ES2214251T3 - Procedimiento para suprimir simultaneamente los oxidos nitricos y el protoxido de nitrogeno en los gases que los contienen. - Google Patents
Procedimiento para suprimir simultaneamente los oxidos nitricos y el protoxido de nitrogeno en los gases que los contienen.Info
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Abstract
Procedimiento para suprimir simultáneamente por reducción mediante amoníaco los óxidos nítricos NOx y el protóxido de nitrógeno N2O en gases que contienen desde 100 hasta 7.000 ppmv de ellos, al mismo tiempo que oxígeno y agua, que consiste - en llevar el contenido en amoníaco de estos gases a unos valores tales que 0, 7 < X < 1, 4 en donde X = amoníaco / óxidos de nitrógeno, como relaciones en volumen, y - en hacer circular estos gases a unas temperaturas comprendidas entre 200 y 600C, sobre un catalizador que comprende una zeolita beta con hierro.
Description
Procedimiento para suprimir simultáneamente los
óxidos nítricos y el protóxido de nitrógeno en los gases que los
contienen.
El presente invento pertenece al sector de la
protección del medio ambiente. Concierne a la depuración de los
gases industriales antes de su expulsión a la atmósfera. Con mayor
precisión, se refiere al tratamiento de los gases de colas de los
efluentes gaseosos que salen de los talleres de producción de ácido
nítrico, que usualmente, además de oxígeno a razón de 1,5 a 5%,
contienen de 0,5% a 5% de agua, de 50 a 6.000 ppmv (partes por
millón en volumen) de óxidos nítricos y de 500 a 1.500 ppmv de
N_{2}O, y cuya temperatura es generalmente inferior a 400ºC.
Los óxidos nítricos NO_{x}, que comprenden NO y
NO_{2}, son gases contaminantes, principalmente por causa de su
acción corrosiva. Se encuentran en una gran parte en el origen de
las lluvias ácidas. En la síntesis de ácido nítrico, son estos
gases los que se producen por oxidación de amoníaco mediante
oxígeno sobre platino a alta temperatura. Ellos son retenidos en las
torres de absorción, para ser transformados allí en ácido nítrico.
Éste escapa desde ellas en los gases de colas, de los que sabe
eliminarlos a un nivel conveniente por reducción catalítica mediante
amoníaco: es el procedimiento denominado RCS (que significa
Reducción Catalítica Selectiva), que se pone en práctica gracias a
catalizadores del tipo de zeolitas. Un documento de patente europea
(EP-B-0393917, de Engelhard
Corporation) revela que la zeolita beta asociada con hierro (beta -
hierro) como promotor, es un catalizador eficaz para la reducción
selectiva de los NO_{x} mediante amoníaco; no hace ninguna
referencia al protóxido de nitrógeno.
El protóxido de nitrógeno u óxido nitroso, de
fórmula N_{2}O, es producido igualmente durante la oxidación de
amoníaco por el oxígeno del aire a una alta temperatura, también es
producido durante la destrucción por RCS de los óxidos nítricos.
Durante largo tiempo, nadie se preocupaba en absoluto de
eliminarlos, antes de la expulsión a la atmósfera, hasta que se hubo
adquirido conciencia de que era un gas con fuerte efecto de
invernadero. La patente japonesa JP 08057262 (de Babcock Hitachi)
preconiza la utilización de beta - hierro para eliminar el
protóxido de nitrógeno por reducción mediante amoníaco. El autor
del invento no hace referencia a los óxidos NO_{x}.
La utilización de una serie de reactores
catalíticos en una misma instalación para reducir sucesivamente el
contenido de los gases en cuanto a NO_{x} y N_{2}O es una
solución poco satisfactoria a escala industrial. Se ha investigado,
por lo tanto, un catalizador único que realizaría simultáneamente la
destrucción de los NO_{x} y del N_{2}O mediante amoníaco, y en
las mismas condiciones de funcionamiento, en particular a una
temperatura inferior a 400ºC, y que además tenga una estabilidad
hidrotérmica suficiente a 600ºC para resistirse a las puntas de
temperatura a las que éste se pueda someter en ciertas
circunstancias de su utilización. Una catálisis de una RCS, que en
una única operación permitiese eliminar al mismo tiempo todos los
óxidos de nitrógeno, tanto el protóxido como los óxidos ácidos,
constituiría un progreso técnico altamente apreciado. Por lo tanto
se ha planteado la idea de investigar si la beta - hierro pudiera
ser el catalizador ideal para tal tratamiento, a pesar del el
prejuicio bien fundamentado, según el cual los catalizadores de RCS
con amoníaco tienen justamente tendencia a producir protóxido de
nitrógeno.
Se ha descubierto por fin que se podían destruir
a la vez el N_{2}O y los NO_{x} en los gases que los contienen,
así como oxígeno por reducción catalítica selectiva mediante
amoníaco sobre una zeolita beta que contiene hierro (seguidamente
denominada FeBEA). Las reacciones posibles del amoníaco y de los
óxidos de nitrógeno son múltiples.
Para la reacción entre NO y NH_{3} se tiene
probablemente:
2 \ NO \ + \ 2 \ NH_{3} \ +
\ 1/2 \ O_{2} \ \rightarrow \ 2 \ N_{2} \ + \ 3 \
H_{2}O
Para NO_{2} y NH_{3} se tendría:
6 \ NO_{2} \ + \ 8 \ NH_{3}
\ \rightarrow \ 7 \ N_{2} \ + \ 12 \
H_{2}O
Para N_{2}O y NH_{3} se ha detectado,
mediante resonancia magnética nuclear con ^{15}NH_{3}, que se
desarrollan las dos reacciones siguientes:
(1)N_{2}O \ + \ 2/3 \ NH_{3}
\ \rightarrow \ 4/3 \ N_{2} \ + \
H_{2}O
(2)N_{2}O \ + \ NH_{3} \ + \
3/4 \ O_{2} \ \rightarrow \ 3/2 \ N_{2} \ + \ 3/2 \
H_{2}O,
Se trata, por lo tanto, de un sistema con
estequiometria compleja, pero se puede adelantar que las
condiciones óptimas de funcionamiento del invento se encuentran
cuando el amoníaco está presente en una relación de 0,7 y 1,4 con
relación a los óxidos de nitrógeno. Las conversiones del N_{2}O y
de los NO_{x} son entonces totales. La fuga de amoníaco es
inexistente, lo cual está de acuerdo con la propiedad conocida de
las zeolitas - hierro de ser excelentes catalizadores de oxidación
de NH_{3} para formar N_{2}, a pesar de que el oxígeno esté
presente en una cantidad suficiente. Unas relaciones
estequiométricas superiores a 1,4 carecen de interés industrial. En
el caso de una mezcla clásica de gases de salida de un taller de
producción de ácido nítrico, la relación entre NH_{3} y óxidos de
nitrógeno está situada en los alrededores de 0,9.
La síntesis de la zeolita beta (BEA) ha sido
descrita en 1967 por Wadlinger R.L. y colaboradores (R.L. Wadlinger,
G.T. Kerr y E.J. Rosinski, 1967 en el documento de patente de los
EE.UU. US 3.308.069), y su estructura ha sido explicada
independientemente hacia el año 1988 por Newsam J.M. y
colaboradores (Proc. R. Soc. Lond. A 420, 1.588) e Higgins J.B. y
colaboradores (Zeolites [Zeolitas], 8, 446, 1988). Se trata de una
zeolita que resulta del entrecrecimiento de dos politipos
distintos, pero íntimamente vinculados, uno con simetría tetragonal
(politipo A), y el otro con simetría monoclínica (politipo B),
ambos de ellos construidos a partir de la misma unidad terciaria
centro-simétrica y que posee sistemas
tridireccionales de poros formados por ciclos con 12 tetraedros.
Los canales son abiertos (0,64 X 0,76 nm) y (0,55 X 0,55 nm) (véase
la cita de W.M. Meier y D.H. Olson, Zeolites, 12 (1992)
459-654)). La correspondiente estructura puede ser
visualizada en el Internet en el sitio
http://www.iza-sc.ethz.ch/iza-SC/.
Esto se realiza con la faujasita, que es uno de los sistemas
porosos más abiertos entre las zeolitas.
La zeolita beta del invento es una BEA cuya
relación entre Si y Al está comprendida entre 8 y 100, con
preferencia entre 8 y 20. Ella contiene hierro, y su contenido en
hierro va desde 0,02% a 8% (en peso).
Parece ser que importa poco que el hierro sea
aportado por impregnación o por intercambio, realizándose que el
material sólido resultante muestra una eficacia comparable en la
transformación de N_{2}O en N_{2}. Es el hierro externo con
respecto de los granos o presente en los canales o las jaulas del
cristal el que es el hierro activo. El hierro que se ha incorporado
en la red durante la síntesis de la zeolita está en coordinación
tetraédrica y no procura ninguna actividad catalítica. Es necesario
que haya un mínimo (0,02%) de hierro no tetraédrico en el
catalizador para que se manifiesten sus propiedades aprovechadas en
el invento. Se han limitado a 8% los contenidos superiores de
manera algo arbitraria, aunque unos contenidos más elevados de
hierro no se oponen al funcionamiento del catalizador; ellos
carecen de un verdadero interés industrial. Se preferirán unos
contenidos comprendidos entre 0,5 y 3%. El catalizador de fórmula
Fe(79)BEA_{e} del Ejemplo Ia) y de la Figura 3a, con
un contenido de hierro de 1,50%, parece establecer un valor óptimo
válido. Se reserva la técnica de impregnación más bien a las FeBEA
fuertemente cargadas con hierro.
El intercambio y la impregnación son técnicas
bien conocidas de un experto en la especialidad, y su aplicación a
la zeolita beta no plantea ningún problema mayoritario. Para
preparar una zeolita beta - hierro por intercambio, se introduce el
hierro, a través de la solución de una de sus sales hidrosolubles,
ya sea en una BEA en su forma habitual, que es la de una BEA
parcialmente sódica, ya sea en una BEA previamente llevada a la
forma de amonio por intercambio previo mediante NH_{4}^{+}, que
es preferible de efectuar con el fin de eliminar las trazas de Na y
obtener un catalizador que proporciona un rendimiento algo mayor en
la reducción de los óxidos de nitrógeno. Estas técnicas
proporcionan zeolitas en forma de polvo.
Los catalizadores según el invento son llevados
más bien a la forma de aglomerados, que es una presentación
preferida en la práctica industrial por razones de minimización de
la pérdida de carga de los gases en su paso a través del lecho del
catalizador. La aglomeración de las zeolitas es bien conocida por
un experto en la especialidad. Se procede por empastadura del polvo
de zeolita con un agente aglutinante generalmente fluidificado
mediante agua, con frecuencia constituido por una arcilla que a la
vez es suficientemente plástica para poder formar el aglomerado en
forma de bolas en un plato, en forma de pastillas por moldeo o en
forma de hilados en una prensa de hilatura, y es endurecible por
cocción para dar al aglomerado una cohesión y una dureza
suficientes. Las arcillas utilizadas son caolinitas, attapulgitas,
bentonitas, halloisita o mezclas de estas arcillas. Se pueden
utilizar también aglutinantes silíceos o aluminosos. En particular,
la aglomeración con alúminas peptizadas proporciona unos granulados
muy resistentes, siendo posible aquí este modo de realizar la
aglomeración, puesto que la BEA no es degradada por la acidez del
agente aglutinante.
Después de la aglomeración, los granulados son
activados por vía térmica. Se entiende por este término la
operación en que se les somete a una cocción realizada bajo aire, a
una temperatura de aproximadamente 400ºC, cuyo cometido es a la vez
endurecer el agente aglutinante, deshidratarlo sin degradarlo
hidrotérmicamente, y en el caso de las BEA intercambiadas a partir
de una forma con amonio, eliminar una gran parte de los iones de
amonio, y llevar la zeolita a la forma de H.
Se puede igualmente comenzar por aglomerar la BEA
parcialmente sódica, luego endurecerla por calcinación, y proceder
a realizar los intercambios en el material aglomerado. Después de
la desecación, una segunda calcinación permite llevar la BEA con
hierro a la forma de H, si la BEA empleada ha sido tomada en la
forma de amonio.
El procedimiento de tratamiento de los gases
según el invento consiste en hacer pasar los gases que se han de
depurar, cuya gama de concentraciones en cuanto a óxidos de
nitrógeno, N_{2}O y NO_{x}, confundidos, se extiende de 100 a
7.000 ppmv, y que contienen, además, de 1,5 a 5% de oxígeno y de 0,5
a 5% de agua (el N_{2}O se extiende desde 50 hasta 5.000 ppm y el
NO desde 50 hasta 2.000 ppm), a través de un lecho de catalizador
dispuesto dentro de un reactor mantenido a una temperatura
comprendida entre 200 y 600ºC, a unas velocidades volumétricas
horarias (VVH) de 1.000 a 50.000 h^{-1}. El reactor cargado con
el lecho de catalizador de FeBEA puede ser un reactor de flujo axial
o radial. La tecnología correspondiente no difiere entonces apenas
de la del RCS más que por reemplazo del catalizador clásico por el
catalizador a base de BEA - hierro.
El sistema de BEA - hierro se ha mostrado como el
mejor sistema para la conversión del protóxido de nitrógeno, si se
le compara con otras zeolitas propuestas en diversas repeticiones
como catalizadores de reducción de los óxidos de nitrógeno, tales
como los de la mordenita - hierro, o las zeolitas Y - hierro.
En todos los Ejemplos que se dan, las tasas de
intercambio (%) con hierro se han definido de la siguiente manera:
3 veces el contenido molar de hierro dividido por el contenido
molar de amonio y multiplicado por 100. A continuación, una
nomenclatura tal como Fe(Z)BEA habrá de representar
una FeBEA cuya tasa de intercambio con hierro es de Z%.
La zeolita BEA utilizada es el polvo de CP814E
proporcionado por Zeolyst International (PQ corporation). Su
relación de SiO_{2} a Al_{2}O_{3} es de 25; ella contiene
0,05% en peso de Na_{2}O. Su superficie específica es de 680
m^{2}/g. Esta zeolita presenta las líneas de difracción X
características de una zeolita BEA, tal como se informan en el
apéndice II del volumen 10 de la revista Zeolites (1990) y en el
artículo de J.B. Higgins (Zeolites, volumen 8 (1988)
446-452)).
Se han preparado los materiales sólidos
FeBEA_{e} siguientes (el subíndice e sirve para cualificar
la introducción del hierro por un proceso de intercambio (=
exchange)
Fe(5)BEA_{e},
Fe(10)BEA_{e},
Fe(24)BEA_{e},
Fe(49)BEA_{e},
Fe(79)BEA_{e},
mezclando 2 g de un polvo de zeolita BEA (PQ
CP814E) con 500 cm^{3} de una solución acuosa de
Fe(NO_{3})_{3} (0,159 g de
Fe(NO_{3})_{3}), dejando al conjunto en agitación
durante 24 h, luego separando la fase sólida con respecto de la
fase líquida por centrifugación; lavando seguidamente el material
sólido así preparado con 200 ml de agua a un pH = 5, centrifugándolo
de nuevo, secándolo a 80ºC durante 12 horas bajo aire, calcinándolo
luego a 500ºC durante 24 horas. Se obtiene un polvo que manifiesta
tener la composición de una
Fe(49)BEA_{e}.
Haciendo variar la cantidad de solución férrica,
se han obtenido las otras composiciones
Fe(5)BEA_{e}, Fe(10)BEA_{e},
Fe(24)BEA_{e} y Fe(79)BEA_{e}. Las
composiciones respectivas de éstas son:
- \bullet
- Fe(5)BEA_{e}, con, en peso, Si = 36,4%, Al = 2,67%;
- Na = 0,52%, Fe = 0,11%;
- \bullet
- Fe(10)BEA_{e}, con, en peso, Si = 35%, Al = 2,64%;
- Na = 0,39%, Fe = 0,19%;
- \bullet
- Fe(24)BEA_{e}, con, en peso, Si = 34,7%, Al = 2,43%;
- Na = 0,57%, Fe = 0,40%;
- \bullet
- Fe(49)BEA_{e}, con, en peso, Si = 35,45%, Al = 2,65%;
- Na = 0,75%, Fe = 0,90%;
- \bullet
- Fe(79)BEA_{e}, con, en peso, Si = 34,7%, Al = 2,75%;
- Na = 0,50%, Fe = 1,50%.
Se han mezclado 2 g de BEA (PQ CP814E) con 200
cm^{3} de una solución 2 M de NH_{4}NO_{3}, y se ha llevado el
conjunto a reflujo durante 24 h. La fase sólida se lava
seguidamente con agua permutada y secada a 80ºC para dar una
NH_{4}-BEA_{a} (el subíndice a cualifica
al doble intercambio con amonio).
Se han mezclado 2 g de esta
NH_{4}-BEA con 500 cm^{3} de una solución acuosa
de Fe(NO_{3})_{3} (0,159 g de
Fe(NO_{3})_{3}) y el conjunto se deja en
agitación durante 24 h, después de lo cual se separa la fase sólida
con respecto de la fase líquida por centrifugación. El material
sólido se lava con 200 ml de agua de pH = 5. Se centrifuga de nuevo
el conjunto y el material sólido se seca en primer lugar a 80ºC
durante 12 horas bajo aire y luego se calcina a 500ºC durante 24
horas. Se obtiene un polvo, que manifiesta tener la composición de
una Fe(49)BEA_{a} con, en peso, Si = 35,6%, Al =
2,8%, Na = < 0,05%, Fe = 1%.
Se han preparado los materiales sólidos de
FeBEA_{i} siguientes (el subíndice i sirve para cualificar
la introducción del hierro por un proceso de impregnación:
Fe(51)BEA_{i},
Fe(126)BEA_{i},
Fe(169)BEA_{i},
Fe(330)BEA_{i},
por impregnación de la zeolita BEA (PQ CP814E) de
acuerdo con el proceso operatorio
siguiente.
Se impregnan 2 g de BEA con 20 ml de tres
soluciones acuosas de Fe(NO_{3})_{3} que contienen
respectivamente 0,130; 0,389; 0,519; y 1,038 g de
Fe(NO_{3})_{3}. El material sólido se seca
seguidamente a 80ºC y luego se calcina bajo aire a 500ºC.
Se obtienen unos polvos que, al realizar su
análisis, manifiestan tener la composición de:
- \bullet
- Fe(51)BEA_{i}, con, en peso, Si = 33%, Al = 2,85%;
- Na = 0,70%, Fe = 1,00%;
- \bullet
- Fe(126)BEA_{i}, con, en peso, Si = 33,5%, Al = 2,70%;
- Na = 0,55%, Fe = 2,35%;
- \bullet
- Fe(169)BEA_{e}, con, en peso, Si = 33,0%, Al = 2,75%;
- Na = 0,50%, Fe = 3,20%;
- \bullet
- Fe(330)BEA_{i}, con, en peso, Si = 32,6%, Al = 2,60%;
- Na = 0,85%, Fe = 5,25%.
La eficacia de la Fe(49)BEA_{e}
se ha comparado con la de otras zeolitas que contienen hierro, cuya
introducción del hierro se ha efectuado por intercambio de acuerdo
con el procedimiento descrito en el Ejemplo 1, sin pasar por el
intercambio previo por amonio (Y - hierro, mordenita - hierro, ZSM5
- hierro). Los Ejemplos que siguen hacen referencia a unos ensayos
catalíticos a una temperatura programada. Los presentes perfiles se
han obtenido en condiciones variables, pero los puntos comunes de
ellos se expresan aquí:
\newpage
- -
- evolución de la temperatura de 25 a 550ºC, a razón de 5ºC por minuto, o ensayo escalonado a temperaturas descendentes desde 550 hasta 25ºC, con escalones de 1 hora cada 10ºC,
- -
- la detección y el análisis de los gases efluentes se efectúan con ayuda de un aparato analizador de gases del tipo de espectrómetro de masas cuadrupolar (QMS 200 de Balzers);
- -
- la toma de ensayo del catalizador (75 mg) se activa primeramente a 550ºC durante una hora y luego se aumenta de temperatura a razón de 10ºC por minuto en presencia de aire (caudal 30 cm^{3}Amin^{-1});
- -
- la mezcla gaseosa que se ha de depurar está constituida por 3% de O_{2}, 0-2.000 ppmv de N_{2}O, 0-4.000 ppmv de NH_{3}, 0-1.000 ppmv de NO, 0-3% de H_{2}O, en helio, cuyo caudal varía para corresponder a unas VVH que varían desde 10.000 h^{-1} hasta 35.000 h^{-1}.
Una conversión de 50% se alcanza a partir de los
365ºC para la FeBEA, mientras que son necesarias unas temperaturas
de 430ºC, 430ºC y 500ºC para las zeolitas Fe-ZSM5,
Fe-MOR y Fe-Y. Esta Figura muestra
que el perfil de conversión de N_{2}O por la FeBEA está desfasado
entre 50ºC y 140ºC hacia las bajas temperaturas, dependiendo de la
conversión, con relación a las otras zeolitas con hierro. Este
resultado confirma que la zeolita beta con hierro es la más activa
para efectuar la eliminación de N_{2}O en presencia de
amoníaco.
El efecto de la concentración de amoníaco se ha
realizado en presencia de Fe(49)BEA_{e} como
reducción a una temperatura programada de N_{2}O en las
condiciones siguientes: 2.000 ppmv de N_{2}O, de 1.333 a 3.500
ppmv de NH_{3}, 3% de O_{2} y una velocidad volumétrica horaria
de 35.000 h^{-1}.
En ausencia de amoníaco, la zeolita beta con
hierro es poco activa para la eliminación de N_{2}O. Una relación
de NH_{3} a N_{2}O = 0,9 (1.800 ppm de NH_{3}, 2.000 ppm de
N_{2}O) parece ser necesaria para conseguir unas conversiones
satisfactorias (> 80%). Una concentración de amoníaco demasiado
grande (en exceso de 3.500 ppm, NH_{3} / N_{2}O = 1,75) hace
que sea menos eficaz la actividad reductora de la zeolita beta con
hierro.
Ejemplo 4
bis
El efecto de la concentración de amoníaco se ha
realizado en presencia de Fe(49)BEA_{e} como
reducción a una temperatura programada de una mezcla de N_{2}O y
NO en las condiciones siguientes: 2.000 ppmv de N_{2}O, 500 ppmv
de NO, de 1.333 a 3.500 ppmv de NH_{3}, 3% de O_{2} y una
velocidad volumétrica horaria de 35.000 h^{-1}.
Se interpreta en la Figura 2b1 la evolución del
contenido en N_{2}O y en la Figura 2b2 la del contenido en NO. En
lo que concierne a la conversión de N_{2}O, se observa, igual que
en el caso del N_{2}O a solas, que una relación de NH_{3} a
óxidos de nitrógeno (N_{2}O + NO) = 0,8 (2.000 ppmv de NH_{3},
2.000 ppmv de N_{2}O, 500 ppmv de NO) es necesaria para conseguir
unas conversiones satisfactorias (> 80%). Se puede también
observar que en condiciones de estequiometría inferior (NH_{3}/
óxidos de nitrógeno < 0,8%), el amoníaco permite consumir de
manera preferente el NO, ya no siendo destruido entonces el N_{2}O
más que en las proporciones de amoníaco remanente. En lo que
concierne a la conversión de NO, un exceso demasiado grande de
NH_{3} (NH_{3}/ NO = 8, 4.000 ppmv de NH_{3}, 500 ppmv de NO)
disminuye en gran manera la eficacia para reducir NO, pero la
totalidad del exceso de NH_{3} introducido se transforma en
N_{2}.
N_{2}.
El efecto del contenido en hierro de la zeolita
beta se ha analizado por reducción, a una temperatura programada, de
N_{2}O (Figura 3a), de NO (Figura 3b) y de una mezcla de N_{2}O
y NO (Figura 3c) en las condiciones siguientes: 2.000 ppmv de
N_{2}O, 2.000 ppmv de NH_{3}, 3% de O_{2}; 2.000 ppmv de
N_{2}O, 2.000 ppmv de NH_{3}, 3% de O_{2}; 1.500 ppmv de
N_{2}O, 1.000 ppmv de NO, 2.000 ppmv de NH_{3}, 3% de O_{2},
2% de H_{2}O; y una velocidad volumétrica horaria de 35.000
h^{-1}.
Se observa que una tasa de intercambio
comprendida entre 25 y 79% permite obtener la mejor actividad a la
más baja temperatura.
La naturaleza del modo de introducción del hierro
en la zeolita beta se ha examinado como reducción, a una temperatura
programada, de N_{2}O en las condiciones siguientes: 2.000 ppmv de
N_{2}O, 2.000 ppmv de NH_{3}, 3% de O_{2} y una velocidad
volumétrica horaria de 10.000 h^{-1}.
Cualquiera que sea la técnica de introducción del
hierro, se obtienen unas FeBEA con una eficacia comparable en la
transformación de N_{2}O en N_{2}.
Claims (6)
1. Procedimiento para suprimir simultáneamente
por reducción mediante amoníaco los óxidos nítricos NO_{x} y el
protóxido de nitrógeno N_{2}O en gases que contienen desde 100
hasta 7.000 ppmv de ellos, al mismo tiempo que oxígeno y agua, que
consiste
- -
- en llevar el contenido en amoníaco de estos gases a unos valores tales que 0,7 < X < 1,4 en donde X = amonía- co / óxidos de nitrógeno, como relaciones en volumen, y
- -
- en hacer circular estos gases a unas temperaturas comprendidas entre 200 y 600ºC, sobre un catalizador que comprende una zeolita beta con hierro.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la zeolita beta - hierro está en la
forma de un granulado de zeolita beta - hierro y un agente
aglutinante de aglomeración.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, en el que la zeolita beta - hierro es una zeolita beta con una
relación molar de Si a Al comprendida entre 8 y 100, con
preferencia entre 8 y 20, cargada con hierro por impregnación o
intercambio, cuyo contenido en peso en cuanto a hierro está
comprendido entre 0,02 y 8%, con preferencia es de
0,5-3%.
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, en el que los gases que se han de depurar circulan sobre el
catalizador de beta - hierro a unas velocidades volumétricas
horarias de 1.000 a 50.000 h^{-1}.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el contenido en volumen de oxígeno
está comprendido entre 1,5 y 5% y el contenido en volumen de agua
está comprendido entre 0,5 y 5%.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, en el que los gases que se han de depurar son gases de colas de
talleres de producción de ácido nítrico.
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DE10112444A1 (de) * | 2001-03-13 | 2002-10-02 | Krupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Verringerung des Gehalts von N¶2¶O und NO¶x¶ in Gasen |
US6914026B2 (en) † | 2001-09-07 | 2005-07-05 | Engelhard Corporation | Hydrothermally stable metal promoted zeolite beta for NOx reduction |
JP3886800B2 (ja) * | 2001-12-19 | 2007-02-28 | 株式会社リコー | データ管理情報取得方法、情報再生装置、並びにデータ管理情報取得プログラム及び記録媒体 |
DE10215605A1 (de) * | 2002-04-09 | 2003-10-30 | Uhde Gmbh | Entstickungsverfahren |
DE10226461A1 (de) | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Uhde Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Gehaltes an NOx und N2O in Gasen |
US7378069B2 (en) * | 2004-07-27 | 2008-05-27 | Los Alamos National Security, Llc | Catalyst and method for reduction of nitrogen oxides |
US7501105B2 (en) * | 2004-07-29 | 2009-03-10 | N.E. Chemcat Corporation | NOx reduction catalyst having excellent low-temperature characteristics |
DE102005022650A1 (de) | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Uhde Gmbh | Verfahren zur Verringerung des Gehaltes an Stickoxiden in Gasen |
EP1930295A4 (en) * | 2005-08-19 | 2010-02-24 | Sumitomo Seika Chemicals | METHOD FOR CLEANING NITRIC OXIDE AND DEVICE FOR CLEANING NITRIC OXIDE |
EP1810751A1 (de) * | 2006-01-20 | 2007-07-25 | Universität Karlsruhe (TH) | Verfahren zur Herstellung eines eisenhaltigen SCR-Katalysators |
DE102006037314A1 (de) * | 2006-08-08 | 2008-02-14 | Süd-Chemie AG | Verwendung eines Katalysators auf Basis von Zeolithen bei der Umsetzung von Oxygenaten zu niederen Olefinen sowie Verfahren hierzu |
CN101674885A (zh) * | 2007-03-26 | 2010-03-17 | Pq公司 | 包含具有8元环开孔结构的分子筛或沸石的新型微孔结晶材料及其制备方法和应用 |
US10384162B2 (en) * | 2007-03-26 | 2019-08-20 | Pq Corporation | High silica chabazite for selective catalytic reduction, methods of making and using same |
CN101827654B (zh) | 2007-08-13 | 2013-11-06 | Pq公司 | 含铁铝硅酸盐沸石及其制备和使用方法 |
KR101473007B1 (ko) * | 2007-12-18 | 2014-12-15 | 도소 가부시키가이샤 | 질소 산화물 정화 촉매 및 질소 산화물 정화 방법 |
KR101091705B1 (ko) * | 2009-03-24 | 2011-12-08 | 한국에너지기술연구원 | 암모니아 환원제에 의한 아산화질소 단독 혹은 아산화질소와 일산화질소의 동시 저감을 위한 철이온이 담지된 제올라이트 촉매의 제조방법과 그 촉매 그리고 이를이용한 암모니아 환원제에 의한 아산화질소 단독 혹은 아산화질소와 일산화질소의 동시 저감방법 |
US9109492B2 (en) * | 2009-06-16 | 2015-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system of internal combustion engine |
PL2571604T3 (pl) | 2010-05-21 | 2014-09-30 | Pq Corp | Zeolit Beta zawierający metal do redukcji NO<sub>X</sub> |
DE102011011881A1 (de) | 2011-02-21 | 2012-08-23 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Beseitigung von N2O und NOX aus dem Prozess zur Salpetersäureherstellung |
CN103170346B (zh) * | 2013-04-10 | 2015-10-28 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种氧化钨表面修饰的Fe2O3催化剂、制备方法及其用途 |
CN104415654B (zh) * | 2013-08-30 | 2017-01-04 | 韩国能量技术研究院 | 通过流动层燃烧炉中的多步骤反应来同时减少氮氧化物及氧化亚氮的方法 |
US9517457B2 (en) | 2013-10-30 | 2016-12-13 | Cummins Inc. | Aftertreatment systems with reduced N2O generation |
DE112015001008T5 (de) | 2014-02-28 | 2017-04-20 | Johnson Matthey Public Limited Company | SCR-Katalysatoren mit verbesserter Niedertemperaturleistung und Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben |
DE102014210661A1 (de) | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Thyssenkrupp Ag | Verringerung der Emission von Stickoxiden beim Anfahren von Anlagen zur Herstellung von Salpetersäure |
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 |
EP3162427A1 (en) | 2015-10-28 | 2017-05-03 | Casale SA | A method and apparatus for removing nox and n2o from a gas |
DE102016220184A1 (de) * | 2016-10-17 | 2018-04-19 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Salpetersäure |
EP3651899A1 (en) * | 2017-07-11 | 2020-05-20 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Catalyst and method of use thereof in the conversion of nox and n2o |
EP3694643A1 (de) | 2017-10-09 | 2020-08-19 | Umicore AG & Co. KG | Scr-aktiver katalysator |
CN108993586B (zh) * | 2018-07-13 | 2022-07-08 | 大连理工大学 | 一种抗丙烯毒化的Beta型分子筛的制备方法 |
EP3741449A1 (en) | 2019-05-21 | 2020-11-25 | Haldor Topsøe A/S | A process for the removal of dinitrogen oxide in process off-gas |
CN111330437A (zh) * | 2020-03-01 | 2020-06-26 | 北京化工大学 | 一种己二酸生产中多种污染物协同净化的方法及系统 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3308069A (en) | 1964-05-01 | 1967-03-07 | Mobil Oil Corp | Catalytic composition of a crystalline zeolite |
JPS6022922A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-05 | Babcock Hitachi Kk | アンモニア還元脱硝触媒、装置および脱硝法 |
GB2162830B (en) * | 1984-08-10 | 1988-08-10 | Babcock Hitachi Kk | Ammonia reduction-denitration process and apparatus therefor |
US4961917A (en) * | 1989-04-20 | 1990-10-09 | Engelhard Corporation | Method for reduction of nitrogen oxides with ammonia using promoted zeolite catalysts |
US5024981A (en) * | 1989-04-20 | 1991-06-18 | Engelhard Corporation | Staged metal-promoted zeolite catalysts and method for catalytic reduction of nitrogen oxides using the same |
FR2705036B1 (fr) * | 1993-05-10 | 1995-06-16 | Paroisse Sa Grande | Procédé pour abaisser la teneur en protoxyde d'azote dans les effluents gazeux, en particulier dans ceux qui sont issus de synthèses par oxydation nitrique. |
US5670125A (en) * | 1993-09-30 | 1997-09-23 | The Boc Group, Inc. | Process for the purification of nitric oxide |
US5520895A (en) * | 1994-07-07 | 1996-05-28 | Mobil Oil Corporation | Method for the reduction of nitrogen oxides using iron impregnated zeolites |
JP3681769B2 (ja) | 1994-08-24 | 2005-08-10 | バブコック日立株式会社 | 排ガス中の亜酸化窒素の除去方法および除去用触媒 |
FR2770418B1 (fr) * | 1997-11-04 | 1999-12-03 | Grande Paroisse Sa | Procede pour l'elimination dans le gaz des oxydes d'azote nox par reduction catalytique selective (scr) a l'ammoniac sur catalyseurs zeolitiques ne provoquant pas la formation de protoxyde d'azote |
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Karge et al. | 1989 Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam-Printed in The Netherlands |