HRP20000063A2 - Method for reducing nitrous oxide in gases and corresponding catalysts - Google Patents
Method for reducing nitrous oxide in gases and corresponding catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- HRP20000063A2 HRP20000063A2 HR20000063A HRP20000063A HRP20000063A2 HR P20000063 A2 HRP20000063 A2 HR P20000063A2 HR 20000063 A HR20000063 A HR 20000063A HR P20000063 A HRP20000063 A HR P20000063A HR P20000063 A2 HRP20000063 A2 HR P20000063A2
- Authority
- HR
- Croatia
- Prior art keywords
- zirconium
- catalyst
- gases
- impregnated
- aluminate
- Prior art date
Links
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 89
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 title claims description 38
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical group [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 5-[(1r)-1-hydroxy-2-[4-[(2r)-2-hydroxy-2-(4-methyl-1-oxo-3h-2-benzofuran-5-yl)ethyl]piperazin-1-yl]ethyl]-4-methyl-3h-2-benzofuran-1-one Chemical compound C1=C2C(=O)OCC2=C(C)C([C@@H](O)CN2CCN(CC2)C[C@H](O)C2=CC=C3C(=O)OCC3=C2C)=C1 OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 229910006213 ZrOCl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012812 general test Methods 0.000 description 1
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical class [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910003158 γ-Al2O3 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
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/02—Preparation of nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/24—Nitric oxide (NO)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/24—Nitric oxide (NO)
- C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
- C01B21/265—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Sadašnji izum se odnosi na postupke za tretiranje plinova s ciljem uklanjanja didušikovog oksida iz njih prije nego se isprazne u atmosferu.
Izum se nalazi unutar općenitog područja smanjenja razine plinova s učinkom staklenika kod otpadnih industrijskih plinova koji se prazne u atmosferi. Sada se spoznao značajan doprinos didušikovog oksida (N2O) u povećanju učinka staklenika, čije opasnosti vode klimatskim promjenama s nenadziranim učinkom, i također njegovo moguće učešće u razbijanju ozonskog sloja. Njegovo uklanjanje stoga postaje glavna briga javnih i industrijskih autoriteta.
Didušikov oksid, ili dinitrogen oksid, formule N2O, nastaje osobito tijekom sinteze dušične kiseline. On u načelu nastaje kod platinastih traka na kojima se amonijak oksidira s kisikom u zraku kod visoke temperature. Pored željenog nastajanja dušičnog oksida NO, koji nastaje prema reakciji
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O,
didušikov oksid N2O nastaje zbog sporedne reakcije
NH3 + 3 NO → N2O + N2 + 3 H2O,
koji, ukoliko se ne provodi poseban tretman, prolazi kroz sustav bez pretvorbe i biva ispražnjen u atmosferu sa zaostalim plinovima.
Stanje tehnike
Različiti zeolitski katalizatori su predloženi za smanjenje didušikovog oksida, na primjerjedan temeljen na ZSM5-Cu ili ZSM5-Rh (Y. Li i J.N. Armor, Appl. Catal. B.l, 1992, 21), ili temeljen na ferierit/željezo (prema francuskoj prijavi Br. 97 16803). Međutim, niska aktivnost dobivenog katalizatora na taj način ispod 300°C i pomanjkanje stabilnosti zeolita kod povišenih temperatura, njihovu uporabu čini mogućom samo unutar relativno uskog temperaturnog raspona (350-600°C). Pored ovih zeolitskih pripravaka spomenuti su također, na način katalizatora za uništavanje N2O koji imaju aktivnost kompatibilnu s industrijskim primjenama, spojeva temeljenih na kobaltovim i niklovim oksidima koji se talože na zrncima cirkonija (US 5,314,673) ili amorfne mješavine magnezijevih i kobaltovih oksida (R.S. Drago i ostali, Appl. Catal. B. 13, 1997, 69). Međutim, kao i katalizatori temeljeni na zeolitima koji su spomenuti gore, ovi pripravci su djelotvorni samo kod umjerenih temperatura (400-600°C). Stoga se može razmatrati, u slučaju tretiranja plinova iz postrojenja za dušičnu kiselinu, njihova uporaba nizvodno od kotla za obnovu. To je međutim virtualno nemoguće, s obzirom na prevladavajuće temperaturne uvjete između platinskih traka i kotla (800-900°C), postaviti ih uzvodno od posljednjeg.
Međutim, u većini postojećih postrojenja, postavljanje katalitičkog reaktora nizvodno od kotla za obnovu, uključuje poteškoće i skupe prilagodbe. Obratno, katalizator za selektivno razbijanje N2O, djelotvoran između 800°C i 900°C, u nazočnosti visokih koncentracija NO i H2O, može se vrlo dobro postaviti u prostor općenito dostupan u stvari unutar ložišta između platinskih traka i kotla, i dozvoljavat će bitno i jeftino smanjenje NaO koji se prazni iz većine postrojenja za dušičnu kiselinu koji su trenutno u uporabi.
Refraktorm oksidi su već bili korišteni za uništavanje N2O, na primjer γ-Al2O3 prah injektiran u fluidiziranu podlogu kod nekih ložišta koja rade na uljna goriva s ciljem sprječavanja spaljenim plinovima da postanu natovareni s didušikovim oksidom (JP-A-06123406). US 5.478,549 se također poziva na uporabu cirkonijevih agregata za pretvaranje N2O nastalog sagorijevanjem amonijaka na platinskim gazama.
Izum
Upravo je otkriveno daje uništavanje NaO vrlo bitno poboljšano kada plinovi koji ga sadržavaju prolaze preko katalizatora koji se sastoji od agregata (nakupina), koje pokazuju nezanemarivu intergranularnu poroznost, refraktornih kovinskih oksida uzetih iz skupine koja se sastoji od Al2O3 i cirkonija, kada je zadnji impregniran s cirkonijevom soli. Impregnacija aluminijeve podloge potpomognuta s cirkonijevom soli je već ranije preporučena (FR-A-2,546,769) za poboljšanje hidrotermalne otpornosti katalizatora, bez daje prepoznata mogućnost uništavanja N2O.
Način na koji ova vrsta poroznosti može biti ugrađena u refraktorno kruto tijelo je proizvoditi ga agregacijom refraktornog praha kovinskog oksida veličine čestica od nekoliko mikrometara i učvrstiti ga grijanjem kod temperatura koje ne uklanjaju ovu nakupljenu poroznost. U slučaju cirkonija, temperatura učvršćivanja treba ostati ispod temperature (1200-1500°C) koja može uzrokovati sintrovanje koje uklanja ovu poroznost.
Bitno poboljšani rezultati su dobiveni ukoliko su se koristili, kao katalizatori, refraktorni oksidi aluminija ili cirkonija s intergranularnom poroznosti, impregniranom s cirkonijevim solima. Impregnacija se može postići vrlo jednostavno s potapanjem refraktornih agregata u vodenu otopinu cirkonijeve soli, na primjer cirkonijevog oksiklorida, i sušenjem nakon cijeđenja. Količina cirkonijeve soli koja, izraženo u pojmovima cirkonija, može biti u rasponu od 0,2 do 5% težinski, je stoga stalna na neobrađenim granulama. Impregnacija refraktomih podloga bez intergranularne poroznosti, na primjer alveolarne cirkonije ili kordieritne saće, ne vode ikakvoj značajnoj aktivnosti u odnosu na N2O pod uvjetima iz izuma. Katalizatori načinjeni od impregniranih refraktornih oksida s intergranularnom poroznosti su novi proizvodi i čine predmet sadašnjeg izuma.
Izum se može primjeniti na tretiranje plinova koji nastaju oksidacijom amonijaka na platinskim trakama u postrojenjima za proizvodnju dušične kiseline. Osim N2O, nazočnog kod razina koje su općenito između 500 i 2000 ppmv, ovi plinovi sadržavaju 10 do 12% NO i više od 20% H2O.
Za pretvorbu N2O koji je sadržan u smjesi plina u dušik je rečeno da se događa prema glavnoj reakciji:
2N2O → 2N2 + O2
Nađeno je, međutim, da je razina NO u plinu koji je tretiran malo viša nakon što je prošao preko katalizatora iz izuma. To je pokrajnji učinak. ali vrlo vrijedan, jer on unaprjeđuje ukupno iskorištenje postrojenja glede dušične kiseline. To je bilo neočekivano.
Ostale primjene mogu biti vidljive iz, na primjer tretiranja plinova koji nastaju iz postupaka koji uključuju dušičnu oksidaciju organskih spojeva, osobito sintezu adipinske kiseline i glioksala. U zadnjem slučaju, odnosni plinovi su kod relativno niskih temperatura. Sustav mora biti opremljen s napravom za njihovo zagrijavanje na temperaturu dovoljno visoku za početak reakcije s kojom se N2O razbija, ekzotermičnost koje čini mogućim dalji nastavak pod uvjetima iz izuma, i napravom za uklanjanje i obnavljanje topline nastale na taj način.
PRIMJERI
U slijedećim primjerima je ispitivanje katalizatora provedeno u ispitnoj jedinici s nepokretnom podlogom kroz koju prolaze reaktanti (catatest) i koja je okružena s grijaćim oklopima čija se temperatura nadzire u PID načinu (što znači "Proporcionalno integralno porijeklo"),
Ukoliko nije drugačije naznačeno, uvjeti ispitivanja su slijedeći:
Reaktor je promjera 2,54 cm. Zapremnina primjenjenog katalizatora je 25 cm, to je 50 mm visoka podloga.
Plina za reakciju je pripravljen iz stlačenog zraka, dušika i normalnog plina, N2O u N2 kod 2%, NO u N2 kod 2%. Razina isparavanja vode je podešena uporabom zasićivača prema zakonima o tlaku plinova. Njihova smjesa je podešena kod:
NO = 1400 ppm
N2O = 700-1000 ppm
O2 = 3%
H2O = 15%
Brzina po satu (HSV)je ustaljena kod 10.000 h-1 (brzina protoka plina od 250 L/h).
Analiza N2O je provedena uporabom infracrvenoga, a analiza NO je provedena kemijskom luminiscencijom.
Pojam pretvorba za didušični oksid je uporabljena za označavanje čimbenika po kojem se on uklanja iz plinova kod izlaza iz reaktora, ili sirova pretvorba, kako slijedi
[image]
gdje N2O ulaz, odnosno N2O izlaz predstavljaju koncentracije N2O u plinu prije i nakon njegovog prolaza preko katalizatora.
U slučaju NO je to obrnuto, njihov čimbenik povećanja koji je zabilježen (iz tog razloga je on pisan sa - znakom). Na isti način, promjene u razini NO, ili sirova pretvorba, se pišu kako slijedi
[image]
Ovo predstavljanje se uklapa u tumačenje nestanka N2O, u jednu ruku kroz postupak kojim on disocira u dušik i kisik, i u drugu ruku kroz njegovu pretvorbu u NO, ukoliko se rezultati tumače kao N2O → NO pretvorba s
[image]
i kao N2O -> N2 pretvorba
[image]
Brojevi dani niže su oni dobiveni u svakom slučaju nakon što je sustav dostigao ravnotežno stanje (postignuto nakon oko 3 sata nakon promjena svakog parametra).
PRIMJER 1
Magnezij
Uporabljeni katalizator je magnezij nazočan u obliku zrnaca od 0,5 - 1 mm dobivenih nakupljanjem praha magnezija s vezivom koje se sastoji silicijevog sola (sadržaj veziva izražen kao SiO2 == 10% težinski nakupine), stvaranje peleta, kalciniranje i potom ponovno razbijanje i ispitivanje na namjeravanu veličinu čestice.
Dobiveno je slijedeće:
[image]
Brzine pretvorbe, i za N2O i NO, koje su uočene kod 800°C su virtualno stalne kroz neprekidno radno vrijeme koje traje 24 sata.
Ovi pokusi se ponovljeni pod malo različitim uvjetima
NO = 1400 ppm
N2O = 700-1000 ppm
O2 = 3%
H2O = 15% HSV = 30.000 h-1
Dobiveno je slijedeće:
[image]
Ovo je ponavljano jedno za drugim kroz 24 sata kod HSV od 10.000 h-1. Početna pretvorba je 99% i još uvijek je kod 93-94% nakon 24 sata.
To su vrlo prednosni rezultati. Industrijska korist od magnezija je međutim smanjena s činjenicom da je nemoguće održavati sastav zrnastog tijela podvrgnutog ovoj temperaturi. Svi eksperimentalno istraženi uzorci su smanjeni na prašinu nakon ispitivanja.
PRIMJER 2 i 2A
Cirkonij
Ovi primjeri čine mogućim procijeniti utjecaj čimbenika intergranularne poroznosti na djelotvornost katalizatora.
PRIMJER 2
Zrnca
Katalizator je trgovački cirkonij (ZR-0404T 1/8 od Engelharda) u obliku peleta približno 3 cm (1/8 inča) u promjeru, specifična površina koja je između 30 i 40 m2/g i zapremnina pore je između 0,19 i 0,22 cm3/g. Uporabljen je, pod općenitim uvjetima primjera, s plinovima čije je sastav stoga podešen:
NO = 1000 ppm
N2O = 1000 ppm
O2 = 3%
H2O = 15%
Slijedeće je dobiveno s HSV 10.000 h-1:
[image]
Slijedeće je dobiveno s HSV 30.000 h-1:
[image]
Ovi rezultati pokazuju potvrđenu djelotvornost granularnog cirkonija.
Primjer 2A
Alveolarni cirkonij
Katalizator uporabljen ovdje je alveolarni cirkonij koji sadržava 94,2% ZrO2, 2,9% CaO i 0.425% MgO. Ovaj oblik je dobiven impregniranjem poliuretanske pjene s cirkonijem, kalciniranjem polueretanske potpore i sintrovanjem cirkonijeve strukture. Uporabljenje u obliku od 1 cm promjera i 2 cm visine.
Slijedeće je dobiveno s HSV 10.000 h-1 :
[image]
Ova alveolarna tvar, bez mikropora, ima prednost u selektivnosti, ali s vrlo malom razinom aktivnosti za smanjenje didušičnog oksida, i stoga bez praktičke koristi.
PRIMJER 3
Aluminat
Katalizator uporabljen u ovom slučaju je aluminat s 93,5% Al2O3, u zrnima 2-5 mm promjera, čija poroznost je oko 0,42 cm3/g za pore manje od 8 μm, i specifične površine od 280-360 m2/g (Procatalyse A.A. 2-5 Grade P alumina).
Dobiveni rezultati su dani niže:
[image]
Brzine pretvorbe za N2O i NO su stabilne, ali umjerene u radnom vremenu.
PRIMJER 4 prema izumu
cirkonijem obrađen aluminat
Katalizator uporabljen u ovom slučaju je aluminat P stupnja kao u Primjeru 3, ali promijenjen na slijedeći način: 100 cm3 zrnaca je prekriveno s vodenom otopinom cirkonijevog oksiklorida ZrOCl2. 8H2O kod gustoće 0,2 mola/litri. Sustav je ostavljen bez miješanja kod 60°C kroz 3 sata. Nakon hlađenja, zrnca su povraćena filtriranjem na lijevku za filtriranje, isprana vrlo nježno s demineraliziranom vodom i sušeni u sobnoj peći kod 100°C. Sadržaj cirkonija u zrncima tretiranim na ovaj načinje 0,61%, izmjereno s ICP (plazmina lampa).
Pod općenitim uvjetima ispitivanja opisanih gore, dobiveno je slijedeće:
[image]
Brzine sirove pretvorbe za N2O i NO koje su opažene kod 800°C su zapaženo stabilne. U slučaju N2O se one stabiliziraju kod brzina blizu 100% i održavaju tu brzinu najmanje kroz 24 sata neprekidnog rada.
Povećanje koncentracije NO u dostavljenim plinovima ne utječe bitno na ukupnu pretvorbu N2O. Stoga je dobiveno slijedeće kada se NO promijenio od 1400 na 5000 ppm:
[image]
i kada je dostavljeno 8.000 ppm NO,
[image]
Radi osjetljivosti na HSV čimbenik, postupak je također proveden pod slijedećim uvjetima:
NO = 1440 ppm
N2O = 700-1000 ppm
O2 = 3%
H2O = 15%
s ustaljenim HSV kod 50.000 h-1.
Dobiveno je slijedeće:
[image]
PRIMJER 5
Kordierit prekriven s cirkonijevom soli (primjer koji se računa)
Katalizator uporabljen u ovom slučaju je kordierit u saćastoj strukturi s 620.000 stanica na četvorni metar (proizvedeno u Comingu), prekriven s cirkonijevim oksidom vezanim na silikagel. Naslaga (ZrO2 u obliku praha od 2 μm + 10% SiO2) je provedena kod brzine 122 g/L strukture.
Dobiveni rezultati su dani niže:
[image]
Gusta potpora, čak i u otvorenom obliku saća, kada je jednostavno prekrivena s cirkonijevim oksidom ne nudi praktičke kapacitete za smanjenje didušičnog oksida.
Claims (8)
1. Postupak za smanjenje razine didušičnog oksida N2O u plinovima, koji osim N2O, sadržavaju dušikov oksid NO i vodu, koji se sastoji iz prolaska tih plinova kroz katalizatorsku podlogu koja se sastoji iz refraktomih oksida odabranih iz skupine koja se sastoji od aluminata i cirkonija kod temperatura između 800 i 900°C, naznačen time, što je katalizator u obliku aluminatnih ili cirkonijevih zrnaca s intergranularnom poroznošću impregniran s cirkonijevom soli.
2. Postupak prema zahtjevu 1, naznačen time, što je katalizator granulirani aluminat impregniran s cirkonijevom soli.
3. Postupak prema zahtjevu 1, naznačen time, što je katalizator granulirani cirkonij impregniran s cirkonijevom soli.
4. Postupak prema bilo kojem od zahtjeva 1 do 3, naznačen time, što su aluminatna ili cirkonijeva zrnca s intergranularnom poroznošću impregnirana s cirkonijevom soli kod omjera od 0,2 do 5%-tnog cirkonija težinski relativno prema zrncima.
5. Katalizator, naznačen time, što se sastoji od agregata cirkonija s intergranularnom poroznosti impregniranog s cirkonijevom soli.
6. Katalizator prema zahtjevu 5, naznačen time, što cirkonij predstavlja 0,2 do 5% cirkonija težinski relativno prema agregatu.
7. Primjena postupka prema zahtjevima 1 do 4, naznačena time, što smanjuje N2O u plinovima nastalim oksidacijom amonijaka na platinskim trakama u pogonima za proizvodnju dušične kiseline.
8. Primjena postupka prema zahtjevima 1 do 4, naznačena time, što smanjuje N2O u plinovima nastalim oksidacijom dušika organskih spojeva, u sustavu opremljenom s napravom za njihovo grijanje do temperature od 800 do 900°C s ciljem počinjanja reakcije s kojom se N2O raspada.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9807101A FR2779360B1 (fr) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | Procede pour l'abattement du protoxyde d'azote dans les gaz et catalyseurs correspondants |
| PCT/FR1999/001271 WO1999064139A1 (fr) | 1998-06-05 | 1999-05-31 | Procede pour l'abattement du protoxyde d'azote dans les gaz et catalyseurs correspondants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HRP20000063A2 true HRP20000063A2 (en) | 2001-12-31 |
Family
ID=9527067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HR20000063A HRP20000063A2 (en) | 1998-06-05 | 2000-02-03 | Method for reducing nitrous oxide in gases and corresponding catalysts |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1017478A1 (hr) |
| CN (1) | CN1274297A (hr) |
| AU (1) | AU3833199A (hr) |
| BG (1) | BG104214A (hr) |
| BR (1) | BR9906483A (hr) |
| CA (1) | CA2299562A1 (hr) |
| FR (1) | FR2779360B1 (hr) |
| HR (1) | HRP20000063A2 (hr) |
| HU (1) | HUP0100827A3 (hr) |
| IL (1) | IL134307A0 (hr) |
| PL (1) | PL338216A1 (hr) |
| TR (1) | TR200000336T1 (hr) |
| WO (1) | WO1999064139A1 (hr) |
| ZA (1) | ZA200000838B (hr) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10006103A1 (de) * | 2000-02-11 | 2001-08-16 | Krupp Uhde Gmbh | Katalysator zum Abbau von N¶2¶O, dessen Verwendung bei der Salpetersäureproduktion sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE102004024026A1 (de) | 2004-03-11 | 2005-09-29 | W.C. Heraeus Gmbh | Katalysator zur N2O-Zersetzung beim Ostwaldprozess |
| US20050202966A1 (en) | 2004-03-11 | 2005-09-15 | W.C. Heraeus Gmbh | Catalyst for the decomposition of N2O in the Ostwald process |
| PL388518A1 (pl) | 2009-07-10 | 2011-01-17 | Instytut Nawozów Sztucznych | Katalizator do wysokotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu |
| CN103586040B (zh) * | 2013-11-13 | 2017-02-08 | 刘崇莲 | 一种处理n2o的催化剂及其制备工艺 |
| PL237044B1 (pl) | 2015-03-13 | 2021-03-08 | Inst Nowych Syntez Chemicznych | Nośnikowy katalizator do redukcji emisji tlenku azotu(I) z instalacji kwasu azotowego oraz sposób jego wytwarzania |
| CN105363451B (zh) * | 2015-12-04 | 2018-01-26 | 中国天辰工程有限公司 | 一种用于分解n2o的高效催化剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2546769A1 (fr) * | 1983-06-03 | 1984-12-07 | Pro Catalyse | Supports de catalyseur hydrothermiquement stables a base d'alumine |
| DE3541705A1 (de) * | 1985-11-26 | 1987-05-27 | Eugen Dipl Chem Dr Phil Dumont | Katalysatormassen aus metallkeramik fuer die reduktion von oxiden des schwefels und stickstoffs in gasstroemen |
| JP3029512B2 (ja) * | 1992-08-28 | 2000-04-04 | 出光興産株式会社 | 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 |
| US5478549A (en) * | 1994-12-15 | 1995-12-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Production of nitric oxide |
-
1998
- 1998-06-05 FR FR9807101A patent/FR2779360B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-05-31 CN CN99801299A patent/CN1274297A/zh active Pending
- 1999-05-31 WO PCT/FR1999/001271 patent/WO1999064139A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1999-05-31 PL PL99338216A patent/PL338216A1/xx not_active Application Discontinuation
- 1999-05-31 CA CA002299562A patent/CA2299562A1/fr not_active Abandoned
- 1999-05-31 BR BR9906483-9A patent/BR9906483A/pt not_active Application Discontinuation
- 1999-05-31 IL IL13430799A patent/IL134307A0/xx unknown
- 1999-05-31 EP EP99920945A patent/EP1017478A1/fr not_active Withdrawn
- 1999-05-31 AU AU38331/99A patent/AU3833199A/en not_active Abandoned
- 1999-05-31 HU HU0100827A patent/HUP0100827A3/hu unknown
- 1999-05-31 TR TR2000/00336T patent/TR200000336T1/xx unknown
-
2000
- 2000-02-03 HR HR20000063A patent/HRP20000063A2/hr not_active Application Discontinuation
- 2000-02-21 ZA ZA200000838A patent/ZA200000838B/xx unknown
- 2000-03-02 BG BG104214A patent/BG104214A/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG104214A (bg) | 2000-08-31 |
| BR9906483A (pt) | 2000-09-26 |
| HUP0100827A2 (hu) | 2001-06-28 |
| ZA200000838B (en) | 2000-09-13 |
| CN1274297A (zh) | 2000-11-22 |
| AU3833199A (en) | 1999-12-30 |
| PL338216A1 (en) | 2000-10-09 |
| HUP0100827A3 (en) | 2003-02-28 |
| IL134307A0 (en) | 2001-04-30 |
| TR200000336T1 (tr) | 2000-10-23 |
| EP1017478A1 (fr) | 2000-07-12 |
| FR2779360B1 (fr) | 2000-09-08 |
| CA2299562A1 (fr) | 1999-12-16 |
| FR2779360A1 (fr) | 1999-12-10 |
| WO1999064139A1 (fr) | 1999-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6080281A (en) | Scrubbing of contaminants from contaminated air streams with aerogel materials with optional photocatalytic destruction | |
| JP5526410B2 (ja) | 排ガス中の窒素酸化物除去方法 | |
| JP5261189B2 (ja) | Ｎｏｘ選択的触媒還元効率の改善されたゼオライト触媒 | |
| EP3369897B1 (en) | System for the purification of exhaust gas from an internal combustion engine | |
| US6610264B1 (en) | Process and system for desulfurizing a gas stream | |
| US8871673B2 (en) | Catalyst production method therefor and use thereof for decomposing N2O | |
| JP2002520136A (ja) | イオウ化合物を含有する排ガスを処理する方法と触媒／吸着材 | |
| PL202181B1 (pl) | Sposób rozkładu N₂O, katalizator do rozkładu N₂O oraz sposób jego wytwarzania | |
| CA2092265A1 (en) | Process for controlled n2o decomposition in an n20-containing gas stream | |
| JP2656061B2 (ja) | 窒素酸化物を含有する酸化ガス排出物の精製方法 | |
| HRP20000063A2 (en) | Method for reducing nitrous oxide in gases and corresponding catalysts | |
| Jun et al. | Effects of Ce-doping on the structure and NH3-SCR activity of Fe/Beta catalyst | |
| KR20150015465A (ko) | NOx 트랩 조성물 | |
| US10226755B2 (en) | NOx storage reduction catalyst for purifying exhaust gas and exhaust gas purification method using said catalyst | |
| EP1390293B1 (en) | Process for the preparation of ammonia oxidation | |
| JPS637826A (ja) | ガス混合物中の亜酸化窒素の除去方法 | |
| JP2006026635A (ja) | 排ガス中の窒素酸化物除去方法 | |
| EP0822005A2 (en) | Catalyst and method for purifying exhaust gases | |
| JPH04244218A (ja) | 排気ガス浄化方法 | |
| KR101400608B1 (ko) | 암모니아를 질소로 전환하는 선택적 산화 촉매와 그 제조방법 및 이를 이용하여 암모니아를 선택적으로 산화시키는 방법 | |
| CZ2000427A3 (cs) | Způsob snižování obsahu oxidu dusného v plynech a katalyzátor k provádění tohoto způsobu | |
| KR20240061767A (ko) | Cu-CHA 제올라이트 촉매 | |
| JP2004518521A (ja) | 硫化水素を除去する装置および方法 | |
| JP2015196141A (ja) | 排ガス浄化用触媒、それを用いた排ガス浄化フィルタ及び排ガス浄化方法 | |
| MXPA00001211A (en) | Method for reducing nitrous oxide in gases and corresponding catalysts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AIPI | Request for the grant of a patent on the basis of a substantive examination of a patent application | ||
| A1OB | Publication of a patent application | ||
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20020203 Year of fee payment: 3 |
|
| ODBI | Application refused |