NL1002847C2 - Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen. - Google Patents
Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1002847C2 NL1002847C2 NL1002847A NL1002847A NL1002847C2 NL 1002847 C2 NL1002847 C2 NL 1002847C2 NL 1002847 A NL1002847 A NL 1002847A NL 1002847 A NL1002847 A NL 1002847A NL 1002847 C2 NL1002847 C2 NL 1002847C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- catalyst
- metal oxide
- metal
- noble metal
- bed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title claims description 18
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 title claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 91
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002897 organic nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 claims 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 6
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 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
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- -1 nitrogenous organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005418 vegetable material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Titel: Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen
Bij veel produktieprocessen, onder andere in de voedingsmiddelen industrie, komen afgassen vrij, waarin vaak onacceptabele hoeveelheden milieuschadelijke stoffen voorkomen. Een tweede probleem is de geuroverlast die sterk 5 ruikende afgassen veroorzaken.
Om milieuvervuiling en/of geuroverlast te beperken is in deze gevallen een goede afgasreiniging noodzakelijk. Veel gebruikte methoden zijn bijvoorbeeld het verwijderen van de overlast veroorzakende componenten met behulp van 10 gaswassers of door adsorptie aan bijvoorbeeld actieve kool of zeolieten. Deze methoden hebben het nadeel dat het adsorbens met de verwijderde stoffen een nieuw soort afval oplevert, dat weer verwerkt moet worden.
Methoden die de te verwijderen stoffen afbreken 15 hebben daarom uit milieu-oogpunt de voorkeur. Voorbeelden hiervan zijn omzetting over bio- of compostfilters, en naverbranding. Bij naverbranding wordt onderscheid gemaakt tussen thermische en katalytische naverbranding. Welke reinigingsmethode het meest geschikt is moet per geval bekeken 20 worden, en is afhankelijk van de procesomstandigheden zoals hoeveelheid en temperatuur van het afgas en de aard en hoeveelheid van de te verwijderen stoffen. In gevallen waarin de afgasstroom middelgroot is, met een vrij hoge temperatuur (75-200°C of hoger) is naverbranding meestal de meest 25 efficiënte methode. In verband met het aanzienlijk lagere energieverbruik is katalytische naverbranding in het algemeen gunstiger dan thermische naverbranding.
Bij katalytische naverbranding is de keuze van de katalysator uitermate belangrijk voor het bereiken van een 30 optimale reiniging tegen minimale kosten. In het algemeen worden voor afgasreiniging door naverbranding (zogenaamde 1002847 2 oxidatieve afgasreiniging) twee soorten katalysatoren toegepast: edelmetaal en metaaloxide katalysatoren.
Edelmetaal katalysatoren hebben een hoge activiteit, waardoor lage emissies organisch materiaal en koolmonoxide 5 bereikt kunnen worden met een klein volume katalysator. Nadeel van edelmetaal katalysatoren is de hoge aanschafprijs per volume-eenheid. Van de edelmetalen worden vooral platina en palladium, en in mindere mate rhodium, ingezet voor oxidatieve gasreiniging.
10 Metaaloxide katalysatoren zijn duidelijk minder actief dan edelmetaal katalysatoren, waardoor bij de gebruikelijke beladingen een groter volume katalysator gebruikt moet worden dan bij edelmetaal katalysatoren om een gelijk emissieniveau aan organisch materiaal te bereiken. De 15 emissie van koolmonoxide is dan echter veel hoger dan bij gebruik van edelmetaal katalysatoren. Voordeel van metaaloxide katalysatoren is hun lagere prijs per volurne-eenheid, welk voordeel echter weer (deels) teniet gedaan wordt door het grote benodigde volume katalysator. Als katalytisch actieve 20 componenten worden vooral de oxiden van koper, mangaan, wolfraam, titaan, chroom, vanadium en ijzer gebruikt.
Bij processen waarin materialen bewerkt worden die stikstofhoudende verbindingen bevatten, zoals het drogen of roosten van plantaardige materialen zoals koffie, bevatten de 25 afgassen vaak stikstofhoudende organische verbindingen. Deze verbindingen kunnen bij naverbranding een aanzienlijke hoeveelheid stikstofoxiden (N0X) vormen, hetgeen uit milieuoogpunt ongewenst is. Uit proeven met afgassen van koffiebranders is gebleken dat de keuze van de katalysator 30 verrassenderwijs een zeer grote invloed heeft op de vorming van stikstofoxiden (bij gelijke omzetting van organische verbindingen). Terwijl over edelmetaal katalysatoren het grootste deel (50 tot 90%) van de stikstof uit de stikstofhoudende verbindingen wordt omgezet in stikstofoxiden, 35 is dit bij metaaloxide katalysatoren aanzienlijk lager. Dit effect wordt nog versterkt door de veel lagere werktemperatuur ? f.· f; ε 47 3 van metaaloxide katalysatoren, waardoor de vorming van stikstofoxiden beperkt wordt tot vrijwel nihil.
Het doel van de onderhavige uitvinding is het reinigen van afgassen tot een zo laag mogelijk emissieniveau 5 van zowel organisch materiaal, koolmonoxide als stikstofoxiden, tegen zo laag mogelijke kosten. Dit doel kan bereikt worden door optimaal gebruik te maken van de voor- en nadelen van de verschillende typen katalysatoren.
Zoals eerder geschetst, vormen metaaloxide 10 katalysatoren meestal het goedkoopste alternatief, echter met een hoge emissie aan koolmonoxide als gevolg. Het duurdere alternatief van edelmetaal katalysatoren geeft lage emissies van organisch materiaal en koolmonoxide, maar een onacceptabele emissie van stikstofoxiden. Het verlagen van de 15 stikstofemissie moet dan gebeuren met een nageschakelde (katalytische) reductie eenheid, tegen hoge kosten.
Het doel van de uitvinding is derhalve het verschaffen van een werkwijze voor het katalytisch verbranden van organische stikstofverbindingen bevattende afgassen, 20 waarbij zich bovengenoemd nadelen niet, of slechts in mindere mate voordoen. Meer in het bijzonder is het een doel een werkwijze te verschaffen, waarbij een optimale balans verkregen wordt tussen CO- en NOx-emisse.
De uitvinding betreft aldus een werkwijze voor het 25 reinigen van afgassen die organische stikstofverbindingen bevatten, door katalytische verbranding van de afgassen in aanwezijheid van moleculaire zuurstof bij verhoogde temperatuur, onder toepassing van een tweetal katalysatoren, waarbij de afgassen eerst door een katalysatorbed met een 30 metaaloxide-katalysator geleid worden en vervolgens door een katalysatorbed met een edelmetaalkatalysator geleid worden.
Verrassenderwijs is gebleken dat met een combinatie van beide typen katalysatoren een lage emissie van alle drie genoemde componenten bereikt kan worden, waarbij met name een 35 optimale balans tussen de emissies van de drie componenten verkregen wordt.
' C 4 7 4
Voor dit doel moet het te reinigen afgas eerst over een metaaloxide katalysator geleid worden, waarbij het grootste deel van het organisch materiaal omgezet wordt met een minimale vorming van stikstofoxiden uit de 5 stikstofhoudende componenten. Vervolgens wordt het, deels gereinigde, afgas over een edelmetaal katalysator geleid, waarbij de rest van het organisch materiaal en het koolmonoxide worden omgezet. Omdat het grootste deel van de stikstof in de stikstofhoudende organische componenten reeds 10 over de metaaloxide katalysator is omgezet in moleculaire stikstof, zonder vorming van grote hoeveelheden stikstofoxiden, is de vorming van stikstofoxiden over de edelmetaal katalysator gering.
Een tweede voordeel van een dergelijke twee-traps 15 katalysator is het lage energieverbruik. De optimale inlaat temperatuur voor het katalysatorbed is bij metaaloxide katalysatoren circa 250-450°C; voor edelmetaal katalysatoren daarentegen circa 300-500°C. Onder inlaat temperatuur wordt verstaan de temperatuur waarmee het te reinigen afgas het 20 katalysatorbed binnenkomt. Door de katalytische omzetting van de organische verbindingen komt in de katalysator warmte vrij, waardoor de temperatuur stijgt. Deze opwarming kan, afhankelijk van de hoeveelheid om te zetten verbindingen, oplopen tot 100°C of meer.
25 Bij gebruik van een twee-traps katalysator-systeem kan de inlaattemperatuur worden afgestemd op de optimale werktemperatuur van de metaaloxide katalysator, bijvoorbeeld 325°C. Over de eerste laag katalysator wordt het gas, bij voldoende ontzetting over deze katalysator, opgewarmd tot 30 circa 400° C, voldoende voor een goede werking van de tweede laag (edelmetaal) katalysator. De energiebesparing die hiermee bereikt wordt is uiteraard afhankelijk van de temperatuur van het te reinigen afgas. Bij een afgastemperatuur van 200°C is in het boven gegeven voorbeeld de energiebesparing ten 35 opzichte van een enkele edelmetaal katalysator circa 35%. Bij een afgastemperatuur van 250°C is de besparing zelfs circa 50%.
1 ί· (·; y 4 7 5
De verbranding vindt plaats in aanwezigheid van moleculaire zuurstof. In de praktijk zal het te verbranden afgas van oorsprong reeds voldoende zuurstof voor de verbranding van de componenten tot CO2, H2O en N2 bevatten.
5 Desgewenst kan extra zuurstof toegevoegd worden, bijvoorbeeld in e vorm van lucht. Een geschikte hoeveelheid zuurstof is minimaal 100% overmaat ten opzichte van de stoiciometrische omzetting van de verbrandbare componenten in CO2, H2O en N2. De toevoeging van extra zuurstof kan plaats 10 vinden voor de metaaloxide katalysator, of voor de edelmetaalkatalysator. Dit laatste heeft echter niet de voorkeur, omdat dan het gevaar van extra NOx vorming bestaat.
Het zal duidelijk zijn dat de hoeveelheid van elk van beide typen katalysator met zorg gekozen moet worden. De 15 hoeveelheid metaaloxide katalysator moet zo groot zijn, dat de hoeveelheid niet omgezette stikstofhoudende componenten in het deels gereinigde afgas zo laag is, dat over de edelmetaal katalysator geen onacceptabele hoeveelheid stikstofoxiden gevormd wordt. De hoeveelheid edelmetaal katalysator moet zo 20 groot zijn dat de rest-emissies aan organisch materiaal en koolmonoxide op een acceptabel niveau liggen. Aan de andere kant moet het volume van beide typen katalysator zo klein mogelijk zijn in verband met de investering in katalysator materiaal en het volume van de naverbrandingsinstallatie.
25 Gezien de verschillen in reactiviteit van verschillende katalysatoren (ook van het zelfde type) en van verschillende organische componenten kan voor de verhouding van de hoeveelheden katalysator geen algemene richtlijn gegeven worden; de optimale katalysator configuratie moet 30 daarom voor elk geval apart bepaald worden. In algemene termen kan echter wel aangegeven worden, dat de verhouding van de volumina ligt tussen 1:9 en 9:1.
Als katalytisch actieve materialen past men bij voorkeur de in de inleiding genoemde metaaloxiden en 35 edelmetalen toe. De toe te passen katalytisch actieve materialen zijn in het algemeen aangebracht op een dragermateriaal. Geschikte dragermaterialen zijn onder meer 10 0'Λ'7 6 metaaldragers, keramische oxiden zoals silica, alumina, titania en/of zirconia, diverse natuurlijke of synthetische kleiën, zeolieten en dergelijke. Het gehalte aan katalytisch actief materiaal, dat op de drager aanwezig is, bedraagt voor 5 metaaloxide katalysatoren in het algemeen 0,5 tot 50 gew.%, berekend als metaaloxide ten opzichte van het gewicht van drager en metaaloxide samen. Voor edelmetaalkatalysatoren ligt het gehalte aan metaal veel lager. Daarbij wordt veelal volstaan met 0,01 tot 10 gew.% metaal, ten opzichte van het 10 gewicht van de drager en de katalytisch actieve component tezamen.
De volgens de uitvinding toe te passen katalysatoren zijn op zich bekend en in de handel te verkrijgen.
Het type en de structuur van het katalysatorbed zijn 15 niet kritisch. Deze worden in hoofdzaak bepaald door de aard van de te behandelen afgassen en eventuele beperkingen ten aanzien van drukval en/of type katalysator. Gangbare systemen zijn gebaseerd op een vast bed van katalysatordeeltjes, zoals extrusies, granulaat, van een katalytisch materiaal voorziene 20 pakkingen en dergelijke. Het is ook mogelijk een wervelbed van katalysatordeeltjes toe te passen.
Een geschikte vorm van katalysatorbed is gebaseerd op honingraat- of monoliet dragermaterialen, waarbij op her oppervlak van het dragermateriaal een katalytisch actief 25 materiaal aangebracht is, eventueel met een wash-coat als tussenlaag.
De uitvinding wordt vervolgens toegelicht aan de hand van een voorbeeld, dat niet als beperkend bedoeld is.
30 Voorbeeld
Afgassen van een koffiebrander met een temperatuur van 200°C werden opgewrmd naar 330°C en vervolgens toegevoerd aan een katalytische naverbrandingsinstallatie, die gebaseerd 35 was op een metaaloxide katalysator en een edelmetaalkatalysator. De volume samenstelling van de gassen was in hoofdzaak als volgt: 1 p f 7 N2: 61,5% O2 8% H20 30%
Koolwaterstoffen 0,5%, 5 waarvan organische stikstofverbindingen: 25%
De afgassen werden eerst toegevoerd aan een katalysatorbed op basis van een keramische titania monoliet (100 kanalen/inch2, cpsi), met daarop aangebracht vanadium pentoxide, koperoxide en wolfraamoxide. Het monoliet had een 10 vrije doorlaat van ca. 70% en een specifiek oppervlak van ongeveer 1250 m2/m3.
Door de katalytische omzetting steeg de gastemperatuur van 330° naar 400°C. Het gas afkomstig uit het eerste bed werd vervolgens toegevoerd aan een bed van een 15 edelmetaalkatalysator, 0,4 gew.% platina op een sinusoïde roestvast stalen drager voorzien van een alumina wash-coat. De vrije doorlaat van het bed was ca 92%, terwijll het specifiek oppervlak van de katalysator ongeveer 1600 m2/m3 bedroeg
De rest-emissie aan koolmonoxide en stikstofoxiden 20 in het gas afkomstig uit het tweede bed werd bepaald en is opgenomen in de tabel. Tevens zijn in deze tabel de gegevens opgenomen voor de omzetting van het afgas over alleen een edelmetaalkatalysator en over alleen een metaaloxide-katalysator.
25 1 0 0 2 Pi 7 8
Type katalysator Edelmetaal Metaaloxide1 twee-traps1
Volume katalysator 100% 375% 270%
Space velocity3 30000 8000 15000/400002
5 Inlaat temperatuur 400°C 330°C 330°C
Energieverbruik 100% 65% 65%
Omzetting CO 100% 62% 99.5% NO omissie 100% 0% 25% 10 1: Getallen zijn, tenzij anders aangegeven, relatief tov. de waarde voor een edelmetaal katalysator.
2: Het le getal is voor metaaloxide katalysator, het tweede voor de edelmetaal katalysator.
3: Space velocity = Afgasstroom (Nm^/uur)/Volume katalysator 15 (m^).
Uit het voorbeeld blijkt dat met een twee-traps katalysator volgens de uitvinding de emissie van stikstofoxiden duidelijk verlaagd kan worden ten opzichte van 20 de edelmetaal katalysator. Een aanzienlijke besparing op energie wordt bereikt, als gevolg van de lagere inlaat temperatuur.
Ten opzichte van de metaaloxide katalysator is de emissie van stikstofoxiden weliswaar iets hoger, maar de 25 koolmonoxide emissie is weer duidelijk lager. Het energieverbruik is voor beide typen katalysator gelijk. De balans tussen de diverse emissies is volgens de uitvinding veel optimaler dan bij toepassing van één katalysator.
Uit het voorbeeld blijkt dat de twee-traps 30 katalysator een aantrekkelijk alternatief is indien gekeken wordt naar de totaal emissie aan koolwaterstoffen, koolmonoxide en stikstof oxiden.
10 ^ '
Claims (9)
1. Werkwijze voor het reinigen van afgassen die organische stikstofverbindingen bevatten, door katalytische verbranding in aanwezigheid van moleculaire zuurstof bij verhoogde temperatuur, onder toepassing van een tweetal 5 katalysatoren, waarbij de afgassen eerst door een katalysatorbed met een metaaloxide-katalysator geleid worden en vervolgens door een katalysatorbed met een edelmetaal-katalysator geleid worden.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de 10 metaaloxide-katalysator en/of de edelmetaalkatalysator aangebracht zijn op een drager.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het metaaloxide gekozen is uit de groep bestaande uit oxiden van koper, mangaan, wolfraam, titaan, chroom, vanadium en ijzer.
4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, waarbij het edelmetaal gekozen is uit de groep bestaande uit platina, palladium, iridium en rhodium.
5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, waarbij als drager gebruik gemaakt wordt van metaal, silica, alumina, silica- 20 alumina, titania, zirconia, klei en/of zeoliet.
6. Werkwijze volgens conclusie 1-5, waarbij de inlaattemperatuur van het afgas voor de metaaloxidekatalysator ligt tussen 250 en 450°C.
7. Werkwijze volgens conclusie 1-6, waarbij de 25 inlaattemperatuur voor het edelmetaalkatalysator-bed ligt tussen 300 en 500°C.
8. Werkwijze volgens conclusie 1-7, waarbij de temperatuurstijging van het afgas in het bed van de metaaloxidekatalysator voldoende is om de gewenste ' : M 7 inlaattemperatuur voor het edelmetaal-katalysatorbed te leveren.
9. Werkwijze volgens conclusie 1-8, waarbij de afgassen afkomstig zijn van het branden van koffie. *1 l 1 / SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE lOENTIRlKATlE VAN DE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van M aanvrager of van de gemscnogoe Nw 9115 Nederlandse aanvrage nr. tndanngsdaum 1002847 11 april 1996 Ingeroepen voorrsngsdaum Aanvrager (Naam) SARA LEE/ DE N.V. Dawn van het verzoek voor een onderzoek van niemaaenaai type Doeree insame voor tolomasonaai Onderzoek (ISA) aan net namaak voor ben onder—Kar naiwnaae »po aogehsnd nr. SN 27442 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij aepaasmg van verschillende cisnücioei. alle dassi6oeeesymbolen opgeven) Volgens de btamaoonaie aassilicase (IRC) Int.Cl.6: B 01 D 53/86 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK Onaerzoctne minimum documentatie Classificatiesysteem Classificaties vmpolen Int.Cl.6: B 01 D Onderzochte andere aoeumentaoe dan de m mi mum documenate voor zover dergef jke documenan n de onderzocha gebeden zjn opgenomen III. Γ : GEEN ONDERZOEK MOGELUK VOOR BEPAALOE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) IV. ' GEBREK AAN EENHEIO VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsoiad) i sorm PCT/|$A,201ia> CÊ
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1002847A NL1002847C2 (nl) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen. |
| EP97201065A EP0800855A1 (en) | 1996-04-11 | 1997-04-10 | Method for the catalytic oxidation of off-gases |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1002847A NL1002847C2 (nl) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen. |
| NL1002847 | 1996-04-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1002847C2 true NL1002847C2 (nl) | 1997-10-15 |
Family
ID=19762663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1002847A NL1002847C2 (nl) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0800855A1 (nl) |
| NL (1) | NL1002847C2 (nl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1787720B1 (en) * | 2004-07-15 | 2016-11-02 | Nikki-Universal Co., Ltd. | Catalyst for purifying exhaust gas containing organic nitrogen compound and method for purifying such exhaust gas |
| US7235507B2 (en) * | 2004-08-14 | 2007-06-26 | Sud-Chemie Inc. | Catalyst for purifying diesel engine exhaust emissions |
| DE102011106441A1 (de) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Clausthaler Umwelttechnik-Institut Gmbh (Cutec-Institut) | Verfahren zur stickoxidarmen Oxidation von Brennstoff-Stickstoff-Verbindungen und Vorrichtungen hierfür |
| ITUB20154976A1 (it) * | 2015-10-16 | 2017-04-16 | Lavazza Luigi Spa | Procedimento per il trattamento degli effluenti gassosi sviluppati in un impianto di tostatura del caffe. |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2424142A1 (de) * | 1974-05-17 | 1975-11-27 | Gimborn Probat Werke | Verfahren zur waerme und stoffbehandlung von rieselfaehigen produkten, insbesondere von kaffee, kakao und malz |
| JPS6030641A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-16 | Kondo Unyu Kiko Kk | 焙煎機における焙煎排気の浄化法 |
| GB2167396A (en) * | 1984-11-24 | 1986-05-29 | Kali Chemie Ag | Method for the treatment of exhaust gas |
| EP0308789A2 (de) * | 1987-09-21 | 1989-03-29 | Degussa Aktiengesellschaft | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Kohlenwasserstoff, Halogenkohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Abgasen |
| GB2208482A (en) * | 1987-08-12 | 1989-04-05 | Secretary Trade Ind Brit | Dual-bed catalyst process |
| EP0630681A1 (de) * | 1993-06-24 | 1994-12-28 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Verfahren zur Entfernung unerwünschter Beimengungen eines Gases |
| WO1995030623A1 (en) * | 1994-05-04 | 1995-11-16 | Petrocon Technologies, Inc. | HYBRID LOW NOx PROCESS FOR DESTRUCTION OF BOUND NITROGEN COMPOUNDS |
| EP0682973A1 (fr) * | 1993-02-08 | 1995-11-22 | Institut Français du Pétrole | Procédé de désodorisation catalytique et de réduction de la teneur en azote des effluents de cuve à lisier |
-
1996
- 1996-04-11 NL NL1002847A patent/NL1002847C2/nl not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-04-10 EP EP97201065A patent/EP0800855A1/en not_active Ceased
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2424142A1 (de) * | 1974-05-17 | 1975-11-27 | Gimborn Probat Werke | Verfahren zur waerme und stoffbehandlung von rieselfaehigen produkten, insbesondere von kaffee, kakao und malz |
| JPS6030641A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-16 | Kondo Unyu Kiko Kk | 焙煎機における焙煎排気の浄化法 |
| GB2167396A (en) * | 1984-11-24 | 1986-05-29 | Kali Chemie Ag | Method for the treatment of exhaust gas |
| GB2208482A (en) * | 1987-08-12 | 1989-04-05 | Secretary Trade Ind Brit | Dual-bed catalyst process |
| EP0308789A2 (de) * | 1987-09-21 | 1989-03-29 | Degussa Aktiengesellschaft | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Kohlenwasserstoff, Halogenkohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Abgasen |
| EP0682973A1 (fr) * | 1993-02-08 | 1995-11-22 | Institut Français du Pétrole | Procédé de désodorisation catalytique et de réduction de la teneur en azote des effluents de cuve à lisier |
| EP0630681A1 (de) * | 1993-06-24 | 1994-12-28 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Verfahren zur Entfernung unerwünschter Beimengungen eines Gases |
| WO1995030623A1 (en) * | 1994-05-04 | 1995-11-16 | Petrocon Technologies, Inc. | HYBRID LOW NOx PROCESS FOR DESTRUCTION OF BOUND NITROGEN COMPOUNDS |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 153 (C - 288) 27 June 1985 (1985-06-27) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0800855A1 (en) | 1997-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5576023B2 (ja) | 石炭燃焼公共施設のためのアンモニア酸化触媒 | |
| US5082820A (en) | Carrier for gas-treating catalyst, method for production thereof and gas-treating catalyst incorporating said carrier therein | |
| KR100785645B1 (ko) | Ｎｏｘ 및 ｎ2ｏ의 함량을 감소시키기 위한 장치 및 방법 | |
| US4663300A (en) | Pollution control catalyst | |
| CA1313825C (en) | Exhaust gas processing apparatus for paint drying oven | |
| US5849256A (en) | Method for oxidizing carbon monoxide in a gas stream containing oxidizable sulphur compounds | |
| US5294409A (en) | Regenerative system for the simultaneous removal of particulates and the oxides of sulfur and nitrogen from a gas stream | |
| CN101468295B (zh) | 同时消除柴油机尾气四种污染物的组合催化剂和净化方法 | |
| US4851374A (en) | Apparatus and method for regenerating coked fluid cracking catalyst | |
| JPH02194819A (ja) | 酸素含有排ガス中に存在する窒素酸化物の還元方法 | |
| ATE458543T1 (de) | Katalysator-träger, daraus hergestellter katalysator und prozess für die reinigung von abgasen | |
| EP3271049A1 (en) | Catalyzed ceramic candle filter and method of cleaning process off- or exhaust gases | |
| NL1002847C2 (nl) | Werkwijze voor het katalytisch verbranden van afgassen. | |
| WO2017055344A1 (en) | Method for preparing a catalyst-containing ceramic filter for off-gas or exhaust gas cleaning | |
| EP3655135A1 (en) | An apparatus for the abatement and conversion of atmospheric gaseous pollutants comprising a plasma/catalyst or a plasma/adsorbent coupled system | |
| US5192515A (en) | Reduction of nitrogen oxide and carbon monoxide in effluent gases | |
| Lee et al. | Process development for low temperature CO oxidation in the presence of water and halogen compounds | |
| WO1995012447A1 (en) | PROCESS AND CATALYST FOR REDUCING NOx IN EXHAUST COMBUSTION GASES | |
| US4986897A (en) | Catalytic conversion of NOx with NH3 | |
| US6267941B1 (en) | Catalyst system for deodorization of a mixture of sulfur compounds and compounds such as aldehydes, alcohols and/or hydrocarbons | |
| NL1032393C2 (nl) | Oxidatie katalysator en werkwijze voor het verwijderen van organische verbindingen uit gasmengsels. | |
| JP2553433B2 (ja) | 排ガス中の窒素酸化物を除去する方法 | |
| KR100206489B1 (ko) | 휘발성 유기화합물 제거용 크로미아/타이타니아 촉매 및 이를 이용한 휘발성 유기화합물 제거방법 | |
| JPH06218233A (ja) | 亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法 | |
| JP3221115B2 (ja) | 亜酸化窒素分解用触媒 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20031101 |