-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen
von Katalysatoren zum Zersetzen von organischen Halogenverbindungen, die
für die
Behandlung von Abgasen, hauptsächlich aus
Verbrennungsanlagen, geeignet sind, und auf ein Verfahren zum Erzeugen
von Filtern zum Zersetzen von organischen Halogenverbindungen.
-
Es
gibt Verbesserungen in den Verbrennungsbedingungen und Weiterentwicklungen
in der Behandlung von Abgasen, um die organischen Halogenverbindungen,
welche von den städtischen
Müllverbrennungsanlagen
erzeugt werden, zu reduzieren. Im Allgemeinen sind hohe Temperaturen
von nicht niedriger als 1000°C
erforderlich beizubehalten, um vollständig zu oxidieren und halogenierte
organische Substanzen wie zum Beispiel organische Halogenverbindungen
im Verbrennungsprozess zu zersetzen, allerdings sind Verbrennungstemperaturen üblicherweise
auf 800 bis 900°C
festsetzt, um Schäden
an den Ofenwänden
zu verhindern. Es ist nicht einfach die organischen Halogenverbindungen,
welche durch organische Chlorverbindungen vertreten werden, durch
Verbesserungen in den Verbrennungsbedingungen vollständig zu
oxidieren und zu zersetzen.
-
In
einem Beschickungsofen, wo ein Niedrigtemperaturbereich oder ein
Bereich mit unvollständiger
Verbrennung dazu tendiert, sich lokal auszubilden, muss ein Wiederverbrennungsabschnitt
(„reburning
section") zur Verfügung gestellt
zu werden, um vollständig
zu oxidieren und um die organischen Halogenverbindungen zu zersetzen.
Allerdings wirft dies insofern Probleme auf, dass sich die Gesamtmenge
der Abgase vergrößert und
die laufenden Kosten mit einem Brennstoff für die Wiederverbrennung ansteigen.
-
Es
ist bekannt, dass neben den organischen Halogenverbindungen, Dioxine
und bromierte Dioxine nicht nur in dem Verbrennungsprozess produziert werden,
sondern dass auch derartige wieder aus nicht pyrolisierten und unverbrannten
Rückständen und
Benzolring besitzenden Vorstufenmaterialien über einen breiten Temperaturbereich
von ungefähr 300
bis 500°C
synthetisiert werden. Deshalb werden, selbst wenn versucht wird,
die Dioxine und die bromierten Dioxine im Verbrennungsprozess zu
verringern, derartige wieder in einem nachfolgenden Stadium synthetisiert.
Infolgedessen sind die Dioxine und die bromierten Dioxine manchmal
in den Abgasen nicht verringert.
-
Aus
den oben genannten Gründen
müssen die
organischen Halogenverbindungen in den Abgasen, einschließlich der
Dioxine und der bromierten Dioxine durch die Abgasbehandlung entfernt
werden, so dass sie bei niedrigen Konzentrationen stabil gehalten
werden können.
-
Adsorptionsverfahren:
Adsorption mit Aktivkohle und Zersetzung mit einem Katalysator werden für das Entfernen
von den organischen Halogenverbindungen in den Abgasen, einschließlich der
Dioxine und der bromierten Dioxine durch die Abgasbehandlung vorgetragen.
Obwohl das Adsorptionsverfahren die Hauptrichtung in der vorhandenen
Behandlung von organischen Halogenverbindungen ist, ist es kostenaufwendig,
und wirft insofern ein Problem auf, dass Aktivkohle, welche die
Dioxine adsorbiert hat, ein zusätzlicher
Müll wird,
welcher ein Nachbehandlungsproblem davon verursacht. Andererseits
gibt es, obwohl die katalytische Zersetzungsmethode einen Vorteil
hat, indem kein zusätzlicher Müll produziert
wird, insofern Probleme, dass die Dioxine wieder durch zusätzliche
Reaktionen mit dem Katalysator synthetisiert werden und der Katalysator degeneriert
wird.
-
Obwohl
denitrierende Katalysatoren eines V2O5-TiO2 Systems und
eines V2O5-WO3-TiO2 Systems früher als
Zersetzungskatalysatoren für
organische Chlorverbindungen verwendet wurden, ist es bestätigt worden,
dass die Dioxine entgegen der Erwartung teilweise produziert werden,
wenn die Konzentration der Dioxine an einer Eintrittsöffnung für den Katalysator
zu niedrig ist. In den letzten Jahren gibt es nicht wenige Bereiche,
wo die Konzentration der Dioxine in den Abgasen auf nicht mehr als
ein Zehntel des Standardniveaus durch die Regierung durch Bebauungsabkommen
(„residential
agreements") oder
dergleichen niedergehalten wurde. Deshalb wird die Re-Synthese der Dioxine
mit dem Katalysator zu einem Problem. Ferner taucht ein Problem
auf, dass die Abgase wieder erhitzt werden müssen, weil solch ein herkömmlicher
Katalysator bei hohen Temperaturen von 200 bis 500°C verwendet
werden muss.
-
Außerdem wurden
in letzter Zeit aktiver Untersuchungen und Forschungen auf den Niveaus
von Einflüssen
der Dioxine und der bromierten Dioxine auf die menschliche Gesundheit
durchgeführt,
welche während
der Verbrennungsprozesse der Abfälle und
die Behandlungsverfahren der Abgase produziert werden, als auch
auf Verfahren, durch welche sie produziert werden.
-
Folglich,
das Phänomen
der Re-Synthese von den Dioxinen und bromierten Dioxinen mit den Katalysatoren überprüfend, bestätigten die
Erfinder, dass V2O5 das
oben genannte verursacht, und dass, wenn Pt und/oder Pd verwendet
wird, Katalysatoren, welche organische Halogenverbindungen einschließlich der
Dioxine und der bromierten Dioxine zersetzten, erhalten werden können, welche
frei von dem Problem der Re-Synthese sind. Ein Verfahren, welches
gewöhnlich
in Betracht kommt, um Titan zu produzieren, in welchem Pt und/oder
Pd dispergiert ist, ist ein Verfahren zum Beschichten eines Titanoxid-Pulvers mit einer
wässrigen
Lösung
eines Platinsalzes und/oder eines Palladiumsalzes oder Imprägnieren
eines Sinterkörpers
daraus mit dieser Lösung, Erhitzen
des Sich daraus ergeben, Zersetzen des Salzes bzw. der Salze und
dadurch Abscheiden von Pt und/oder Pd darauf.
-
In
dem organische Halogenverbindungen zersetzenden Katalysator, welcher
durch dieses Verfahren erhalten wird, haben die Pt- und/oder Pd-Teilchen
allerdings große
Durchmesser und scheiden sich gleichmäßig auf der Oberfläche des
Titanoxids ab. Deshalb gibt es dort ein derartiges Problem, dass ein
katalytischer Effekt nicht effektiv gezeigt wird, wenn die Teilchendurchmesser
des Titanoxids zu klein werden. Zusätzlich sind die Titanoxidteilchen gesintert
und Titanoxid und Edelmetallteilchen sind gleichzeitig korngewachsen
(gesintert), wenn die Teilchen bei hohen Temperaturen erhitzt werden.
-
WO-A-99/15272
bezieht sich auf ein katalytisch aktives, permeables Verbundmaterial
und ein Verfahren zur Herstellung dieses Verbundmaterials. Das Material
wird durch Verfestigen einer Suspension auf und in einem porösen, permeablen
Träger durch
entweder eine sehr kurze Dauer der Hitzebehandlung bei Temperaturen
von ungefähr
400°C oder eine
Behandlung für
eine längere
Dauer bei sehr gemäßigten Temperaturen
von unter 100°C
erhalten.
-
EP-A-0
351 036 offenbart eine Struktur mit verkapselten Trägerkörpern mit
Katalysator-Agglomeraten, welche zu einer porösen Struktur integral sind.
Die Katalysatoren können
einzeln und oder vielfach auf und/oder überall in einem Material mit
großer Oberfläche dispergiert
sein und werden anschließend
mit einem Beschickungsmaterial („batch material") vor dem Verbrennung
der Struktur vermischt.
-
U.S.
Patent Nr. 5.407.887 ist befasst mit der Produktion eines porösen Trägers für einen
Katalysator, welcher durch das Unterziehen von rostfreiem Stahl,
von einem Metallalkoholat oder einem Metallalkoholat und einem Metallacetatsalz,
wobei beide löslich
in Alkoholen sind, von einem Diol, von Cellosolve oder Polyether,
welcher Koordinationseigenschaften mit dem Metallalkoholat oder
dem Metallalkoholat und Metallacetatsalz und welcher in Alkoholen
löslich
ist, und von einem alkoholischem Lösungsmittel einer Hydrolyse
und einer Polykondensation erhalten wird.
-
JP-A-5.261.284
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators
für die
Zersetzung von organischen Chlorverbindungen, wobei der Katalysator
durch das Reagieren eines Metallchloridsalzes der Platingruppe und
eines Metallalkoholates (wie zum Beispiel Ti(i-OC3H7)4) erstellt wird,
gefolgt vom Erhitzen, um den Katalysator zu erhalten. Ein organisches
Bindematerial kann ebenfalls hinzugefügt werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde vollbracht, um ein Verfahren zur Herstellung
eines organische Halogenverbindungen zersetzenden Katalysators bereitzustellen,
welcher die oben genannten Probleme vom Stand der Technik lösen kann,
die aktiven Punkte durch gleichmäßiges Dispergieren
von feinen Platin- und/oder Pd-Teilchen in Titanteilchen vermehren
kann und die organischen Halogenverbindungen einschließlich der Dioxine
und der bromierten Dioxine sicher oxidieren und zersetzen kann,
ohne Angst des nochmaligen Synthetisierens der Dioxine und der bromierten
Dioxine, selbst wenn die katalytische Reaktionstemperatur auf 200°C oder niedriger
abgesenkt ist.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines organische Halogenverbindungen zersetzenden
Filters durch die Verwendung des oben genannten organische Halogenverbindungen
zersetzenden Katalysators bereitzustellen.
-
Das
Verfahren zur Herstellung des organische Halogenverbindung zersetzenden
Katalysators gemäß der vorliegenden
Erfindung, dessen Verfahren erstellt worden ist, um die oben genannten
Probleme zu lösen,
beinhaltet die Schritte des Synthetisierens einer organischen Metallvorstufe,
welche Pt und/oder Pd und Ti in Molekülen davon durch Reagieren eines
Platinsalzes und/oder eines Palladiumsalzes, einer organischen Titanverbindung
und eines organischen Bindemittels in einem Lösungsmittel enthält, des
Erhitzens der organischen Metallvorstufe, und des dabei Erhaltens
des organischen Halogenverbindung zersetzenden Katalysators, in
welchem feine Teilchen von Pt und/oder Pd in TiO2 dispergiert
sind, wobei eine Aminosäure
als das organische Bindemittel verwendet wird.
-
Das
Verfahren zur Herstellung eines organischen Halogenverbindung zersetzenden
Filters gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet die oben genannten Schritte und vorzugsweise
das Beschichten der organischen Metallvorstufe auf die Oberfläche eines
Keramikfilters oder das Beschichten der Vorstufe auf die Wandoberflächen der
inneren Poren des Filters durch Imprägnieren und Erhitzen des resultierenden
Filters, und dadurch das Überführen des organische
Halogenverbindung zersetzenden Katalysators, in welchem feine Teilchen
von Pt und/oder Pd in TiO2 dispergiert sind,
auf den Keramikfilter.
-
In
dem organische Halogenverbindungen zersetzenden Katalysator, welcher
durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wird, sind
die feinen Platin- und/oder Palladiumteilchen in dem TiO2 durch Erhitzen der organischen Metallvorstufe,
welche Pt und/oder Pd und Ti in ihren Molekülen enthält, dispergiert. Deshalb hat
der Katalysator der vorliegenden Erfindung, wenn er mit herkömmlichen, durch
Beschichten oder Imprägnieren
erhaltenen Katalysatoren verglichen wird, im hohen Maße vermehrte
aktive Punkte und kann im hohen Grade aktiviert sein. Deshalb kann
die Menge an teurem Pt oder Pd reduziert werden, um die Kosten zu
senken. Die organische Metallvorstufe wird gewöhnlicher Weise bei einer Heiztemperatur
von 450 bis 500°C
in einer Luftatmosphäre
unter atmosphärischem
Druck erhitzt. Die Zeit des Erhitzens wird auf solch eine hinreichende
Länge in
Verbindung mit der Heiztemperatur usw. gesetzt, dass das organische
Bindemittel vollständig
ausgebrannt ist und das Pt oder Pd gleichmäßig in TiO2 verteilt
ist. Ferner müssen
die Abgase, weil die organische Halogenverbindung selbst unter einer
niedrigen Temperaturbedingung von weniger als 200°C zersetzt
werden kann, nicht wieder erhitzt werden, und die organische Halogenverbindung
wird nicht wieder synthetisiert. In der vorliegenden Erfindung bedeutet „Pt oder
Pd" „Pt und/oder
Pd".
-
In
dem organische Halogenverbindungen zersetzenden Filter, welcher
durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erstellt wird, ist
der organische Halogenverbindungen zersetzende Katalysator, der
solche Funktionen ausweist, auf die Oberfläche des Keramikfilters oder
auf die inneren, filternden Wandoberflächen des Filters aufgetragen.
Dadurch hat der Filter einen Vorzug, dass Staub mit der gleichzeitigen Zersetzung
der organischen Halogenverbindungen entfernt wird.
-
Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
ein jeder der Erfindungen gezeigt werden.
-
Zuerst
werden eine organische Titanverbindung und ein lösliches Platin- und/oder Palladiumsalz
in einem Lösungsmittel,
das ein organisches Bindemittel enthält, gelöst. Als die organische Titanverbindung
kann ein Alkoholatderivat (zum Beispiel ein Derivat, in welchem
ein Teil der Titan-Alkoholate durch Acetylacetongruppen ersetzt
ist oder ein Derivat, in welchem ein Teil der Titan-Alkoholate durch Triethanolamingruppen
ersetzt ist) verwendet werden. Als das lösliche Platinsalz kann Chlorplatinsäure, Chlorplatinsäure-Hexahydrat,
Platindichlorid, Platintetrachlorid oder Ähnliches verwendet werden.
Als das lösliche
Palladiumsalz kann Palladiumchlorid, Palladiumnitrat oder Ähnliches
verwendet werden.
-
Als
das organische Bindemittel für
Ti und das bzw. die Edelmetall(e), wird eine Aminosäure verwendet,
wie zum Beispiel L-Lysin, L-Glycin oder L-Prolin.
-
Insbesondere
ist L-Prolin bevorzugt, weil es eine hohe Löslichkeit für Methanol aufweist, welches als
das Lösungsmittel
verwendet wird. Titanionen sind an Platin- und/oder Palladiumionen durch das organische
Bindemittel gebunden, welches die Ionen in den Molekülen fixiert.
Als die organische Titanverbindung wird vorzugsweise das Titan-Alkoholatderivat
verwendet.
-
Das „organische
Bindemittel", zum
Beispiel die Aminosäure,
ist ein Material, welche die Titanionen und die Platin- und 1 oder
Palladiumionen in den Molekülen
des organischen Bindemittels durch Binden der oben genannten Ionen
mit dem Bindemittel fixiert; es wird durch Erhitzen entfernt und
erzeugt auf diese Weise gebundene, feine TiO2-
und Platin- und/oder Palladiumteilchen. Das Material verursacht keine
nachteiligen Einflüsse
wie zum Beispiel katalytisches Gleichgewicht auf die physikalischen
Eigenschaften des organische Halogenverbindungen zersetzenden Katalysators.
-
Ein
bevorzugtes Mischungsverhältnis
der oben genannten Komponenten besteht darin, dass das Platin- und/oder
Palladiumsalz 0,5 bis 5 Gewichtsanteile, Methanol 100 bis 200 Gewichtsanteile und
die Aminosäure
0,1 bis 1,5 Gewichtsanteile relative zu 100 Gewichtsanteilen der
organischen Titanverbindung (zum Beispiel das Titan-Alkoholatderivat) ist.
Wenn diese Komponenten bei 70°C
bis 80°C
reagiert sind, erhält
man eine organische Metallvorstufe, in welcher die Komponenten,
wie in Betracht gezogen, gleichmäßig auf
einem molekularen Niveau dispergiert sind. Die organische Metallvorstufe
bedeutet, dass die Titanionen und die Platin- und/oder Palladiumionen
miteinander in einem Molekül über chemische
Bindungen verbunden sind. Anders als ein Fall, wo solche Ionen in
einem Lösungsmittel
gelöst
sind, ist die relative, die Lage betreffende Anordnungsbeziehung
unter diesen Ionen fixiert. In diesem Zustand ist Ti mit Pt und/oder
Pd über
die Aminosäure
gebunden. Wenn die Vorstufe auf 450 bis 500°C erhitzt wird, wird die Aminosäure, als
das organische Bindemittel, ausgebrannt, die organische Metallvorstufe
wird folglich zersetzt, das Pt und/oder Pd wird in superfeine Teilchen
umgewandelt und stark in TiO2, welches durch
Oxidation von Ti erzeugt wird, dispergiert, und der organische Halogenverbindungen
zersetzenden Katalysator, in welchem Pt und/oder Pd ungefähr 1 bis
10 Gewichtsteile relativ zu 100 Gewichtsteile von TiO2 ist,
kann erhalten werden.
-
Weil
die aktiven Punkte des organische Halogenverbindungen zersetzenden
Katalysators durch Umwandeln des Pt und/oder Pd zu den superfeinen Teilchen
vermehrt werden, ist die katalytische Aktivität verbessert. Infolge dessen,
kann die Gebrauchsmenge von Pt und/oder Pd verringert werden und
die niedrigeren Kosten können,
verglichen mit der Stand der Technik, realisiert werden. Des Weiteren,
da der Katalysator eine Effizienz der Zersetzung von organischen
Halogenverbindungen selbst bei niedrigen Temperaturen von weniger
als 200°C
aufweist, hat es viele Vorzüge,
wie zum Beispiel, dass die Abgase [nicht] wieder erhitzt werden
müssen.
Wie in den später
genannten Beispielen beschrieben, ist die Zersetzungseffizienz der
Dioxine mit diesem Katalysator viel höher, als ein Katalysator, der
durch ein Verfahren erhalten wird, in welchem ein Titanoxidpulver
mit einer flüssigen
Lösung
eines Platinsalzes und/oder eines Palladiumsalzes beschichtet wird,
und Pt und/oder Pd durch Erhitzen und Zersetzen abgeschieden wird.
-
Ebenso
kann die organische Metallvorstufe in eine Katalysator beschichtende
Lösung
durch das Vermischen mit einem TiO2-Sol,
welches als ein Kleber fungiert, umgewandelt werden und wird auf
die Oberfläche
eines porösen
Keramikfilters beschichtet, gefolgt vom Erhitzen. Demzufolge kann
der organische Halogenverbindungen zersetzenden Katalysator, in
welchem Pt und/oder Pd in superfeine Teilchen umgewandelt ist und
stark in TiO2 dispergiert ist, auf die Oberfläche des
Keramikfilters aufgetragen werden. Alternativ können die Wandoberflächen der
inneren Poren der Keramikfilters durch Eintauchen des Filters in
die oben genannte Katalysator beschichtende Lösung und Erhitzen des resultierenden
Filters beschichtet werden.
-
Wenn
der Keramikfilter für
die Behandlung von Abgasen benutzt wird, kann Staub mit dem Keramikfilter
herausgefiltert werden und die organischen Halogenverbindungen können gleichzeitig
mit dem organische Halogenverbindungen zersetzenden Katalysator
zersetzt werden. Ferner, weil der organische Halogenverbindungen
zersetzende Katalysator auf die Oberfläche des Filters oder auf die
Wandoberflächen
der inneren Poren des Filters aufgetragen ist, kann der Katalysator
vor dem mit dem Staub Degeneriert werden, welcher in den Abgasen
enthalten ist, geschützt
werden. Des Weiteren, während
die organischen Halogenverbindungen in den Abgasen zersetzt werden,
wenn sie die Filterwände
passieren, welche den Katalysator enthalten, erhöht sich die Durchflussrate
des Abgases, wenn sie die Poren in den Filterwänden passieren. Deshalb ist
die Zersetzung aufgrund des dispergierenden Effektes begünstigt,
wenn mit herkömmlichen
Katalysatoren in Form einer Wabe und Pellets (Granulat), welche
keine filternde Funktion aufweisen, verglichen wird.
-
Ansonsten
kann der organische Halogenverbindungen zersetzende Katalysator
auf ein Absorptionsmittel aus Aktivkohle durch Beschichten des Absorptionsmittels
mit der Katalysator beschichtenden Lösung der organischen Metallvorstufe
oder durch Imprägnieren
der Lösung
in das Absorptionsmittel aufgetragen werden. Das gebräuchliche
Temperaturlimit für
Absorptionsmittel aus Aktivkohle ist 130 bis 150°C, aber der organische Halogenverbindungen zersetzende
Katalysator gemäß der vorliegenden
Erfindung kann einen hinreichenden Dioxin zersetzenden Effekt selbst
in solch einem niedrigen Temperaturbereich aufweisen. Deshalb kann
es, wenn dieses Absorptionsmittel aus Aktivkohle für die Behandlung von
Abgasen verwendet wird, die organischen Halogenverbindungen adsorbieren
und der Katalysator kann die Verbindungen oxidieren und zersetzen, aber
auch Schwermetalle, SO2, HCl, usw. können durch
Absorption entfernt werden.
-
Beispiele
-
(Beispiel 1)
-
Um
die oben genannten Effekte der vorliegenden Erfindung zu bestätigen, wurde
Orthochlortoluol verwendet, welches in dem katalytischen Ingenieurswesen
als Ersatzmaterial für
die Dioxine angesehen wird, und seine Oxidationszersetzungsprozentsatz
vermessen.
-
Was
in einem Experiment verwendet wurde, war ein organische Halogenverbindungen
zersetzender Katalysator, welcher durch das Mischen eines Gewichtsanteils
von Pt mit 100 Gewichtsanteilen eines Ti-Alkoholatderivates, Lösen der
Mischung in Methanol, welches eine Aminosäure enthält, Imprägnieren der Oberfläche eines
keramischen Wabenfilters mit der resultierenden Vorstufenlösung bei
einer Rate von 1 g Pt pro 1 Volumenliter Wabe und Erhitzen des Wabenfilters
erstellt wurde. Zum Vergleichszweck wurde ein keramischer Wabenfilter
durch Imprägniert
werden mit einem herkömmlichen
Dioxin zersetzenden Katalysator, gefolgt vom Erhitzen, erstellt.
Der Katalysator ist durch Beschichten eines Titanoxidpulvers mit
einer spezifischen Oberfläche
von 70 m2/g mit Pt erstellt worden, und
die Imprägnierungsrate
war identische 1 g Pt pro 1 Volumenliter Wabe.
-
Diese
zwei Arten der Waben wurden in eine Vorrichtung eingesetzt, wo ein
Orthochlortoluol enthaltendes Abgas und CO unter Bedingungen von
SV von 8000 h–1 und
einer Temperatur von 190°C
geflossen war, und ihre Zersetzungsprozentsätze wurden gemessen. Als Ergebnis
konnte CO zu ungefähr
98% in jedem einzelnen der Katalysatoren, welche aus der Vorstufenlösung gemäß der vorliegenden
Erfindung erzeugt wurden, und bei dem Katalysator, der in dem Vergleichsbeispiel
erhalten wird, zersetzt werden, so dass kein deutlicher Unterschied
im Hinblick auf den Oxidationszersetzungsprozentsatz von CO gesehen wurde.
Allerdings war der Oxidationszersetzungsprozentsatz von Orthochlortoluol,
als das Ersatzmaterial für
die Dioxine, über
75% im Katalysator gemäß der vorliegenden
Erfindung, aber ungefähr
50% im Falle des Katalysators des Vergleichsbeispiels. Dies bestätigte die Überlegenheit
der vorliegenden Erfindung in einem niedrigen Temperaturbereich
von weniger als 200°C.
-
(Beispiel 2)
-
Das
oben genannte Beispiel war ein unter Berücksichtigung der organischen
Chlorverbindung einschließlich
der Dioxine ausgeführtes
Beispiel. Andererseits wurde Orthobromtoluol unter Berücksichtigung
der organischen Bromverbindung einschließlich der bromierten Dioxine
als weitere organische Halogenverbindungen verwendet und ihr Oxidationszersetzungsprozentsatz
wurde gemessen.
-
Was
in einem Experiment verwendet wurde, war ein organische Halogenverbindungen
zersetzender Katalysator, welcher durch das Mischen von einem Gewichtsanteil
Pt mit 100 Gewichtsanteilen eines Ti-Alkoholatderivates, Lösen des
Gemisches in Methanol, das eine Aminosäure enthält, Imprägnieren der Oberfläche eines
keramischen Wabenfilters mit der resultierenden Vorstufenlösung bei
einer Rate von 1 g Pt pro 1 Volumenliter Wabe und Erhitzen des Wabenfilters
erzeugt worden ist. Zum Vergleichszweck wurde ein keramischer Wabenfilter
durch Imprägniert
werden mit einem herkömmlichen
Dioxin zersetzenden Katalysators, gefolgt vom Erhitzen, erstellt.
Der Katalysator ist durch Beschichten eines Titanoxidpulvers mit
einer spezifischen Oberfläche
von 70 m2/g mit Pt erstellt worden und die
Imprägnierungsrate
war identische 1 g Pt pro 1 Volumenliter Wabe.
-
Diese
zwei Arten der Waben wurden in eine Vorrichtung eingesetzt, wo ein
Orthobromtoluol enthaltendes Abgas und CO unter Bedingungen von
SV von 8000 h–1 und
eine Temperatur von 190°C
geflossen war, und ihre Zersetzungsprozentsätze wurden gemessen. Als Ergebnis
konnte CO zu ungefähr
98% in jedem einzelnen der Katalysatoren, welche aus der Vorstufenlösung gemäß der vorliegenden
Erfindung erzeugt wurden, und bei dem Katalysator, der in dem Vergleichsbeispiel
erhalten wird, zersetzt werden, so dass kein deutlicher Unterschied
im Hinblick auf den Oxidationszersetzungsprozentsatz von CO gesehen wurde.
Allerdings war der Oxidationszersetzungsprozentsatz von Orthobromtoluol,
als das Ersatzmaterial für
die Dioxine, über
70% in dem Katalysator gemäß der vorliegenden
Erfindung, aber ungefähr
40% im Falle des Katalysators des Vergleichsbeispiels. Dies bestätigte die Überlegenheit
der vorliegenden Erfindung in einem niedrigen Temperaturbereich
von weniger als 200°C.
-
(Beispiel 3)
-
Ein
Experiment wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1
durchgeführt,
bis auf die Tatsache, dass ein tragender Anteil von Pt geändert wurde
und die Temperatur eines Teils des Wabenkatalysators 190°C war. Das
heißt,
dass Pt zu 0,25, 0,5, 1, 5 oder 10 g/1 Liter Wabe und TiO2 zu 100 g/1 Liter Wabe vermengt wurden.
In den Ergebnissen wurden nahezu keine Veränderungen im Hinblick auf den
Orthochlortoluol entfernenden Prozentsatz in einem Bereich von 1
bis 10 g/1 Liter Wabe gesehen. Allerdings, da das Edelmetall teuer
ist, ist aus Sicht der Kosten nicht mehr als 1 g/1 Liter Wabe vorzuziehen.
-
(Beispiel 4)
-
Hinsichtlich
der experimentellen Methode in Beispiel 1 unter den Bedingungen
von SV 8000h–1, 200°C und dem
Vermengt werden von Pt/Pd und TiO2 zu jeweils
1 g/1 Liter Wabe und zu 100 g/1 Liter Wabe, wurden ein CO-Zersetzungsprozentsatz
und ein Orthochlortoluolzersetzungsprozentsatz (O-CT Zersetzungsprozentsatz)
und ein Orthobromtoluolzersetzungsprozentsatz (O-BT Zersetzungsprozentsatz),
wenn das Orthobromtoluol anstatt von Orthochlortoluol verwendet
wurde, gemäß dem Verfahren von
Beispiel 1 gemessen und das herkömmliche
Verfahren, in welchem ein herkömmlicher
Dioxine zersetzender Katalysator mit Titanoxidpulver mit einer spezifischen
Oberfläche
von 70 m2/g, welche mit Pt beschichtet wurde,
auf die gleiche Art und Weise zu 1 g Pt, Pd/1 Volumenliter Wabe
imprägniert
wurde, gefolgt vom Erhitzen, wurde verwendet. Die Ergebnisse bestätigen, dass
verglichen mit dem herkömmlichen
Verfahren das Verfahren der Erfindung einen weit ausgezeichneteren
CO-Zersetzungsprozentsatz,
O-CT Zersetzungsprozentsatz und O-BT Zersetzungsprozentsatz aufweist
und dass Pd gleichartige Testergebnisse wie in dem Falle von Pt
zum Resultat hat.
-
(Effekte der Erfindung)
-
Wie
oben dargelegt kann, gemäß der Erfindung,
der organische Halogenverbindungen zersetzende Katalysator, bei
welchem aktive Punkte durch gleichmäßiges Dispergieren der feinen
Platin – und/oder
Palladiumteilchen in Titanoxidteilchen durch Verwenden der organischen
Metallvorstufe vermehrt wurden, erhalten werden. Da dieser Katalysator
die organischen Halogenverbindungen sicher oxidieren und zersetzen
kann, selbst wenn die Reaktionstemperatur des Katalysators auf 200°C oder weniger
abgesenkt wird, müssen
die Abgase nicht wieder erhitzt werden, wie bei den herkömmlichen
Verfahren. Darüber
hinaus gibt es, anders als bei dem herkömmlichen, V2O5-TiO2 basierten
Katalysator und einem V2O5-WO3-TiO2 basierten
Katalysator, keine Angst vor dem nochmaligen Synthetisieren der
Dioxine, selbst wenn die Konzentration des Katalysators beim Einlass
gering ist. Des Weiteren kann, gemäß der Erfindung, ein Keramikfilter erhalten
werden, welcher gleichzeitig Staub entfernen und die organischen
Halogenverbindungen durch Tragen des organische Halogenverbindungen
zersetzenden Katalysators, in welchem die feinen Platin- und/oder
Palladiumteilchen in Ti dispergiert sind, auf dem keramischen Filter
zersetzen kann.