulose in der Katalysator- Substanz enthalten ist.
Vorliegend wird also als Binder Methylzellulose, die auch unter dem Handelsnamen "Tylose" bekannt ist, verwendet. Solche Methyl­ zellulose ist übrigens der Hauptbestandteil von üblichem Tapetenkleister. Vorliegend bringt die Anwendung dieses speziellen Binders den Vorteil mit sich, daß er gut wasserlös­ lich und billig ist. Darüber hinaus verbrennt er im weiteren Verlauf des Herstellungsprozesses rückstandsfrei zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O), also zu unproblematischen Restprodukten. Dabei hinterläßt er auf und in der Oberfläche Hohlräume, d.h. der Katalysator erhält eine porige Struktur, was wegen der Oberflächenvergrößerung sehr wünschenswert ist.
Weiter kann vorgesehen sein, die Beschichtung mit dem DeNOx- Material durch Spritzauftrag vorzunehmen. Die so hergestellte Schicht ist nach dem Trocknen plastisch verformbar, so daß das Trägerblech samt Beschichtung zwecks Schaffung von Abstands­ haltern verformt werden kann. Besonders bevorzugter Auftrags­ prozeß ist aber das Aufwalzen.
Man kann im Spritzauftrag Methylzellulose und Glasfasern kombinieren. Nach dem Einbrand, bei dem der Binder beseitigt wird, hält das Material dann über eine Glasfaserarmierung und über eigene, beim Brennprozeß ausgebildete Sinterhälse zusammen.
Nach einer weiteren Ausbildung wird vorgeschlagen, die nach dem Einbrand vorliegende mechanische Festigkeit dadurch weiter zu erhöhen, daß als Binder zusätzlich zur Methylzellulose kolloida­ les SiO2 und/oder kolloidales TiO2 zugegeben wird. Kolloidales und NH3-stabilisiertes SiO2 ist z.B. unter dem Handelsnamen Ludox AS von DuPont erhältlich. Kolloidales TiO 2 wird z.B. durch intensives Mischen von TiO2-P25 (Produkt der Fa. Degussa) im Intensiv-Mischer, z.B. im Ultra-Turrax-Mischer oder in einer Rührwerksmühle, hergestellt und durch Eindicken infolge Zu­ mischung des katalytisch wirksamen Materials (z.B. V2O5) letzt­ endlich stabilisiert. Andere Herstellungsverfahren, die ähnlich wie die Herstellverfahren für SiO2 arbeiten, sind möglich. Dieses Verfahren mit SiO2 und/oder TiO2 hat den Vorteil, daß beim Ein­ brand zusätzliche Bindekräfte erzeugt werden, welche die Haft­ festigkeit des DeNOx-Materials auf dem Trägerblech verbessern.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines DeNOx-Katalysators, bei dem eine z.B. aus TiO2/V2O5/Fe2O3 bestehende Katalysator-Substanz als Schicht auf ein metallisches Trägerblech aufgebracht, getrock­ net und calciniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen in der Katalysator-Substanz als Binder wirkende Methylzellulose enthalten ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Methylzellulose enthaltende Substanz durch Spritzauftrag auf das metallische Trägerblech aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Substanz vor dem Auf­ bringen zusätzlich Glasfasern enthalten sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Substanz vor dem Aufbringen zusätzlich kolloidales SiO2 und/oder TiO2 enthalten sind/ist.
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