JPH04271835A - 廃ガスからの窒素酸化物を還元させる触媒 - Google Patents

廃ガスからの窒素酸化物を還元させる触媒

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JPH04271835A
JPH04271835A JP3281937A JP28193791A JPH04271835A JP H04271835 A JPH04271835 A JP H04271835A JP 3281937 A JP3281937 A JP 3281937A JP 28193791 A JP28193791 A JP 28193791A JP H04271835 A JPH04271835 A JP H04271835A
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JP
Japan
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catalyst
temperature
toluene diisocyanate
isocyanate
graphite
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JP3281937A
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Hans-Hermann Heins
ハンス−ヘルマン・ハインズ
Peter Danz
ペーター・ダンツ
Martin Ullrich
マーテイン・ウルリツヒ
Hanno Henkel
ハンノ・ヘンケル
Klaus Holzer
クラウス・ホルツアー
Eberhard Zirngiebl
エバハルト・ツイルンギーベル
Siegfried Gruhl
ジークフリート・グルール
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Bayer AG
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Bayer AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8628Processes characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は廃ガスからの窒素酸化物を還元さ
せる炭素および窒素をベースにした触媒および該触媒の
製造法に関する。
【0002】一般にアンモニアで還元することにより廃
ガスから窒素酸化物を選択的に除去することができる。 触媒を用いない場合この反応は気相において約900℃
の温度で起こる。特殊な触媒を用いるとこの温度を低下
させることができる。廃ガスを、特に脱硫した後、過度
に加熱するのを避けるために反応温度を低下させること
が望ましい。実質的に完全に窒素酸化物を変化させるこ
とができ且つ高い触媒効率をもっていることの他に、工
業用の触媒は長い使用寿命をもち圧力低下値が低いこと
が期待される。
【0003】無機酸化物のような或る種の材料は触媒活
性材料に対する望ましい高表面積をもった担体である。 多くの触媒反応、特にガス/固体反応においては、対応
する触媒活性元素をドーピングしたような材料の最適の
触媒活性は比較的高温においてのみ発現される。
【0004】TiO2担体上の触媒を用いる広く使用さ
れている選択性をもった接触還元反応(SCR)におい
ては、300℃よりも高い温度が必要であり、従ってあ
る場合にはガスを再加熱しなければならず、このことは
不経済である。またこのような方法に適した触媒(ドイ
ツ特許C  2  458  888号)は製造コスト
が高い。
【0005】ドイツ特許A  2  911  712
号においては約150℃の温度において活性コークス上
でアンモニアによりNOxを接触的に分解する方法が記
載されている。しかしこの方法の欠点は極めて大量の石
炭を必要とすることである。
【0006】またドイツ特許公開明細書第37  27
  642号および同第3727  643号には、或
る種の金属の難溶解性酸化物を含み、不飽和炭素−炭素
結合をもった有機材料を熱分解してつくられる炭素をベ
ースにした触媒をNOxの還元に使用できることが記載
されている。この触媒の欠点は該有機材料の熱分解が非
常に複雑であり、非常に不均一な生成物を生じることで
ある。
【0007】従って本発明の目的は高度の触媒効率をも
ち、製造が容易で、低温で使用でき、従来公知の触媒に
見られる上記の欠点をもたない触媒を提供することであ
る。本発明の他の目的はこれらの触媒の製造法を提供す
ることである。
【0008】本発明の上記目的は本発明の触媒および本
発明の方法により解決される。
【0009】本発明はグラファイト構造およびその中に
組み込まれたC−N−環構造をもつ活性炭または活性コ
ークスから実質的に成り、全細孔容積の少なくとも10
重量%が100nmより大きな直径の細孔によって与え
られ、該C−N−環構造はそれを生じる重合可能なイソ
シアネートから成り、グラファイト部分は少なくとも9
0重量%であることを特徴とする炭素および窒素をベー
スにした触媒に関する。
【0010】好適具体化例においては、触媒はさらに最
高1重量%、例えば約0.1〜1重量%の酸化バナジウ
ムを含んでいる。
【0011】C−N−環構造を生じる重合可能なイソシ
アネートとしてはトルエンジイソシアネート、トルエン
ジイソシアネートのオリゴマー、および/またはトルエ
ンジイソシアネートの製造残渣を使用する。
【0012】本発明はまた全細孔容積の少なくとも10
%が100nmより大きい直径の細孔によって与えられ
るグラファイト構造をもつ活性炭または活性コークスの
上に、C−N−環構造を生じる重合可能なイソシアネー
トまたはイソシアネート残渣を分布させ、該活性炭また
は活性コークスを80〜150℃の温度に加熱し、次い
でこれを300〜500℃でコンディショニングし、次
に700〜900℃の温度で水蒸気処理する本発明の触
媒を製造する方法に関する。
【0013】本発明のこの方法は好ましくはロータリー
・キルン中において、好ましくは不連続的に行われる。
【0014】本発明はまた炭素粉末または活性炭をC−
N−環構造を生じる重合可能なイソシアネートまたはイ
ソシアネート残渣と混合し、この混合物を粒状化し、該
粒状物を80〜150℃の温度に加熱してイソシアネー
トまたはイソシアネート残渣を重合させ、該粒状物を3
00〜500℃でコンディショニングし、次いで該粒状
物を温度700〜900℃において水蒸気処理する本発
明の触媒を製造する方法に関する。
【0015】イソシアネートで処理された活性炭素を好
ましくは90〜120℃、に加熱し、350〜450℃
でコンディショニングし、好ましくは750〜850℃
の温度で処理する。
【0016】本発明の触媒は低温、好ましくは100〜
150℃において廃ガスからの窒素酸化物を還元するの
に使用され、特に窒素酸化物を還元すると同時に廃ガス
からのダイオキシンおよびフランを吸着するのに用いら
れる。
【0017】本発明の触媒の主な利点は高度の活性をも
ち、窒素酸化物の還元に少量しか必要としないことであ
る。同時に本発明の触媒は例えば精製すべき廃ガス流の
中に装着された固定ベッドの中の圧力低下に対しても積
極的な効果をもっている。本発明の触媒の他の利点は低
温(100〜150℃)でNOxの還元に使用できるこ
とである。従って一般に精製すべき廃ガスを再加熱する
必要はない。さらに対応する装置の構成材料は厳しい要
求を満たす必要はない。
【0018】下記実施例により本発明を例示する。
【0019】
【実施例】実施例  1(触媒の製造)グラファイト構
造をもつ活性炭を40%のトルエンジイソシアネート残
渣および4%の水とロータリー・キルン中で室温におい
て30分間混合する。次いで温度を90℃に上げ、この
温度に1時間保つ。次に炉を180分に亙り500℃に
加熱した後、炭を800℃において120分間水蒸気で
処理する。全細孔容積は触媒容積の59.1%であった
。 細孔容積の43.7%が直径100nmの細孔であった
【0020】実施例  2(触媒の製造)石炭粉末を同
量のトルエンジイソシアネートと混合し、得られた混合
物を押出して粒状にする。この粒状物をロータリー・キ
ルン中で1時間120℃に加熱し、トルエンジイソシア
ネートを重合させる。次いで生成物を450℃で4時間
コンディショニングし、800℃で2時間水蒸気で処理
する。
【0021】実施例  3(NOxの還元)実施例1お
よび2の触媒を高さ400mmまで充填した直径35m
mの加熱したカラム中で試験した。500ppmのNO
および350ppmのNH3を室内の空気に加え、これ
を空間速度1,000m3/m3時間において130℃
で触媒層に通す。NOの90%が還元された。
【0022】上記と同じ試験において未処理の市販のグ
ラファイトをベースにした活性炭を用いた場合、NOの
40%しか還元されなかった。
【0023】触媒としてAl2O3を用い同じ試験を行
った。この目的のためAl2O3を30%トルエンジイ
ソシアネート残渣に含浸し、約90℃において1時間後
、含浸したAl2O3を490℃で炭化し、800℃で
活性化した。NOの10%しか還元されなかった。
【0024】実施例  4 廃物焼却炉の後方で本発明の実施例1の触媒56kgを
1mの高さまで充填した直径400mmのカラムに12
5m3/時間で廃ガスとアンモニアを通す(空間速度1
,000m3/m3時間)。カラムの底部における温度
は120℃、電気的に加熱された頭部における温度は1
40℃である。入って来るNOの量を200ないし80
0ppmの間で変動させる。化学量論的な量でアンモニ
アを加えた。NOの約88%が還元された。
【0025】上記説明および実施例は単に例示のためで
あって本発明を限定するものではなく、当業界の専門家
には本発明の精神および範囲内に入る他の具体化例も明
白であろう。
【0026】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 1.グラファイト構造およびその中に組み込まれたC−
N−環構造をもつ活性炭または活性コークスから実質的
に成り、全細孔容積の少なくとも10重量%が100n
mより大きな直径の細孔によって与えられ、該C−N−
環構造はそれを生じる重合可能なイソシアネートから成
り、グラファイト部分は少なくとも90重量%である炭
素および窒素をベースにした触媒。
【0027】2.さらに最高1重量%の酸化バナジウム
を含む上記第1項記載の触媒。
【0028】3.イソシアネートはトルエンジイソシア
ネート、トルエンジイソシアネートのオリゴマーおよび
トルエンジイソシアネート製造残渣の少なくとも1種か
ら成る上記第1項記載の触媒。
【0029】4.全細孔容積の少なくとも10%が10
0nmより大きい直径の細孔によって与えられるグラフ
ァイト構造をもつ活性炭または活性コークスの上に、C
−N−環構造を生じる重合可能なイソシアネートまたは
イソシアネート残渣を分布させ、該活性炭または活性コ
ークスを80〜150℃の温度に加熱し、次いでこれを
300〜500℃でコンディショニングし、次に700
〜900℃の温度で水蒸気処理する上記第1項記載の触
媒を製造する方法。
【0030】5.炭素粉末または活性炭をC−N−環構
造を生じる重合可能なイソシアネートまたはイソシアネ
ート残渣と混合し、この混合物を粒状化し、該粒状物を
80〜150℃の温度に加熱してイソシアネートまたは
イソシアネート残渣を重合させ、該粒状物を300〜5
00℃でコンディショニングし、次いで該粒状物を温度
700〜900℃において水蒸気処理する上記第1項記
載の触媒を製造する方法。
【0031】6.ロータリー・キルン中で反応を行う上
記第4項記載の方法。
【0032】7.活性炭をイソシアネートで処理し、9
0〜120℃の温度に加熱し、350〜450℃の温度
でコンディショニングし、温度750〜850℃で水蒸
気処理する上記第4項記載の方法。
【0033】8.触媒と接触させて廃ガス中の窒素酸化
物を還元する方法において、上記第1項記載の触媒を用
い還元を100〜150℃の温度で行う改良方法。
【0034】9.触媒を用いて窒素酸化物を含む廃ガス
を処理する方法において、上記第1項記載の触媒を用い
還元を100〜150℃の温度で行い、窒素酸化物を還
元し、ダイオキシンおよびフランを吸着させる改良方法

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  グラファイト構造およびその中に組み
    込まれたC−N−環構造をもつ活性炭または活性コーク
    スから実質的に成り、全細孔容積の少なくとも10重量
    %が100nmより大きな直径の細孔によって与えられ
    、該C−N−環構造はそれを生じる重合可能なイソシア
    ネートから成り、グラファイト部分は少なくとも90重
    量%であることを特徴とする炭素および窒素をベースに
    した触媒。
JP3281937A 1990-10-09 1991-10-03 廃ガスからの窒素酸化物を還元させる触媒 Pending JPH04271835A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4031968A DE4031968A1 (de) 1990-10-09 1990-10-09 Katalysator zur reduzierung von stickstoffoxiden aus abgasen und verfahren zu dessen herstellung
DE4031968.7 1990-10-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04271835A true JPH04271835A (ja) 1992-09-28

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ID=6415908

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US (1) US5173466A (ja)
EP (1) EP0480255B1 (ja)
JP (1) JPH04271835A (ja)
AT (1) ATE90884T1 (ja)
CA (1) CA2052825A1 (ja)
DE (2) DE4031968A1 (ja)
ES (1) ES2042331T3 (ja)

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Also Published As

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