DE4020914A1 - Verfahren zur entfernung des ammoniak-gehaltes in gasen - Google Patents
Verfahren zur entfernung des ammoniak-gehaltes in gasenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Entfernung
oder Verminderung des Ammoniak-Gehaltes in Gasen.
Ammoniak (NH₃) wird in verschiedenen industriellen
Prozessen benötigt, beispielsweise zur Stickoxidreduktion
in Kraftwerksabgasen, weiterhin in großem Umfang in der
Soda-Produktion. Entsprechend fallen Abgase und auch Abwasser
an, die Ammoniak oder, im Falle der Abwässer bei
entsprechendem pH-Wert, Ammoniak oder das Ammonium-Ion
enthalten.
Weitere Quellen für Ammoniak oder Ammonium-Ionen in
Abgas oder Abwasser stellen der mikrobiologische Abbau von
Nitrit oder Nitrat, die Abluft aus Viehhaltungen sowie
kommunale Abwässer dar.
Die Freisetzung von Ammoniak bedeutet, wie man heute
weiß, für die Umwelt eine Geruchsbelästigung und bei höheren
Konzentrationen eine Gesundheitsgefährung.
Eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Ammoniakbeseitigung
sind katalytisch arbeitende Zersetzungsverfahren.
Die katalytische Zersetzung von Ammoniak in der Gasphase
mit Platin-Katalysatoren ist aus der Salpetersäuregewinnung
bekannt. Platin ist sehr aktiv und gestattet die
Ammoniak-Zersetzung bereits bei Temperaturen ab 200°C.
Die Verwendung reiner Platinkatalysatoren im Bereich der
Abluftreinigung ist jedoch nicht mehr praktikabel, weil
ein temperaturabhängiger Teil des Ammoniaks in Distickstoffmonoxid
und Stickstoffmonoxid umgewandelt wird. Distickstoffmonoxid
(N₂O) trägt nach allgemeiner Auffassung
zum Treibhauseffekt bei. Stickstoffmonoxid ist gesundheitsschädigend.
Katalysatoren, welche die Ammoniak-Zersetzung unter
selektiver Bildung von Stickstoff bewirken, sind bereits
bekannt. Als besonders selektiv erwiesen sich Molybdäntrioxid
und Vanadinpentoxid. Diese beiden Katalysatoren besitzen
eine verhältnismäßig geringe Aktivität.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues
wirtschaftlich arbeitendes Verfahren zur Entfernung von
Ammoniak aus Gasen bereitzustellen.
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zur Zersetzung von Ammoniak in Gasen bereitzustellen,
bei welchem der Ammoniak-Gehalt unter Bildung von
Stickstoff und gegebenenfalls Wasser entfernt wird, ohne
daß das Gas mit unerwünschten Mengen an Stickoxiden und
Distickstoffmonoxid, belastet wird.
Es wurde nun ein Verfahren zur Entfernung oder Verminderung
des Ammoniak-Gehalts aus mit Ammoniak belasteten
Gasen unter selektiver Stickstoffbildung unter weitgehender
Vermeidung der Bildung von Stickoxiden, insbesondere
Distickstoffmonoxid, bereitgestellt, welches insbesondere
bei der Aufbereitung von Ammoniak enthaltenden Gasen, beispielsweise
industriellen Abgasen wie Abgasen aus der
Soda-Herstellung oder Kraftwerksabgasen, landwirtschaftlichen
Abgasen, beispielsweise Abluft aus der Großvieh-Haltung,
und, nach einer entsprechenden Vorbehandlung,
auch für den Ammoniak- oder Ammonium-Ionen-Gehalt von
Wässern und Abwässern, beispielsweise landwirtschaftlichen
Abwässern wie Gülle oder Jauche oder kommunalen Abwässern
anwendbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung
oder Verminderung des Ammoniak-Gehalts aus mit
Ammoniak belasteten Gasen unter selektiver Stickstoffbildung,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das mit
Ammoniak belastete Gas bei einer Temperatur zwischen 20
und 500°C mit einem Katalysator kontaktiert, der ein
katalytisch aktives Gemisch aus Edelmetall und Übergangsmetalloxid
im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200 aufweist, wobei
das Edelmetalll ausgewählt ist aus der Platin, Palladium,
Rhodium, Iridium und deren Gemischen umfassenden Gruppe
und das Übergangsmetalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe
der Molybdänoxide, Vanadiumoxide und deren Gemischen.
Bevorzugtes Edelmetall ist Palladium. Bevorzugtes
Übergangsmetalloxid ist Vanadiumoxid.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein zur Durchführung
des vorstehenden Verfahrens besonders geeigneter
Katalysator auf Basis von katalytisch aktiven Gemischen
von Edelmetallen und Übergangsmetalloxiden im Molverhältnis
1 : 10 bis 1 : 200, wobei das Edelmetall ausgewählt ist
aus der Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und deren Gemischen
umfassenden Gruppe und das Übergangsmetalloxid
ausgewählt ist aus der Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide
und deren Gemischen.
Der Begriff "Vanadinoxide" umfaßt Oxide des Vanadins,
in welchen das Vanadin in den bekannten Oxidationsstufen
+2, +3, +4, +5 vorliegen kann. Der Begriff "Vanadinoxide"
umfaßt auch Oxidgemische.
Der Begriff "Molybdänoxide" umfaßt Oxide des Molybdäns,
in welchen das Molybdän in den bekannten Oxidationsstufen
+2, +3, +4, +5 oder +6 vorliegen kann. Der Begriff
"Molybdänoxide" umfaßt auch Oxidgemische.
Die Temperatur beträgt vorzugsweise 100°C bis
400°C, besonders bevorzugt 250°C bis 400°C.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Ammoniak
enthaltende Gase beliebiger Herkunft behandelt werden, sofern
sie im wesentlichen frei von Stoffen sind, welche bekanntermaßen
als Gifte für platin-, palladium-, rhodium-,
iridium-, molybdänoxid- oder vanadiumoxidhaltigen Katalysatoren
wirken oder, sofern vorhanden, das Trägermaterial
angreifen können. Etwaig vorhandener Wasserdampf in solchen
Gasen stört nicht. Ob in den zu reinigenden Gasen
auch organische Verbindungen, beispielsweise aliphatische
Kohlenwasserstoffe oder Alkohole, Aldehyde oder ähnliches
vorhanden sind, ist für den Erfolg des erfindungsgemäßen
Verfahrens ganz unwichtig. Es können Gase gereinigt werden,
welche organische Verbindungen enthalten. Es können
auch Gase gereinigt werden, welche keine organische Verbindungen
enthalten. Es ist keinesfalls notwendig, organische
Stoffe beizumischen.
Der Gehalt an Ammoniak in den zu behandelnden Gasen
kann im weiten Bereich variieren. Beispielsweise kann man
Gase mit einem Ammoniak-Gehalt zwischen 100 und 40 000 ppm
behandeln.
Prinzipiell kann man das Verfahren auf im wesentlichen
sauerstofffreie Gase anwenden. In diesem Fall wird
das vorhandene Ammoniak nach Gleichung (I) im wesentlichen
in Stickstoff und Wasserstoff umgewandelt:
2 NH₃ → N₂ + 3 H₂
Gewünschtenfalls kann es auch auf solche Gase angewendet
werden, welche Sauerstoff in einer Menge enthalten,
die kleiner ist als stöchiometrisch zur vollständigen Oxidation
des Ammoniaks zu Stickstoff und Wasser notwendig.
Aus Sicherheitsgründen setzt man jedoch bevorzugt Gase
ein, die mindestens soviel Sauerstoff enthalten, wie zur
vollständigen Oxidation des gebundenen Wasserstoffes notwendig
ist. Vorteilhaft wendet man das erfindungsgemäße
Verfahren auf solche Gase an, die Sauerstoff in überstöchiometrischen
Mengen enthalten.
Die katalystische Oxidation von Ammoniak zu Stickstoff
und Wasser kann durch die folgende Gleichung (II) summarisch
wiedergegeben werden:
2 NH₃ + 1,5 O₂ → N₂ + 3 H₂O
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im katalytischen
Festbett oder der katalytischen Wirbelschicht durchgeführt
werden. Die katalytische Wirbelschicht ist insofern vorteilhaft,
weil bei dieser Verfahrensvariante ein sehr
enger Temperaturgradient in der katalytischen Schicht vorliegt
und man eine optimale Umsetzungstemperatur leicht
ermitteln und auch während der gesamten Umsetzung beibehalten
kann.
Gewünschtenfalls kann man das gereinigte Abgas dem
noch zu reinigenden Abgas in einem mehr oder weniger großen
Anteil beimischen. Hierbei wird einerseits die Gesamtemission
verringert, andererseits ist es möglich, den
etwaig vorhandenen Gehalt an Sauerstoff im zu reinigenden
Abgas zu verringern oder auf einen bestimmten Wert einzustellen.
Das Verfahren ist sehr gut auf Ammoniak enthaltende
Abgase der Soda-Produktion, Ammoniak Kraftwerksabgase oder
Abluft aus der Großvieh-Haltung anzuwenden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich weiterhin
zur Entfernung oder Verminderung des Gehaltes an Ammoniak
oder Ammonium-Ionen in Wasser oder Abwasser, beispielsweise
in landwirtschaftlichen Abwässern wie Gülle oder
Jauche, industriellen Abwässern oder kommunalen Abwässern.
Hierzu wird das Ammoniak oder Ammonium-Ionen enthaltende
Abwasser auf einen pH-Wert oberhalb von etwa 10,5 gebracht,
falls es nicht einen solchen pH-Wert bereits aufweist.
Dies kann durch Zusatz von Base, beispielsweise
Natronlauge, geschehen. Anschließend wird das Ammoniak
zweckmäßigerweise durch Einblasen eines Gases aus dem
Wasser ausgetrieben ("Strippen"). Als solches "Strippgas"
kann kalte oder erhitzte Luft verwendet werden. Besonders
zweckmäßig ist es, das gereinigte Abgas, das noch heiß
aus der katalytischen Reinigung austritt, als Strippgas
zu verwenden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Katalysatoren sind jene,
in welchen das Übergangsmetalloxid aus Vanadinoxiden gebildet
ist.
Besonders bevorzugte Katalysatoren enthalten als
Edelmetall Palladium.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte katalytisch
aktive Gemische weisen eine Mischung von Platin, Palladium,
Iridium oder Rhodium mit Vanadiumoxiden auf.
Ganz besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Trägerkatalysatoren,
in welchen das katalytisch aktive Gemisch
auf einen Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid
oder Alumosilikat aufgebracht ist. Als Aluminiumoxid
können die bekannten Modifikationen, z. B. α- oder γ-Aluminiumoxid,
verwendet werden, als Siliciumdioxid bekannte
Modifikationen, z. B. Kieselgel, sowie auch silikatische
Materialien. Das katalytisch aktive Gemisch kann im verwendeten
Trägerkatalysator in einer mehr oder weniger
großen Menge, beispielsweise zwischen etwa 0,01 und
20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators
enthalten sein. Bevorzugt sind Trägerkatalysatoren,
in denen das katalytisch aktive Gemisch in einer
Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Trägerkatalysators, enthalten ist.
Liegt das katalytische Gemisch als Vollkontakt vor,
d. h. ohne Träger, liegen die Katalysatorpartikel zweckmäßigerweise
in Form von Pulvern, Granulaten, Kugeln,
Perlen, Extrudat oder anderen Schüttgutformen vor.
Liegt das katalytisch aktive Gemisch auf einem Träger
vor, können im Prinzip beliebige Trägerformen eingesetzt
werden. Es kann beispielsweise in Form von Pulvern, Granulaten,
Kugeln, Perlen, Zylindern, Hohlzylindern oder Hohlkugeln,
Extrudat, Schaumkeramik oder Monolith vorliegen.
Es ist nicht wesentlich, ob das katalytisch aktive Gemisch
homogen oder inhomogen im Träger verteilt vorliegt. Sofern
man das erfindungsgemäße Verfahren allerdings in der
Wirbelschicht durchführt, empfiehlt es sich, Katalysatorteilchen
bzw. Trägerkatalysatorteilchen mit Teilchengrößen
von etwa 0,3 bis 2 mm Durchmesser einzusetzen, insbesondere
in Form von Granulaten, Kugeln, Perlen oder als gebrochenes
Extrudat.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren anwendbaren Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Katalysatoren
können gewünschtenfalls
als Vollkontakt-Katalysatoren, d. h. ohne Träger,
vorliegen. Bei ihrer Herstellung verwendet man neben den
das Edelmetall und Übergangsmetalloxid liefernden Ausgangskomponenten
allenfalls noch ein Bindemittel, beispielsweise
Bentonit, Alumosilikat oder Montmorillonit.
Bevorzugte erfindungsgemäße Katalysatoren enthalten
das katalytisch aktive Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Gemisch
aufgebracht auf einen Träger aus Siliciumdioxid,
Aluminiumoxid oder Alumosilikat. Bei Monolithen kann
dieser Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat
in Form einer washcoat-Schicht auf inertem Trägermaterial
vorliegen. Bei anderen Trägerkatalysator-Formen,
insbesondere Schüttgut-Trägerkatalysatoren, besteht
der Träger üblicherweise vollständig aus Siliciumdioxid,
Aluminiumoxid oder Alumosilikat.
Bevorzugte erfindungsgemäße Trägerkatalysatoren liegen
in Form von Strangpreßlingen vor, deren Durchmesser
zweckmäßigerweise 1 bis 3 mm beträgt.
Die erfindungsgemäßen Trägerkatalysatoren können das
katalytisch aktive Gemisch in einem weiten Bereich enthalten,
beispielsweise in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%
bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators. Bevorzugt
sind erfindungsgemäße Trägerkatalysatoren, in
welchen das katalytisch aktive Gemisch in einer Menge von
etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Trägerkatalysators, enthalten ist.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators
als Vollkontakt-Katalysator kann nach Vorgehensweisen erfolgen,
wie sie zur Herstellung von Edelmetall-Übergangsmetall-Vollkontaktkatalysatoren
bekannt sind. Beispielsweise
kann man eine wäßrige Lösung herstellen, welche eine
Edelmetall- und eine Übergangsmetall-Verbindung, beispielsweise
Palladiumchlorid und Vanadiumchlorid, enthält,
und durch Erhöhen des pH-Werts eine Fällung bewirken. Das
gefällte Gemisch aus Palladiumhydroxid und Vanadiumhydroxid
wird von der verbleibenden wäßrigen Phase abfiltriert,
mit einem Bindemittel versetzt und extrudiert. Das
Extrudat wird gebrochen und bei hoher Temperatur, beispielsweise
400 bis 700°C, während einer Zeitdauer von
beispielsweise bis zu 3 Stunden kalziniert. Auf diese
Weise erhält man einen Vollkontaktkatalysator mit homogenem
Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Gemisch.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Trägerkatalysatoren
geschieht nach
Vorgehensweisen, wie sie zur Herstellung derartiger Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Trägerkatalysatoren
bekannt
sind. Zur Herstellung von Trägerkatalysatoren in Monolithenform
geht man beispielsweise folgendermaßen vor:
Ein Monolithenträger wird mit einem Washcoat durch Eintauchen
des Monolithenträgers in eine Aufschlämmung von
Silikat, Aluminiumoxid oder Alumosilikat getaucht und,
nachdem er aus dieser Aufschlämmung wieder herausgehoben
wurde, getrocknet. Der Monolithenträger weist dann eine
entsprechende Trägerschicht auf. Anschließend wird das
katalytisch aktive Gemisch von Edemetall und Übergangsmetalloxid
aufgebracht. Hierzu kann man den beschichteten
Monolithen in eine wäßrige oder alkoholische Lösung eintauchen,
welche eine Lösung von Salzen des Platins, Palladiums,
Iridiums und/oder Rhodiums sowie des Vanadiums
und/oder Molybdäns enthält. Anstelle der Lösung kann man
auch eine zweckmäßigerweise frisch hergestellte Aufschlämmung
einer Edelmetall-Übergangsmetall-Hydroxid-Mischung
verwenden. Alternativ zum Eintauchen des Monolithen in
eine Lösung oder Aufschlämmung ist es auch möglich, die
Lösung oder Aufschlämmung durch Aufsprühen auf den Monolithen
aufzubringen, beispielsweise in bekannten Imprägniertrommeln.
Die Herstellung anderer Trägerkatalysator-Formen kann
ebenfalls nach an sich zur Katalysatorherstellung üblichen
Methoden erfolgen. Beispielsweise kann man handelsübliche
Siliciumdioxid-, Aluminiumoxid- oder Alumosilikat-Träger
verwenden. Die BET-Oberfläche kann im Bereich von 1 bis
800 m² liegen. Auf derartige Träger können dann Edelmetallsalze
bzw. komplexe Edelmetallverbindungen sowie Übergangsmetall-Verbindungen
im Tränkverfahren, Sprühverfahren
oder Fällungsverfahren auf das Trägermaterial aufgebracht
werden und nach Trocknung anschließend kalziniert werden.
So können beispielsweise die Trägerteilchen mit einer Lösung
oder Suspension von Edelmetallsalzen oder komplexen
Edelmetallverbindungen und Übergangsmetallverbindungen in
Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise
einem niederen Alkohol wie Äthanol oder Keton, oder
deren Gemischen getränkt oder besprüht werden, getrocknet
und bei Temperaturen bis zu 700°C, beispielsweise zwischen
400 und 700°C kalziniert werden. Die Trägerkatalysatoren
weisen dann ein Gemisch von Edelmetall und Übergangsmetalloxid
auf und sind einsatzbereit.
Bei der vorstehend beschriebenen Herstellungsweise
geht man von Lösungen aus, die sowohl Edelmetall als auch
Übergangsmetall aufweisen. Alternativ kann man die katalytisch
aktiven Komponenten auch getrennt voneinander
aufbringen. So kann man den Träger zunächst mit einer nur
Übergangsmetall und dann mit einer nur Edelmetall enthaltenden
Lösung, oder umgekehrt, kontaktieren. Nach dem Aufbringen
des ersten Metalls, beispielsweise des Übergangsmetalls,
kann der Träger getrocknet und calciniert werden,
bevor das zweite Metall, beispielsweise das Edelmetall,
aufgebracht wird.
Die Vorrichtung, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt wird, kann sehr einfach aufgebaut
sein. Man benutzt übliche Festbett- oder Wirbelschicht-Reaktoren,
welche Öffnungen für die Zuführung des zu reinigenden
Abgases, für die Abführung des gereinigten Abgases
und gegebenenfalls Öffnungen für Einrichtungen zur
Temperaturkontrolle aufweisen.
Gewünschtenfalls kann man Vorrichtungen zur Beheizung
des Monolithen bzw. des Festbett- oder Wirbelschicht-Reaktors
vorsehen. Zweckmäßig sind weiterhin Vorrichtungen zur
Erhitzung des zu reinigenden Abgases und zur Abkühlung des
gereinigten Abgases. Dies geschieht zweckmäßigerweise in
entsprechenden, auch untereinander gekoppelten, Wärmetauschern.
Weiterhin kann man Vorrichtungsteile vorsehen, die
die Rückführung des gereinigten Abgases unter Beimischung
zum zu reinigenden Abgases ermöglichen.
Sofern man den Ammoniak- oder Ammonium-Ionen-Gehalt
aus Abwässern entfernen will, benötigt man noch eine zusätzliche
Einrichtung, in welcher man das Ammoniak bzw.
die Ammonium-Ionen der wäßrigen Lösung in die Gasphase
überführt. Zweckmäßig sieht man hier einen geschlossenen
Behälter vor, welcher einen Zulauf für das Ammoniak oder
Ammonium-Ionen enthaltende Abwasser aufweist, einen Ablauf
für das gereinigte Abwasser, eine Zuführung für Strippgas,
eine Zuführung für eine Base, beispielsweise Natronlauge,
eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts und der
Temperatur, eine Rühreinrichtung und eine Abführung für
das ausgetriebene Ammoniak enthaltende Gas.
Weitere Abwandlungen der Apparatur liegen im Belieben
des Fachmannes. Beispielsweise kann er mehrere Reaktoren
hintereinanderschalten. Es können weiterhin Meßeinrichtungen
zur Bestimmung des Ammoniak- bzw. Ammonium-Ionen-Gehalts
im zu reinigenden Abgas oder in der zu reinigenden
wäßrigen Lösung vorgesehen werden, eine Meßeinrichtung zur
Bestimmung des Ammoniak-Gehalts im gereinigten Abgas oder
im gereinigten Abwasser etc.
Das folgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren
weiter erläutern, ohne es in seinem Umfange einzuschränken.
Als Träger wurden γ-Aluminiumoxid-Strangpreßlinge
mit einem Durchmesser von 1,6 mm und einer BET-Oberfläche
von 200 m²/g verwendet.
In 18 ml Wasser wurden 22,9 g Oxalsäure sowie, bei
erhöhter Temperatur, etwa 8,5 g Ammoniumvanadat
(NH₄VO₃) gelöst.
Mit dieser Lösung wurden 33 g der oben beschriebenen
Strangpreßlinge bei etwa 80°C getränkt.
Nach etwa 30 Minuten war die Lösung vollständig von
den Preßlingen aufgesogen. Die getränkten Trägerpartikel
wurden dann etwa 18 Stunden bei 80°C getrocknet
und sodann 1 Stunde lang bei etwa 550°C
kalziniert.
Es wurden etwa 38,8 g der Vanadiumoxide enthaltenden
Stangpreßlinge erhalten.
Die gemäß 1.1.1. hergestellten, Vanadiumoxide enthaltenden
Strangpreßlinge wurden mit 20 ml einer
wäßrigen Tetraminplatinhydroxidlösung, die insgesamt
0,0388 g Platin enthielt, bei Raumtemperatur
getränkt. Nach etwa 30 Minuten war die Lösung
vollständig von den Strangpreßlingen aufgesogen.
Der Träger wurde dann etwa 16 Stunden lang bei
80°C getrocknet und anschließend etwa 1 Stunde
lang bei etwa 550°C kalziniert.
Ausbeute: etwa 38,8 g des fertigen, Vanadiumoxide
und Platin enthaltenden Trägerkatalysators.
Verwendet wurde ein Reaktor mit einem Katalysatorvolumen
von 50 ml. Als Vanadiumoxide und Platin
enthaltender Trägerkatalysator wurden die gemäß
1.1. hergestellten Strangpreßlinge eingesetzt. Als
zu reinigendes Gas wurde Luft mit einem Gehalt mit
etwa 1000 ppm Ammoniak verwendet. Diese Ammoniak
enthaltende Luft wurde zunächst auf 300°C aufgeheizt
und über den Reaktor geleitet. Der Volumenstrom
betrug etwa 800 l/Stunde. Das den Reaktor
verlassende Gas wies weniger als 50 ppm NO, und
weniger als 50 ppm N₂O auf. Ammoniak war nicht mehr
nachweisbar.
Als Träger wurden γ-Aluminiumoxid-Partikel in Form
(H-D-Träger der Fa. Condea) verwendet.
In 36 ml Wasser wurden bei 60°C 45,8 g Oxalsäure
gelöst und 17,0 g Ammoniumvanadat unter Rühren
aufgelöst. Es wurde ein Temperaturanstieg auf etwa
80°C in der Lösung beobachtet. Dann wurden 66,0 g
des γ-Aluminiumoxid-Trägers in die Lösung eingegeben.
Das Trägermaterial wurde dann 30 Minuten bei
80°C mit der Lösung getränkt und dann bei 80°C
eingedampft. Anschließend erfolgte eine Nachtrocknung
über 70 Stunden bei 70°C. Der getränkte
Träger wurde dann auf 550°C gebracht und dann eine
Stunde lang bei dieser Temperatur kalziniert.
Es wurden etwa 81,5 g des Vanadiumoxide enthaltenden
Trägers erhalten.
Das gemäß 2.1.1. hergestellte Vanadiumoxide
enthaltende Trägermaterial wurde mit 62,8 g einer
wäßrigen Tetraminpalladiumhydroxid-Lösung, die insgesamt
0,163 g Palladium enthielt, getränkt. Die
Temperatur wurde 2 Stunden lang bei 80°C gehalten.
Nach dieser Zeit war die Lösung vom Trägermaterial
aufgesogen. Der Träger wurde dann etwa 16 Stunden
bei 70°C getrocknet, auf 550°C gebracht und
anschließend etwa 1 Stunde lang bei dieser Temperatur
kalziniert.
Ausbeute: etwa 81,6 g des fertigen Vanadiumoxide
und Palladium enthaltenden Trägerkatalysators.
Verwendet wurden 30 g des gemäß 2.1. hergestellten
Trägerkatalysators. Die Versuchsdurchführung
erfolgte wie unter 1.2. beschrieben, jedoch bei
einer Temperatur von 375°C. Das den Reaktor verlassende
Gas wies einen Ammoniakgehalt von weniger
als 10 ppm Ammoniak auf, weniger als 25 ppm N₂O und
weniger als 10 ppm NO.
Claims (13)
1. Verfahren zur Entfernung oder Verminderung des
Ammoniakgehalts aus mit Ammoniak belasteten Gasen unter
selektiver Stickstoffbildung, dadurch gekennzeichnet, daß
man das mit Ammoniak belastete Gas bei einer Temperatur
zwischen 20 und 500°C mit einem Katalysator kontaktiert,
der ein katalytisch aktives Gemisch aus Edelmetall und
Übergangsmetalloxid im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200 aufweist
und bei welchem das Edelmetall ausgewählt ist aus
der Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und deren Gemischen
umfassenden Gruppe und das Übergangsmetalloxid
ausgewählt ist aus der Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide
und deren Gemischen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man mit Ammoniak belastete, Sauerstoff enthaltende
Gase einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Verfahren in der Wirbelschicht
durchführt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man Gase mit einem Ammoniak-Gehalt
von etwa 100 bis 40 000 ppm behandelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Ammoniak enthaltendes Gas Abgase der Soda-Produktion,
einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Ammoniak enthaltende Gase solche Gase einsetzt,
die erhalten werden, indem man Ammoniak oder
Ammonium-Ionen enthaltende Wässer oder Abwässer auf einen
pH-Wert oberhalb von etwa 10,5 bringt und das nunmehr im
Wasser oder Abwasser enthaltene Ammoniak austreibt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man das katalytisch gereinigte
Gas teilweise oder vollständig rückführt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man das katalytisch aktive
Gemisch, auf einen Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid
oder Alumosilikat aufgebracht, als Trägerkatalysator
einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Trägerkatalysator das katalytisch aktive Gemisch
in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Trägerkatalysators, enthält.
10. Katalysator auf Basis von Gemischen von Edelmetall
und Übergangsmetalloxid im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200,
wobei das Edelmetall ausgewählt ist aus der Platin, Palladium,
Rhodium, Iridium und deren Gemischen umfassenden
Gruppe und das Übergangsmetalloxid ausgewählt ist aus der
Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide und deren Gemischen.
11. Katalysator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Übergangsmetalloxid ein Vanadiumoxid ist.
12. Katalysator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch aktive Gemisch auf einem
Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat
aufgebracht ist.
13. Katalysator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch aktive Gemisch im Trägerkatalysator
in einer Menge von etwa 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators, enthalten
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904020914 DE4020914A1 (de) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | Verfahren zur entfernung des ammoniak-gehaltes in gasen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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