FI67790B - Katalysator foer avskiljande av i en gasstroem ingaoende kvaeveoxider - Google Patents
Katalysator foer avskiljande av i en gasstroem ingaoende kvaeveoxider Download PDFInfo
- Publication number
- FI67790B FI67790B FI800657A FI800657A FI67790B FI 67790 B FI67790 B FI 67790B FI 800657 A FI800657 A FI 800657A FI 800657 A FI800657 A FI 800657A FI 67790 B FI67790 B FI 67790B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- volume
- catalyst
- pores
- catalyst according
- gas stream
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 51
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 40
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 2
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXASOGUHMSNFCR-UHFFFAOYSA-D [V+5].[V+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O Chemical compound [V+5].[V+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O LXASOGUHMSNFCR-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- 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
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/633—Pore volume less than 0.5 ml/g
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/651—50-500 nm
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
ΊΠϋΞΤΙ r„, _ KUULUTUS]ULKAISU
B 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 6 7790 C <45> Pqten t °ti:-dd o i ä t (51) Kv.lk.‘/lnt.a.« B 01 J 23/7**, 35/10, B 01 D 53/36 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800657 (22) HtkemlspiivS — An*öknlngsdag 04.03 80 (23) Alkupiivl — Giltighetsdag g^ g^ gg (41) Tullut Julkiseksi — Blivit offentllg gg g_ gg
Patentti- ja rekisterihallitus NShtävik*.panon ia kuul.julkai.un pvm. _ o0 ‘ * Qr
Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 2o .02. ö5 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prioritet 05.03.79 Ranska-Frankrike(FR) 7905598 (71) Rhöne-Pou1enc Industries, 22, Avenue Montaigne, 75008 Paris,
Ranska-Frankrike(FR) (72) Jean-Yves Derrien, Bourg-La-Reine, Laurent Seigneurin, Salindres, Ranska-Frankr ike(FR) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Katalysaattori kaasuvirran sisältämien typpioksidien poistamiseksi -Katalysator för avskiljande av i en gasström ingäende kväveoxider
Kyseessä oleva keksintö koskee menetelmää, jonka avulla voidaan poistaa typpioksideja, joita on kaasuvirrassa ja keksintö koskee erityisesti menetelmää, jonka avulla voidaan pelkistää katalyyttisestä typen oksideja typeksi ammoniakin avulla, jolloin saadaan täysin typpioksideista vapaata kaasuvirtaa.
Jo kauan on tunnettu typpihapon synteesi hapettamalla ammoniakkia hapen avulla. Ensimmäisestä reaktiosta, joka suoritetaan korkeassa lämpötilassa, saadaan typpimonoksidia, NO, joka hapetetaan sitten hapen avulla alemmassa lämpötilassa, jolloin saadaan typpidioksidia, Ν02, jossa puolestaan tapahtuu veden kanssa reagoidessaan dismutaatio ja syntyy typpihappoa ja typpimonoksidia hapetus-absorptiokolonneissa. Typpimonok-sidi puolestaan hapetetaan uudelleen jäännöshapen avulla ja prosessi jatkuu dismutaationa.
Konventionaalisessa typpihapon valmistustyöhuoneessa on tavallisesti kaksi absorptiokolonnia. Toisessa kolonnissa ovat hapen osapaine ja typpioksidien (NO ja N02) osapaineet kuitenkin kaasuvirrassa sellaiset, että hapetus- ja absorptioproses-si hidastuu siinä määrin, että tulisi nostaa huomattavasti 2 67790 kolonnin tasojen lukumäärää, niin että jäännöskaasussa olevat typpioksidit, jotka eivät ole muuttuneet typpihapoksi, poistuisivat. Mutta juuri liian kalliiden investointien välttämiseksi päästetään jäännöskaasut ilmakehään ja samalla huomattavat määrät 1000-10 000 ppm typpioksideja. Nämä päästöt merkitsevät huomattavaa haittaa, sillä ne synnyttävät vakavan ympäristön saastumisprobleeman. Hiljattain eri maissa julkaistuissa säännöksissä vaaditaan, että jäännöskaasut saavat sisältää vain huomattavasti pienempiä määriä typpioksideja (NO ). Niinpä ranskalainen normi vaatii vähemmän kuin 400 ppm
X
ja USA-lainen normi vähemmän kuin 255 ppm.
Tämän vuoksi on ehdotettu useita menetelmiä, joiden avulla voidaan vähentää jäännöskaasuvirran sisältämän Ν0χ:η pitoisuutta sallittuihin arvoihin.
Jo kauan on ollut tunnettua pelkistää katalyyttisesti typpioksideja jäännöskaasuvirrassa, joka sisältää happea, ammoniakin avulla, ja mukana on tällöin platinaryhmän metalleja -kuten on selostettu ranskalaisessa patentissa 1 205 311. Pelkistyksen vaatimissa lämpötiloissa (tavallisesti yli 250°C) menettää katalysaattori kuitenkin nopeasti tehonsa ja alemmissa lämpötiloissa on teho riittämätön.
Samaten on tunnettua pelkistää katalyyttisesti kaasuvirran sisältämiä typpioksideja ammoniakin avulla siten,että mukana on vanadiinioksidikatalysaattoria (V2^5^ huokoisen alustan päällä. Tämä menetelmä vaatii tavallisesti määrätyn molekyy-lisuhteen ΝΗ3/Ν0χ (tavallisesti suunnilleen 1) ja tilavuus-virtausnopeuksilla (WH) , jotka ovat niin korkeita kuin suunnilleen 20 000 (WH = kaasun tilavuus/katalysaattorin tilavuus/ h), on puhdistettavan kaasun tulolämpötilan oltava suhteellisen korkea, tavallisesti yli 250°C, jotta päästäisiin sopiviin ΝΟχ:η muuttumisarvoihin, jotka vastaavat kaasuvirran täydellistä puhdistusta.
Siinä tapauksessa, että puhdistettavan kaasun lämpötila on alle 250°C, esimerkiksi noin 200°C, on tunnettujen i^O^/A^O^ katalysaattorien teho riittämätön siihen, että päästäisiin, 3 67790 ilman ylimääräistä kuumentamista ja huomattavaa tilavuusvir-tausnopeuden pienentämistä, hyväksyttäviin ilman saastumista vähentäviin arvoihin, joita edellä mainitut normit suosittavat. Käsiteltävän kaasun lämpötilan kohottaminen - esimerkiksi 200°C:sta - 250°C:een - aiheuttaa ylimääräisen energian kulutuksen ja lisäksi tilavuusvirtausnopeuden pienentämisen pakko aiheuttaa ylimääräisiä investointikuluja, koska reaktorin tilavuutta on lisättävä.
Kuten voidaan havaita, on siis olemassa tarve saada aikaan katalysaattori ja menetelmä, jonka avulla voidaan poistaa ilmaa saastuttavat typpioksidit NO , joita on kaasuvirrassa, ammonia-kin avulla, siten että voidaan käsitellä välittömästi kaasua, joka esimerkiksi poistuu typpihappoprosessin absorptiokolonneis-ta, lämpötilassa, joka on alapuolella 250°C:n, ilman että sitä pitäisi kuumentaa etukäteen, ja reaktio suoritetaan tilavuudeltaan mahdollisimman pienessä reaktorissa investointien rajoittamiseksi.
Kyseessä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan uusi katalysaattori kaasuvirrassa olevien typpioksidien poistamiseksi ammoniakin avulla, käsittäen katalyyttisestä aktiivisen metalli-oksidin, joka on saostettu huokoiselle kantajalle, joka metalli-oksidi on vanadiinin, raudan tai koboltin oksidi ja jota on 0,5-20 paino-% katalyytistä ja katalysaattori on tunnettu siitä, että kantaja on huokoinen alumiinioksidikantaja, jonka läpimitaltaan yli 100 ,um:n huokosten tilavuus on yli 0,25 cm /g ja läpimital- 3 taan yli 30 ,um:n huokosten tilavuus on yli 0,40 cm /g, jolloin ' 3 kokonaishuokostilavuus on 0,80-1,20 cm /g ja kantajan pinta-ala 2 on alle 160 m /g.
Kyseessä olevan keksinnön toisena kohteena on menetelmä, jonka avulla voidaan käsitellä kaasuvirtaa, joka sisältää typpioksideja, ammoniakin avulla ja mukana on tällöin mainittua katalysaattoria, jonka ansiosta saadaan kaasuvirta, joka on käytännöllisesti katsoen täysin vapaata typpioksideista.
Keksinnön vielä toisena kohteena on menetelmä, jonka avulla voidaan tehdä ilmaa saastuttamattomaksi kaasuvirta, joka 67790 sisältää typpioksideja, ja mainitun kaasuvirran lämpötila on alle 250°C, käsittelemällä ammoniakilla ja käyttäen tällöin mainittua katalysaattoria, ja tilavuusvirtausnopeudet ovat korkeita, nimittäin välillä 7000-20 000.
Puhdistettavaa kaasuvirtaa esittää keksinnön mukaan tyypillisesti typpihappoprosessista peräisin oleva jäännöskaasuvirta, joka on tavallisesti alle 250-asteista ja sisältää muiden lajien lisäksi typpeä, happea, jonka pitoisuus on tavallisesti 10 000 ppm - 100 000 ppm, ja typpioksideja NO (NO + N0~), joiden pi-toisuus on tavallisesti 300 ppm - 10 000 ppm, erityisesti 500 ppm - 2000 ppm.
Keksinnön mukainen katalyyttinen alusta on alumiinioksidialus-ta, joka käsittää tavallisesti kiteisiä muotoja γ, Θ, 6 ja a, ja muodot Θ ja δ ovat tavallisesti vallitsevina.
Lisäksi on niiden huokosten, joiden läpimitta on yli 1000 A, 3 3 tilavuus yli 0,25 cm /g, etupäässä välillä 0,25-0,7 cm /g, ja niiden huokosten, joiden läpimitta on yli 300 A, tilavuus 3 3 on yli 0,4 cm /g, etupäässä välillä 0,43-0,7 cm /g ja mainitun katalyyttisen alustan huokosten koko tilavuus on välillä 3 0,8-1,2 cm /g.
2
Mainitun katalysaattorin kokonaispinta on korkeintaan 160 m /g, 2 etupäässä välillä 90-150 m /g.
Mukaan liitetyssä kuviossa 1 on esitettynä kahden esimerkkinä olevan alumiinioksidialustan (A ja B) porogrammit (huokosten diagrammit), joita mitatessa on käytetty elohopeaporosimetriä, verrattuina vertailualustaan C.
Keksinnön mukainen katalysaattori käsittää edellä selostetun alustan ja aktiivisen metallioksidifaasin, joksi voidaan valita vanadiini-, rauta- ja/tai kobolttioksidi. Katalysaattori käsittää edullisimmin vanadiinioksidia λ^Ο^. Katalysaattorin sisältämän vanadiinioksidin määrä on tavallisesti välillä 0,5-20 %, mieluimmin välillä 5-15 % katalysaattorin painosta.
5 67790
Katalysaattorin valmistusmenetelmä on tunnettu menetelmä, jossa huokoinen alusta impregnoidaan jonkin metalliyhdisteen liuoksella, josta muodostuu metallioksidia hehkuttamalla. Esimerkiksi vanadiinin lähtöaineyhdiste voi olla vanadiinioksidi, jokin vanadiinin kompleksi kuten vanadyylioksalaatti tai jokin suola kuten ammoniummetavanadaatti. Erikoisen hyvänä pidetty vanadii-niyhdiste on veteen liukeneva suola.
Kyseessä olevan keksinnön mukainen katalysaattori valmistetaan esimerkiksi sekoittamalla vanadiiniyhdisteen vesiliuos alumii-nioksidialustaan,joka on granuloiden muodossa, impregnoimalla sellaisessa suhteessa, että lopullinen V20^-pitoisuus katalysaattorissa on edellä määritellyissä rajoissa. Tämän jälkeen impregnoitu alusta kuivataan, sen jälkeen hehkutetaan noin 6 h ajan suunnilleen 400°C:n lämpötilassa.
Edullisimmin käytetään sellaista vanadiiniyhdistettä sisältävää impregnointiliuosta, joka on valmistettu liuottamalla vana-diinipentoksidia oksaalihapon liuokseen.
Kun mainittua katalysaattoria käytetään menetelmässä, jossa poistetaan kaasuvirran sisältämiä typpioksideja, se panostetaan tavallisesti sopivaan reaktoriin kiinteän (lit fixe) alustan tai virtaavan (lit fluide) alustan muodossa.
Kyseessä olevan keksinnön mukaisen menetelmän suorituksessa käytettävä lämpötila vaihtelee käsiteltävän kaasun tilavuus-virtausnopeuden funktiona, mutta se on tavallisesti välillä 180-400°C, etupäässä välillä 190-250°C. Ulkopuolella lämpö-tilavälin 180-400°C on ensisijaisena reaktiona ammoniumnitraa-tin muodostuminen, tai hapen ja ammoniakin reaktio, etupäässä NO :n pelkistyksessä ammoniakin avulla.
Käsiteltävien kaasujen tilavuusvirtausnopeus (WH) on luonnollisesti katalysaattorin lämpötilan funktio, niin että korkeampi vaikutuslämpötila sallii voimakkaamman WH:n määrätylle tulokselle. Edellä määritellyillä lämpötilaväleillä on WH tavallisesti 5000-250 000, etupäässä 7000-20 000.
6 67790
Moolisuhde NH.,/N0 on riippuvainen siitä, kuinka täydellisesti halutaan poistaa kaasuvirran sisältämät typpioksidit ΝΟχ ja siitä, kuinka paljon sallitaan ammoniakin päästöä käsiteltyyn virtaan, sillä nämä kaksi parametriä ovat toisiinsa sidottuja. Tämä suhde on tavallisesti alle 1,1 ja etupäässä välillä 0,8-1,0 riippuen halutusta muuttumisasteesta ja käsiteltävän kaasun NO -pitoisuudesta.
X
Käsiteltävän kaasun paine edistää, muiden tekijöiden pysyessä samoina, NO :n muuttumista Noiksi. Se voi olla välillä 1-20
X
baaria, etupäässä välillä 2-12 baaria.
Keksinnön mukainen menetelmä ja katalysaattori sopivat erikoisen hyvin sellaisten jäännöskaasuvirtojen käsittelyyn, jotka ovat peräisin typpihapon valmistusprosessista ammoniakkia hapettamalla. Kun säädetään erilaiset kontaktiin panossa esiintyvät parametrit, on helppoa saada sellaista jäännöskaasua, joka täyttää edellä esitetyt ilmansaastumisesta annetut normit.
Keksintöä on helpompi ymmärtää seuraavien valaisevien esimerkkien avulla.
Esimerkit 1 ja 2 sekä vertailuesimerkki: A. Katalysaattorien valmistaminen
Kolmesta alumiinioksidialustasta A, B ja C, joista alusta C on tunnettu vertailualusta, valmistetaan kolme katalysaattoria Ar ja clf joista katalysaattori on vertailukatalysaattori.
Seuraavassa taulukossa 1 on annettu lähtöalustojen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet: 7 67790
Taulukko 1
Alumiinioksidi-alustojen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet
Tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet
Alusta Pinta Huokosten tilavuus Kiteinen ra- m2/g cm/q kenne 0 0 100 yUm 30 ^urn A esimer- Faasit γ. ja δ kistä 1 120 0,30 0,43 hiven faasia a i-, -i ^ ^ „ Vallitsevana faa- B esimer- 150 0,60 0,68 . .
kistä 2 .
vahainen faasin δ pitoisuus hiven faasia a C vertaile- faasi γ. ja huovasta esi- 278 0,20 0,21 nosti kiteytynyt- merkistä tä transitio- alumiinioksidia
Vanadiiniyhdisteen impregnointiliuosta varten valmistetaan oksaa- 3 lihapon vesiliuos liuottaen 21 g oksaalihappoa 40 cm :iin vettä, jota sekoitetaan 80°C:ssa. Kun liuos on kirkasta, siihen kaadetaan hitaasti 10,13 g vanadiinioksidia ν20^. säätäen lisäämisnopeutta, jotta vältettäisiin liian voimakkaan kuohun muodostuminen. Lisäyksen loputtua pidetään seosta 1 h ajan vielä lämpötilassa 80°C.
Kun liuos on jäähtynyt, kuivaimpregnoidaan rakeistuslaitteessa 100 g alumiinioksidialustan kuulia läpimitaltaan 4-6 mm käyttäen kokonaan edellä oleva liuos. Impregnoinnin jälkeen kuulat kuivataan lämpöuunissa, joka on 140-asteinen 18 h ajan, sen jälkeen ne hehkutetaan 250°C:ssa 2 h ajan ja 530°C:ssa 3 h ajan.
Katalysaattorit A^, ja , jotka on valmistettu vastaavasti alustoista A, B ja C, sisältävät vastaavasti: - katalysaattori A^ 8,5 % ν20^ - katalysaattori B^ 8 % V20^_ - katalysaattori 9 % V20,- 8 67790 B. Katalysaattorien ja tulosten tutkiminen Näitä katalysaattoreita tutkitaan kytkennässä, johon kuuluvat typpi-, NO-, N02-, ammoniakki- ja ilmasäiliöt, joiden paine ja virtausnopeus ovat säädetyt, ja eri kaasujen esilämmittimet. Eri kaasuista yhdistetty virta syöttää termostoituun kammioon sijoitettua reaktoria, jossa on kiinteä alusta, ja johdetaan sitten fosforihappoa sisältävän keruuastian läpi ja syötetään sitten Beckman'in luminesenssiin perustuvaa mittarilaitetta (mallia 951), jossa mitataan tuloksena olevan virran eri kaasu-lajit.
Sitten lasketaan muuttumisaste T.T.
tulevan ΝΟχ:η määrä - lähtevän ΝΟχ:η määrä T.T. - tulevan ΝΟχ:η määrä %
Saadut tulokset on yhdistetty seuraavaan taulukkoon II, ja käy tetty samaa kaasua, joka sisältää:
- 2000 ppm NO
X
- 3 % happi ja tilavuusvirtausnopeus on 20 000, katalyyttisen alustan lämpötila on 230°C ja käsiteltävän kaasun paine on 2 absol. baaria, ja kaksi moolisuhteen arvoa NH~/N0 .
«5 X
Taulukko 2 ^Parametri ja Molekyylisuhde Typpioksidien, tulos NH-/NO NO , muuttumis-
Katalysaat- x asie T.T. pro- tori senteissä
Tl 0,9 79
Ai 1.1 83 n 0,9 83,5 B1 1.1 87,5 r 0,9 67 '•'l 1.1 69
Esimerkki 3 Tässä esimerkissä osoitetaan katalysaattorin V20,.-pitoisuuden merkitys ΝΟχ:η muuttumisasteelie, kun muut tekijät ovat kaikki samoja.
9 67790
Valmistetaan kolme katalysaattoria, joiden alusta on alumiini-oksidi B:tä, joka on määritelty edellisissä esimerkeissä. Impregnoidaan samalla tavalla kuin edellä on selostettu, jolloin saadaan kolme katalysaattoria, joiden V2Oi--pitoisuus on nouseva.
Näitä katalysaattoreita testataan kuten edellä, ja olosuhteet ovat seuraavat: - tilavuusvirtausnopeus 20 000 - paine 2 absoluuttista baaria
- katalysaattorin lämpötila 230°C
- suhde ΝΗ3/Ν0χ 1,1
Tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon 3:
Taulukko 3
Katalysaattorin V20j-- Typpioksidien (Ν0χ) pitoisuus muuuttumisaste (prosenteissa) m m . .
c T.T. prosenteissa 8 88 10 91 15 93
Claims (11)
10 67790
1. Katalysaattori kaasuvirrassa olevien typpioksidien pelkistämiseksi ammoniakin avulla, käsittäen katalyyttisesti aktiivisen metallioksidin, joka on saostettu huokoiselle kantajalle, joka on vanadiinin, raudan tai koboltin oksidi ja jota on 0,5-20 paino-% katalyytin painosta, tunne ttu siitä, että kantaja on huokoinen alumiinioksidikantaja, jonka läpimitaltaan 3 yli 100 ,um:n huokosten tilavuus on yli 0,25 cm /g ja läpimital- 3 taan yli 30 ,um:n huokosten tilavuus on yli 0,40 cm /g, jolloin 3 kokonaishuokostilavuus on 0,80-1,20 cm /g ja kantajan pinta-ala 2 on alle 160 m /g.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen katalysaattori, tunnettu siitä, että niiden huokosten tilavuus, joiden läpi- 3 mitta on yli 100 ^um, on edullisesti 0,25-0,70 cm /g, ja niiden huokosten tilavuus, joiden läpimitta on yli 30 ,um, on edulli- 3 sesti 0,43-0,70 cm /g.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen katalysaattori, tunnettu siitä, että alumiinioksidikantajän koko 2 pinta-ala on edullisesti 90-150 m /g.
4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen katalysaattori, tunnettu siitä, että alumiinioksidi-kantaja käsittää kiteiset faasit γ, Θ ja <S ja faasin a, jota on hivenen verran.
5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen katalysaattori, tunnettu siitä, että metallioksidin määrä on edullisesti 5-15 % katalysaattorin painosta.
6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen katalysaattori, tunnettu siitä, että niiden huokosten 3 tilavuus, joiden läpimitta on yli 100 ^um, on 0,60 cm /g ja niiden huokosten tilavuus, joiden läpimitta on yli 30 ,um, on 3 Ί 0,68 cm /g ja kantajan pinta-ala on 150 m /g. 1 Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-5 mukainen katalysaattori, tunnettu siitä, että kantajan niiden huokosten 3 tilavuus, joiden läpimitta on yli 100 ^um, on yli 0,30 cm /g, 11 67790 ja niiden huokosten tilavuus, joiden läpimitta on yli 30 ,um, 3 2 on 0,43 cm /g ja sen pinta-ala on 120 m /g.
8. Menetelmä, jonka avulla voidaan valmistaa minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukaista katalysaattoria, tunnettu siitä, että kuivaimpregnoidaan alumiiniok-sidikantaja käyttämällä metalliyhdisteen vesiliuosta ja metalli on joko vanadiini, rauta ja/tai koboltti, ja kuivataan se ja hehkutetaan.
9. Menetelmä typpioksidien pelkistämiseksi ammoniakin avulla happea sisältävässä kaasuvirrassa johtamalla kaasuvirta katalysaattorin päältä, joka on minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-c) mukainen, tunnettu siitä, että kontakti tapahtuu lämpö-tilavälillä 190-250°C, tilavuusvirtausnopeus on 5000-250 000, etupäässä 7000-20 000, ja paine on välillä 1-20 baaria, etupäässä välillä 2-12 absoluuttista baaria, ja molekyylisuhde ΝΗ^/ΝΟχ on alle 1,1 etupäässä välillä 0,8-1,0 ja näin saadaan kaasuvirta, joka on käytännöllisesti katsoen täysin vapata NO :stä.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että käsitellään jäännöskaasua, joka on peräisin typpihapon valmistusyksiköstä hapettamalla ammoniakkia.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä,että kaasun lämpötila on alle 250°C.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7905598A FR2450784A1 (fr) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Catalyseur d'elimination des oxydes d'azote contenus dans un courant gazeux |
| FR7905598 | 1979-03-05 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI800657A FI800657A (fi) | 1980-09-06 |
| FI67790B true FI67790B (fi) | 1985-02-28 |
| FI67790C FI67790C (fi) | 1985-06-10 |
Family
ID=9222745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI800657A FI67790C (fi) | 1979-03-05 | 1980-03-04 | Katalysator foer avskiljande av i en gasstroem ingaoende kvaeveoxider |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4314913A (fi) |
| JP (1) | JPS5916494B2 (fi) |
| BE (1) | BE882061A (fi) |
| BR (1) | BR8001269A (fi) |
| DE (1) | DE3008306C2 (fi) |
| DK (1) | DK151939C (fi) |
| FI (1) | FI67790C (fi) |
| FR (1) | FR2450784A1 (fi) |
| GB (1) | GB2046119B (fi) |
| GR (1) | GR67218B (fi) |
| IE (1) | IE49534B1 (fi) |
| IT (1) | IT1188914B (fi) |
| LU (1) | LU82218A1 (fi) |
| NL (1) | NL8001309A (fi) |
| SE (1) | SE442859B (fi) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571329A (en) * | 1984-08-13 | 1986-02-18 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Ammonia reduction-denitration process and apparatus therefor |
| DE3704030A1 (de) * | 1987-02-10 | 1988-08-18 | Ruhrgas Ag | Verfahren zum abscheiden von stickstoffoxiden aus abgasen durch selektive katalytische reduktion |
| SE459903B (sv) * | 1987-03-20 | 1989-08-21 | Eka Nobel Ab | Saett att rena roekgaser fraan kvaeveoxider |
| US4874590A (en) * | 1988-04-07 | 1989-10-17 | Uop | Catalytic reduction of nitrogen oxides |
| DE4128629A1 (de) * | 1991-08-29 | 1993-03-04 | Basf Ag | Silberhaltiger traegerkatalysator und verfahren zur katalytischen zersetzung von distickstoffmonoxid |
| FR2684899B1 (fr) * | 1991-12-16 | 1994-03-25 | Rhone Poulenc Chimie | Catalyseur de reduction selective des oxydes d'azote contenus dans un flux gazeux et application desdits catalyseurs. |
| DE19533486A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-13 | Basf Ag | Monomodale und polymodale Katalysatorträger und Katalysatoren mit engen Porengrößenverteilungen und deren Herstellverfahren |
| DE19533484A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-13 | Basf Ag | Monomodale und polymodale Katalysatorträger und Katalysatoren mit engen Porengrößenverteilungen und deren Herstellverfahren |
| CA2677762C (en) * | 2000-05-19 | 2012-01-17 | Johnson Matthey Plc | Catalysts with high cobalt surface area |
| EP1360006B1 (en) * | 2001-02-13 | 2015-09-02 | Sk Innovation Co., Ltd. | Method for preparing a catalyst for selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
| CN102000585B (zh) * | 2010-08-16 | 2015-09-23 | 华电电力科学研究院 | 一种脱硝催化剂及其制备方法 |
| EP3393630A1 (en) * | 2015-12-22 | 2018-10-31 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | A catalyst bed and method for reducing nitrogen oxides |
| US10960352B2 (en) * | 2015-12-22 | 2021-03-30 | Shell Oil Company | Catalyst bed and method for reducing nitrogen oxides |
| JP2019508221A (ja) | 2015-12-22 | 2019-03-28 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | 酸化窒素を減少させるための反応器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL296764A (fi) * | 1962-08-17 | |||
| US3279884A (en) * | 1963-10-31 | 1966-10-18 | Basf Ag | Selective removal of oxides of nitrogen from gas mixtures containing oxygen |
| US3864451A (en) * | 1973-08-16 | 1975-02-04 | Environics Inc | Method for Removing Nitric Oxide from Combustion Gases |
| CS179083B1 (en) * | 1974-12-17 | 1977-10-31 | Miroslav Markvart | Mode of vanadium catalyzer production |
| US4164546A (en) * | 1974-12-19 | 1979-08-14 | Exxon Research & Engineering Co. | Method of removing nitrogen oxides from gaseous mixtures |
| JPS5177593A (en) * | 1974-12-28 | 1976-07-05 | Japan Gasoline | Haigasuchuno chitsusosankabutsukangenyoshokubai |
| US4031185A (en) * | 1975-02-03 | 1977-06-21 | Hitachi, Ltd. | Process for making nitrogen oxides contained in flue gas harmless |
| FR2299909A1 (fr) * | 1975-02-04 | 1976-09-03 | Azote & Prod Chim | Epuration des effluents gazeux contenant des oxydes d'azote |
-
1979
- 1979-03-05 FR FR7905598A patent/FR2450784A1/fr active Granted
-
1980
- 1980-03-03 LU LU82218A patent/LU82218A1/fr unknown
- 1980-03-03 JP JP55026473A patent/JPS5916494B2/ja not_active Expired
- 1980-03-03 GR GR61332A patent/GR67218B/el unknown
- 1980-03-04 IE IE424/80A patent/IE49534B1/en not_active IP Right Cessation
- 1980-03-04 BE BE0/199660A patent/BE882061A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-03-04 IT IT48073/80A patent/IT1188914B/it active
- 1980-03-04 FI FI800657A patent/FI67790C/fi not_active IP Right Cessation
- 1980-03-04 DK DK090980A patent/DK151939C/da not_active IP Right Cessation
- 1980-03-04 NL NL8001309A patent/NL8001309A/nl not_active IP Right Cessation
- 1980-03-04 US US06/127,106 patent/US4314913A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-03-04 DE DE3008306A patent/DE3008306C2/de not_active Expired
- 1980-03-04 BR BR8001269A patent/BR8001269A/pt not_active IP Right Cessation
- 1980-03-05 SE SE8001723A patent/SE442859B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-03-05 GB GB8007458A patent/GB2046119B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK151939B (da) | 1988-01-18 |
| IT8048073A0 (it) | 1980-03-04 |
| BR8001269A (pt) | 1980-11-04 |
| GB2046119A (en) | 1980-11-12 |
| DE3008306A1 (de) | 1980-09-11 |
| IE800424L (en) | 1980-09-05 |
| SE8001723L (sv) | 1980-09-06 |
| US4314913A (en) | 1982-02-09 |
| FI67790C (fi) | 1985-06-10 |
| DE3008306C2 (de) | 1986-01-30 |
| LU82218A1 (fr) | 1980-09-24 |
| IE49534B1 (en) | 1985-10-16 |
| FI800657A (fi) | 1980-09-06 |
| JPS5916494B2 (ja) | 1984-04-16 |
| IT8048073A1 (it) | 1981-09-04 |
| SE442859B (sv) | 1986-02-03 |
| IT1188914B (it) | 1988-01-28 |
| JPS55119443A (en) | 1980-09-13 |
| FR2450784B1 (fi) | 1982-02-12 |
| DK151939C (da) | 1988-07-11 |
| FR2450784A1 (fr) | 1980-10-03 |
| GB2046119B (en) | 1983-04-20 |
| NL193210B (fi) | 1998-11-02 |
| NL193210C (fi) | 1999-03-03 |
| GR67218B (fi) | 1981-06-24 |
| DK90980A (da) | 1980-09-06 |
| BE882061A (fr) | 1980-09-04 |
| NL8001309A (nl) | 1980-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI67790B (fi) | Katalysator foer avskiljande av i en gasstroem ingaoende kvaeveoxider | |
| KR100838500B1 (ko) | 질소 산화물의 환원방법 및 이를 위한 촉매 | |
| WO2018047381A1 (ja) | 脱硝触媒の再生方法 | |
| US20020044902A1 (en) | Method for simultaneously abating nitric oxides and nitrous oxides in gases containing them | |
| JPS6348584B2 (fi) | ||
| JP2008119651A (ja) | 窒素酸化物除去用の触媒、および排ガス処理方法 | |
| JP2730987B2 (ja) | 窒素酸化物除去用触媒および該触媒を用いた窒素酸化物の除去方法 | |
| KR20060090222A (ko) | 층상 암모니아 산화 촉매 | |
| US5037792A (en) | Catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides and process for the preparation of the catalyst | |
| JP2656061B2 (ja) | 窒素酸化物を含有する酸化ガス排出物の精製方法 | |
| US4179412A (en) | Process for producing catalyst precursors for decomposing ammonia by oxidation and precursors produced by said process | |
| JP2610009B2 (ja) | 排気ガス、特に硝酸酸化を含む合成プロセスの排気ガス中の亜酸化窒素の含有量を低下させる方法 | |
| CA1298271C (en) | Bimetallic catalyst | |
| CN109126806A (zh) | 一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和用途 | |
| JP3256660B2 (ja) | アンモニア含有排ガスの浄化方法 | |
| KR102170922B1 (ko) | 탈질 촉매의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탈질 촉매 | |
| JP3131630B2 (ja) | ディーゼルエンジン排ガス中のカーボン微粒子酸化除去方法及びそれに用いる触媒 | |
| KR20220089322A (ko) | 우레아 가수분해 촉매 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템 | |
| JPS6013750B2 (ja) | 窒素酸化物除去用触媒およびその製造法 | |
| CN111822008B (zh) | 一种适用于低温含硫烟气的脱硝催化剂及其制备方法 | |
| JP4948331B2 (ja) | 船舶排ガスの処理方法 | |
| SU1685508A1 (ru) | Катализатор дл восстановлени оксидов азота аммиаком | |
| JPH0438455B2 (fi) | ||
| JPS593219B2 (ja) | ハイガスチユウノチツソサンカブツオムガイカスルテキシタ セツシヨクカンゲンヨウシヨクバイ | |
| JPS5939184B2 (ja) | 排ガス脱硝用触媒の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |
Owner name: RHONE- POULENC INDUSTRIES |