DE2712009A1 - METHOD OF CATALYTIC CLEANING OF GAS MEDIA - Google Patents
METHOD OF CATALYTIC CLEANING OF GAS MEDIAInfo
- Publication number
- DE2712009A1 DE2712009A1 DE19772712009 DE2712009A DE2712009A1 DE 2712009 A1 DE2712009 A1 DE 2712009A1 DE 19772712009 DE19772712009 DE 19772712009 DE 2712009 A DE2712009 A DE 2712009A DE 2712009 A1 DE2712009 A1 DE 2712009A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- silica
- deep
- oxide
- sio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 106
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 55
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 22
- 229940037003 alum Drugs 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 36
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 4
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 4
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- -1 alum earth Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N chloric acid Chemical compound OCl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005991 chloric acid Drugs 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- 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
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1025—Rhodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1028—Iridium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2063—Lanthanum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20707—Titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur katalytischen Reinigung von Luft und anderen Gasmedien, insbesondere zur Beseitigung von Stickstoffoxiden, vorzugsweise bei Anwesenheit eines Überschusses an Sauerstoff, sowie zur Beseitigung von Kohlenmonoxid und organischen Verbindungen, wie niedrigen Kohlenwasserstoffen.The invention relates to a method for the catalytic cleaning of air and other gas media, in particular for the removal of nitrogen oxides, preferably in the presence of an excess of oxygen, and for the removal of carbon monoxide and organic compounds such as lower hydrocarbons.
Die Abgase von Verbrennungsmotoren enthalten Sauerstoff, Kohlenmonoxid, unverbrannte Kohlenstoffe und Stickstoffoxide. In den Abgasen eines mit Benzin betriebenen Motors ist der Sauerstoff im allgemeinen in einer stöchiometrisch schwachen Konzentration enthalten, d.h. es ist eine "rein reduzierende Atmosphäre". Unter dieser Bedingung müssen bekannterweise die Stickstoffoxide in einer Katalysatorunterlage katalytisch reduziert werden und die Kohlenwasserstoffe unter Beimischung zusätzlichen Sauerstoffes in einer zweiten Katalysatorunterlage oxidiert werden. Wenn aber Dieselkraftstoff als Brennstoff verwendet wird, dann ist ein Überschuß an Sauerstoff in den Abgasen enthalten und die Stickstoffoxide lassen sich katalytisch reduzieren, wenn ein Überschuß eines reduzierenden Kraftstoffes hinzugefügt wird. Unter gewissen Betriebsbedingungen können die Abgase von Benzin auch reich an Sauerstoff sein.The exhaust gases from internal combustion engines contain oxygen, carbon monoxide, unburned carbons and nitrogen oxides. In the exhaust gases of a gasoline engine, the oxygen is generally contained in a stoichiometrically weak concentration, i.e. it is a "purely reducing atmosphere". Under this condition, as is known, the nitrogen oxides must be catalytically reduced in one catalyst support and the hydrocarbons must be oxidized with the addition of additional oxygen in a second catalyst support. However, when diesel fuel is used as fuel, there is an excess of oxygen in the exhaust gases and the nitrogen oxides can be catalytically reduced if an excess of a reducing fuel is added. Under certain operating conditions, gasoline exhaust gases can also be rich in oxygen.
Die bei der Herstellung von Salpetersäure entstehenden Gase enthalten eine beachtliche Menge an NO und anderen Stickstoffoxiden, die, bevor das Gas an die Atmosphäre gelangt, entzogen werden sollten.The gases produced during the production of nitric acid contain a considerable amount of NO and other nitrogen oxides, which should be extracted before the gas is released into the atmosphere.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sowohl reduzierende als auch oxidierende Gase gereinigt werden können.The invention is based on the object of creating a method of the type mentioned at the beginning with which both reducing and oxidizing gases can be cleaned.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gas bei höherer Temperatur in Kontakt mit einem Katalysator gebracht wird, der mindestens ein Metall der Platingruppe, Gold und Silber enthält und auf ein feuerfestes Oxyd aufgetragen oder mit solch einem Oxyd verbunden ist.The object is achieved according to the invention in that the gas is brought into contact at a higher temperature with a catalyst which contains at least one metal from the platinum group, gold and silver and is applied to a refractory oxide or bonded to such an oxide.
Mit "Platingruppe" sind Platin, Rhodium, Iridium, Osmium, Palladium und Ruthenium gemeint, von denen Platin, Rhodium und Iridium bevorzugt verwendet werden. Die Metalle können untereinander legiert sein oder als Mischungen oder Legie- rungen mit einem oder mehreren nicht zur Platingruppe gehörenden Grundmetallen oder Edelmetallen vorgesehen sein.By "platinum group" is meant platinum, rhodium, iridium, osmium, palladium and ruthenium, of which platinum, rhodium and iridium are preferably used. The metals can be alloyed with one another or as mixtures or alloys ments with one or more base metals or precious metals that do not belong to the platinum group.
Feuerfestes Oxyd kann ein Oxyd oder eine Mischung von Oxyden aus Elementen der Gruppen IIA, IIB oder IVB des periodischen Systems oder der Übergangsmetalle sein. Derartige Elemente können beispielsweise
<NichtLesbar>
Refractory oxide can be an oxide or a mixture of oxides from elements of groups IIA, IIB or IVB of the periodic table or the transition metals. Such elements can, for example
<notreadable>
Magnesium, Kalzium, Scandium, Yttrium, Titan, Zirkon, Aluminium, Silikon oder Germanium sein. Zusätzlich können Verbindungen wie Alaunerde/Silikat verwendet werden. Bevorzugt werden entweder Kieselerde oder Alaunerde oder Mischungen und Verbindungen mit Kieselerde und Alaunerde oder Alaun-Kieselerde verwendet.Magnesium, calcium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, aluminum, silicon or germanium. In addition, compounds such as alum earth / silicate can be used. Either silica or alum earth or mixtures and compounds with silica and alum earth or alum-silica are preferably used.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Stickstoffoxide sowohl aus reduzierenden als auch oxidierenden Gasen entfernt werden. Bei den letzteren geschieht es entweder durch Zersetzung oder durch Selektivreduktion. So ein Verfahren bringt einen großen Fortschritt in der Technologie der Reinigung von Abgasen von Benzin und Dieselkraftstoff, sowie von Salpetersäure-Gasen.With the method according to the invention, nitrogen oxides can be removed from both reducing and oxidizing gases. In the case of the latter, it occurs either through decomposition or through selective reduction. Such a process brings a great advance in the technology of cleaning exhaust gases from gasoline and diesel fuel, as well as from nitric acid gases.
Nach Bedarf kann der Katalysator mit einem oder mehreren anderen katalytischen Metallen oder Metalloxiden verbunden werden, um die Oxydation zusätzlich zu fördern.If desired, the catalyst can be associated with one or more other catalytic metals or metal oxides to further promote oxidation.
Unter bestimmten Bedingungen bildet sich bei der katalytischen Zersetzung der Stickstoffoxide Stickstoffoxydul. Es wird für diesen Fall erfindungsgemäß ferner vorgeschlagen, den Katalysator mit einem oder mehreren katalytischen Metallen zu verbinden, die die Reduktion oder Zersetzung des Stickstoffoxyduls fördern. Es können hierzu vorteilhaft ein oder mehrere Oxyde von Lanthan, Cer und Titan verwendet werden.Under certain conditions, the catalytic decomposition of nitrogen oxides forms nitrogen oxide. In this case, it is also proposed according to the invention to combine the catalyst with one or more catalytic metals which promote the reduction or decomposition of the nitrogen oxide. One or more oxides of lanthanum, cerium and titanium can advantageously be used for this purpose.
Unter "höherer Temperatur" wird eine Temperatur verstanden, die ausreicht, um eine größere Menge von Stickstoffoxiden usw. katalytisch zu zersetzen oder eine bedeutende Menge von organischen Verbindungen oder Kohlenmonoxid zu oxidieren, wenn das Gas mit einem Katalysator, wie oben beschrieben, in Kontakt gebracht wird. Die Temperatur übersteigt im Regelfall nicht 500-600° C. Die optimale Temperatur liegt je nach Katalysator im Bereich zwischen 300 und 450° C.By "higher temperature" is meant a temperature sufficient to catalytically decompose a major amount of nitrogen oxides, etc., or to oxidize a significant amount of organic compounds or carbon monoxide when the gas is contacted with a catalyst as described above will. As a rule, the temperature does not exceed 500-600 ° C. Depending on the catalyst, the optimum temperature is between 300 and 450 ° C.
Das katalytische Metall oder die Metallmischung wird auf das feuerfeste Oxyd niedergeschlagen, das in der Form von Kügelchen, Körnchen oder Pulver sein kann, wobei ein feinkörniges Oxyd vorzuziehen ist, weil die einzelnen Körner etwas gröber sind, als Pulverpartikel.The catalytic metal or metal mixture is deposited on the refractory oxide, which can be in the form of spheres, granules or powder, with a Fine-grained oxide is preferable because the individual grains are somewhat coarser than powder particles.
Ein geeignetes feuerfestes Oxyd ist beispielsweise "Davison 70 silica".A suitable refractory oxide is, for example, "Davison 70 silica".
Der Katalysator kann schließlich auf eine Substratfläche bekannter Art aufgebracht werden. Das Substrat kann vorteilhaft eine poröse feuerfeste Keramikwabe oder ein Element mit netzartigem Gefüge sein, das durch Walzen eines gewellten Metallbleches hergestellt wird. Feststoffpartikel, wie Körnchen, Kügelchen, Formlinge und Preßlinge, die entweder aus keramischem oder aus metallischem feuerfestem Material hergestellt sind, sind weitere Beispiele für Substrate. Wahlweise wird vorgesehen, dass der Katalysator mit einem als Streckmittel oder Verdünnungsmittel dienenden, katalytisch inaktiven feuerfesten Material vermischt wird.Finally, the catalyst can be applied to a substrate surface of a known type. The substrate can advantageously be a porous, refractory ceramic honeycomb or an element with a network-like structure which is produced by rolling a corrugated metal sheet. Solid particles such as granules, spheres, briquettes and compacts made from either ceramic or metallic refractory materials are other examples of substrates. It is optionally provided that the catalyst is mixed with a catalytically inactive refractory material serving as an extender or diluent.
Schließlich lässt sich das Trägerelement mit einer ersten Schicht, einem Überzug oder einer Beschichtung aus einem feuerfesten Oxyd versehen, das dem Trägermaterial gleich ist oder ein anderes Material sein kann. Das erste feuerfeste Oxyd wird bevorzugt einen 0.010 bis 0.025 mm dicken Film bildend auf den endgültigen Träger aufgetragen.Finally, the carrier element can be provided with a first layer, a coating or a coating made of a refractory oxide, which is the same as the carrier material or can be a different material. The first refractory oxide is preferably applied to the final support to form a 0.010 to 0.025 mm thick film.
Derartige Oxyde werden gebrannt, und sie besitzen vorzugsweise eine poröse Struktur mit verhältnismäßig großem Porenraum und Gesamtoberfläche. Diese Oxyde gehören zu den "aktiven", nämlich katalytisch aktiven feuerfesten Oxyden.Such oxides are fired and they preferably have a porous structure with a relatively large pore space and total surface area. These oxides belong to the "active", namely catalytically active refractory oxides.
Als feuerfeste Oxyde sind verwendbar Kieselerde, Alaunerde, Kieselerde/Alaunerde, Titan, Zirkon, Magnesium, Quarz und durch ein Molekularsieb gesiebten Zeolit.Suitable refractory oxides are silica, alum earth, silica / alum earth, titanium, zircon, magnesium, quartz and zeolite sieved through a molecular sieve.
Es ist auch möglich, den Katalysator für das erfindungsgemäße Verfahren direkt auf den Träger niederzuschlagen, ohne eine Zwischenschicht aus einem feuerfesten Oxyd zu verwenden. Für diesen Fall ist ein Katalysator vorgesehen, der aus einem von beispielsweise Kieselerde getragenen oder mit ihr verbundenen Metall der Platingruppe besteht und auf einen endgültigen keramischen oder metallischen Träger niedergeschlagen wird. Hierbei nimmt das feuerfeste Oxyd des Katalysators die Funktion der Oxydschicht ein.It is also possible to deposit the catalyst for the process according to the invention directly on the support without using an intermediate layer of a refractory oxide. In this case, a catalyst is provided which consists of a platinum group metal carried by, for example, silica or bonded to it, and deposited on a final ceramic or metallic support. Here, the refractory oxide of the catalyst takes on the function of the oxide layer.
Zusätzlich zur "Davison 70" Kieselerde kann eine Reihe von unter dem Handelsnamen SYTOM der Firma Monsanto bekannten kolloidalen Suspensionen verwendet werden. Es wurde beispielsweise das ca. 30% kieselerdehaltige "Sytom X30" verwendet, um Kieselerde vor dem Edelmetall auf entweder keramische oder metallische Träger aufzubringen.In addition to "Davison 70" silica, a number of colloidal suspensions known under the trade name SYTOM from Monsanto can be used. For example, the "Sytom X30", which contains approx. 30% silica used to apply silica to either ceramic or metallic substrates prior to the noble metal.
Ein allgemeines Verfahren, um derartige Katalysatoren herzustellen, beruht darauf, den Träger direkt in die "Syton"-Lösung einzutauchen, den Überschuß aus den Furchen und von der Oberfläche des Trägers abzublasen, den Träger zu trocknen und zu brennen und schließlich in eine wässrige Lösung eines Edelmetallsalzes einzutauchen, zu trocknen und in einem Strom von H[tief]2/N[tief]2 zu reduzieren. Metallträger (wie Fe-Cr-Legierung) sollten durch einstündiges Erhitzen bei 180° C voroxydiert werden. Diese Behandlung dient dazu, den Korrosionswiderstand gegenüber den Gasen, mit denen der Katalysator in Kontakt kommen wird, sowie die Haftfähigkeit der Kieselerdeschicht zu verbessern. Der Metallträger muß außerdem, dadurch dass er im Gegensatz zum Keramikträger nicht porös ist, zweimal in die Kieselerdelösung eingetaucht werden und nach jedem Bad getrocknet und entsprechend weiterbehandelt werden, um den gewünschten Kieselerdeüberzug zu erhalten.A general method of making such catalysts involves immersing the support directly in the "Syton" solution, blowing the excess from the furrows and from the surface of the support, drying and firing the support, and finally in an aqueous solution immersing a precious metal salt, drying it and reducing it in a stream of H [deep] 2 / N [deep] 2. Metal supports (such as Fe-Cr alloy) should be pre-oxidized by heating at 180 ° C for one hour. The purpose of this treatment is to improve the corrosion resistance to the gases with which the catalyst will come into contact and the adhesion of the silica layer. In addition, since the metal carrier is not porous in contrast to the ceramic carrier, it must be dipped twice into the silica solution and dried after each bath and treated accordingly in order to obtain the desired silica coating.
Im folgenden wird ein Verfahren gemäß der Erfindung zum Aufbringen des Katalysators auf einen Keramikträger beschrieben.A method according to the invention for applying the catalyst to a ceramic support is described below.
Es wurde ein Keramikwaben-Träger ("Corning M20, 47 Zellen pro cm[hoch]2) aus Dichroit verwendet, der die Form eines 5 cm dicken und 7,5 cm langen Zylinders mit einem Volumen von 154 cm[hoch]3 hatte. Dieser Träger wurde 2 Minuten lang in 500 ml Sytom X30 eingetaucht, in dem die Kieselerde eine Oberfläche von über 200 m[hoch]2g[hoch]-1 hatte. Nach dem Herausnehmen wurde der Überschuß an Kieselerde zunächst abgeschüttelt und dann mit einem Luftstrom von 15 p.s.i. abgeblasen. Das Gewicht vom Träger hatte von 92 g auf 108 g zugenommen. Der überzogene Träger wurde dann bei 100° C in einem heißen Luftstrom, der eine Strömungsgeschwindigkeit von über 300 ft.min[hoch]-1 hatte, getrocknet und dann in einem stationären Darreofen bei 500° C eine halbe Stunde lang geglüht. Der Träger hatte hiernach ein Gewicht von 97.2 g, das bedeutet, dass die aufgebrachte Kieselerde 5.2 g bzw. 0.04 g cm[hoch]-3 betrug.A ceramic honeycomb carrier ("Corning M20, 47 cells per cm [high] 2) made of dichroic was used, which had the shape of a 5 cm thick and 7.5 cm long cylinder with a volume of 154 cm [high] 3. This carrier was immersed for 2 minutes in 500 ml of Sytom X30, in which the silica had a surface area of over 200 m [high] 2g [high] 1. After removal, the excess silica was first shaken off and then with an air stream of 15 psi, the weight of the backing had increased from 92 g to 108 g. The coated backing was then dried at 100 ° C. in a stream of hot air having a flow rate of over 300 ft.min [high] -1 and then annealed for half an hour in a stationary kiln at 500 ° C. According to this, the carrier had a weight of 97.2 g, which means that the silica applied was 5.2 g or 0.04 g cm [high] -3.
Die Filmdicke liegt im oben genannten Bereich zwischen 0.010 und 0.025 mm.The film thickness is in the above-mentioned range between 0.010 and 0.025 mm.
Zum Aufbringen des Edelmetalles auf die Kieselerde wurde das folgende Verfahren durchgeführt.The following procedure was used to apply the noble metal to the silica.
Es wurde die Wasserabsorption der überzogenen Kieselerdeunterlage gemessen und daraus die Edelmetallmenge errechnet, die erforderlich ist, um 1 g.dm[hoch]-3 Edelmetall auf die Unterlage aufzubringen. Es wurde eine wässrige Lösung eines Edelmetallsalzes, beispielsweise RhCl[tief]3.xH[tief]2O mit einer Konzentration von 14 g.1[hoch]-1 Rh. Der Träger wurde dann in die Lösung 2 Minuten lang eingetaucht, herausgenommen, abtropfen gelassen, und der Lösungsüberschuß wurde abgeblasen. Dieses Verfahren wurde so oft wiederholt, bis die gewünschte Menge von 1 g.dm[hoch]-3 an Edelmetall aufgeladen wurde. Das Verfahren wurde damit beendet, dass der Träger mit Heißluft vollständig getrocknet und schließlich in einem Rohrofen unter einer Atmosphäre von H[tief]2/N[tief]2 mit 5%
<NichtLesbar>
bei 450° C (für Rhodium) bzw. 220° C (für Iridium) 1 Stunde lang reduziert wurde.The water absorption of the coated silica support was measured and the amount of precious metal required to apply 1 g.dm [high] -3 precious metal to the support was calculated from this. An aqueous solution of a noble metal salt, for example RhCl [deep] 3.xH [deep] 2O, with a concentration of 14 g.1 [high] -1 Rh. The carrier was then immersed in the solution for 2 minutes, removed and drained left and the excess solution vented. This process was repeated until the desired amount of 1 g.dm [high] -3 of noble metal was charged. The process was ended by completely drying the carrier with hot air and finally placing it in a tube furnace under an atmosphere of H [deep] 2 / N [deep] 2 with 5%
<notreadable>
was reduced at 450 ° C (for rhodium) or 220 ° C (for iridium) for 1 hour.
Verfahren, um Oxyde aufzubringen, sind in der britischen Patentschrift 1.390.182 beschrieben. Eine Beschreibung von typischen Keramikträgern und nützlichen Metallträgern ist in der britischen Patentschrift 882.484 und in der DT-OS 2.450.664 (korrespondierend zu britischen Anmeldungen 49501/73 und 32703/74) enthalten.Methods of applying oxides are described in British Patent 1,390,182. A description of typical ceramic supports and useful metal supports is contained in British patent specification 882,484 and in DT-OS 2,450,664 (corresponding to British applications 49501/73 and 32703/74).
Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in den nachfolgenden Beschreibungen, Beispielen, Tabellen und Zeichnungen näher erläutert.Embodiments according to the invention are explained in more detail in the following descriptions, examples, tables and drawings.
Herstellung des Katalysators.Manufacture of the catalyst.
Es wurde ein Platin, Rhodium und Iridium enthaltender, auf Davison 70 Kieselerde aufgetragener Katalysator hergestellt, indem Kieselerde mit einer erforderlichen Menge einer Lösung des entsprechenden Chlorides oder der entsprechenden Chlorsäure mit der erforderlichen Konzentration imprägniert wurde. Die imprägnierte Kieselerde wurde anschließend in Vakuum (0,1 Torr) bei Raumtemperatur getrocknet und dann in einem Wasserstoffstrom bei 350° C (für Platin) und 450° C (für Rhodium und Iridium) reduziert. Mit dieser Methode wurden folgende auf Kieselerde getragene Katalysatoren hergestellt.A catalyst containing platinum, rhodium and iridium coated on Davison 70 silica was prepared by impregnating silica with a required amount of a solution of the appropriate chloride or chloric acid at the required concentration. The impregnated silica was then dried in vacuo (0.1 torr) at room temperature and then reduced in a stream of hydrogen at 350 ° C. (for platinum) and 450 ° C. (for rhodium and iridium). Using this method, the following silica-supported catalysts were prepared.
Tabelle 1Table 1
Katalysator A Rh/SiO[tief]2 6.14 x 10[hoch]-2At% (ca. 0.1 Gew.%)Catalyst A Rh / SiO [low] 2 6.14 x 10 [high] -2At% (approx. 0.1 wt.%)
Katalysator B Rh/SiO[tief]2 6.14 x 10[hoch]-3At% (ca. 0.1 Gew.%)Catalyst B Rh / SiO [low] 2 6.14 x 10 [high] -3At% (approx. 0.1% by weight)
Katalysator C Pt/SiO[tief]2 6.14 x 10[hoch]-2At% (0.2 Gew.%)Catalyst C Pt / SiO [low] 2 6.14 x 10 [high] -2At% (0.2 wt.%)
Katalysator D Pt/SiO[tief]2 6.14 x 10[hoch]-3At% (0.02 Gew.%)Catalyst D Pt / SiO [low] 2 6.14 x 10 [high] -3At% (0.02 wt.%)
Katalysator E Ir/SiO[tief]2 6.14 x 10[hoch]-3At% (ca. 0.02 Gew.%).Catalyst E Ir / SiO [low] 2 6.14 x 10 [high] -3At% (approx. 0.02% by weight).
Die in der Tabelle angegebenen Atomprozente sind die Verhältnisse der Metallatome zur Molzahl von der Kieselerde. Ähnlich bedeutet Gew% das Verhältnis zwischen Metall- und Kieselerdegewicht.The atomic percentages given in the table are the ratios of the metal atoms to the number of moles of the silica. Similarly,% by weight means the ratio between the weight of metal and silica.
Experimenteller Test.Experimental test.
Der unten beschriebene experimentelle Ablauf wurde in einem Kieselerde-Reaktionsgefäß durchgeführt, das aus zwei vertikal und konzentrisch angeordneten Rohren besteht. Der lichte Durchmesser des äußeren Rohres betrug in etwa 3 cm und der des inneren Rohres 0.9 cm. Der Katalysator wurde im inneren Rohr auf Kieselerdewolle getragen und der Reaktions-Gasstrom im äußeren Rohr nach unten und im inneren Rohr nach oben geführt. Das Gas durchströmt dabei eine vorgewärmte Zone stromabwärts des Katalysators. Mit einem an der Wand unterhalb des Katalysators angeordneten Thermoelement wurde die Eingangstemperatur des Reaktionsgases gemessen. Ferner war das Reaktionsgefäß von einem Heizapparat umgeben, um unterschiedliche Erwärmungen erzeugen zu können. Schließlich waren ein "BOC Luminox" Analysator und ein "Perkin-Elmer F 17" Chromatograph vorgesehen, um die Eintritts- und Austrittsgaskonzentration von Gasen zu messen.The experimental procedure described below was carried out in a silica reaction vessel consisting of two tubes arranged vertically and concentrically. The clear diameter of the outer tube was about 3 cm and that of the inner tube 0.9 cm. The catalyst was carried on silica wool in the inner tube and the reaction gas stream was guided downward in the outer tube and upward in the inner tube. The gas flows through a preheated zone downstream of the catalytic converter. The inlet temperature of the reaction gas was measured with a thermocouple placed on the wall below the catalyst. Furthermore, the reaction vessel was surrounded by a heating apparatus in order to be able to generate different levels of heating. Finally, a "BOC Luminox" analyzer and a "Perkin-Elmer F 17" chromatograph were provided to measure the inlet and outlet gas concentration of gases.
Experimentelle Ergebnisse und DiskussionExperimental results and discussion
Es wurden zwei experimentelle Verfahren mit den Katalysatoren durchgeführt, nämlich:Two experimental procedures were carried out with the catalysts, namely:
a) Das Aktivitätsprofil bei der Beseitigung von Stickstoffoxiden in Abhängigkeit der Eingangstemperatur bei einem bestimmten oxidierenden zu reduzierenden Eingangs-Gasverhältnis aufzuzeichnen unda) To record the activity profile in the removal of nitrogen oxides as a function of the inlet temperature at a certain oxidizing to reducing inlet gas ratio and
b) ein isothermisches Aktivitätsprofil in Abhängigkeit des Gasverhältnisses bei einer aus dem Verfahren gemäß a) erwählten Temperatur zu ermitteln.b) to determine an isothermal activity profile as a function of the gas ratio at a temperature selected from the method according to a).
Das Gasverhältnis
<NichtLesbar>
zwischen oxidierender und reduzierender Gassorte im Eingangsstrom wurde an Hand der Formel
<notreadable>
between oxidizing and reducing gas types in the inlet stream was determined using the formula
Das Stickstoffoxid (NOx) in der Formel ist im allgemeinen NO.The nitrogen oxide (NOx) in the formula is generally NO.
In den unten beschriebenen Experimenten wurde im allgemeinen 1 g Katalysator geprüft und nur manchmal weniger, hierbei meistens 0.005 g. In den letzten Fällen wurde der Katalysator jedoch durch Beimischen reiner Kieselerde auf 1 g verlängert, um eine Verdünnung des Trägers zu vermeiden.In the experiments described below, generally 1 g of catalyst was tested and only sometimes less, here mostly 0.005 g. In the last cases, however, the catalyst was extended to 1 g by adding pure silica in order to avoid dilution of the support.
Die Raumgeschwindigkeit wurde an Hand des Katalysatorgewichtes ohne ggf. die beigemischte reine Kieselerde errechnet und in Einheiten von St[hoch]-1 angegeben.The space velocity was calculated on the basis of the weight of the catalyst without any added pure silica and given in units of St [high] -1.
Die Experimente wurden nach der Tabelle 2 durchgeführt. In dieser Tabelle bezieht sich die "Katalysator"-Bezeichnung auf die Tabelle 1, "Verfahrensart" bezieht sich auf die oben angegebenen Verfahren a) bzw. b) und "R oder Temperatur" auf das entsprechende Verhältnis R (bei Verfahrensart a) oder die isothermische Temperatur (bei der Verfahrensart b)).The experiments were carried out according to Table 2. In this table, the "catalyst" designation relates to Table 1, "Process type" relates to the above-mentioned processes a) or b) and "R or temperature" relates to the corresponding ratio R (in process type a) or the isothermal temperature (for process type b)).
Tabelle 2Table 2
Der Versuch 1 zeigt die Aktivität von einem Rh/SiO[tief]2-Katalysator mit einem
<NichtLesbar>
von 1.9 (also ein oxidierender Zustand); die maximale Zersetzung von NOx bei 230° C mit 95%. Der "halbe Spitzenaktivitäts-Bereich" (d.h. der Aktivitäts-Temperaturbereich, bei dem die Aktivität halb so groß ist wie die maximale Aktivität) wurde bei 220° C gemessen. Die Bildung von Stickstoffoxydul (als % der Gesamt-NOx-Eingangsmenge) erreicht ein Maximum kurz über der NOx-Zersetzungs-Schwellwerttemperatur und nimmt danach kontinuierlich ab, bis sie in etwa bei 450° C Null erreicht.Experiment 1 shows the activity of a Rh / SiO [deep] 2 catalyst with a
<notreadable>
of 1.9 (i.e. an oxidizing state); the maximum decomposition of NOx at 230 ° C with 95%. The "half peak activity range" (ie the activity temperature range at which the activity is half the maximum activity) was measured at 220 ° C. The formation of nitrogen oxide (as% of the total NOx input quantity) reaches a maximum just above the NOx decomposition threshold temperature and then decreases continuously until it reaches zero at around 450 ° C.
Der Versuch 2 wurde unter ähnlichen Bedingungen und gleichem Katalysator wie im Versuch 1 durchgeführt, nur dass anstelle von 1 g 0.005 g verwendet wurden. Dieses hatte zur Folge, dass die Temperatur für die maximale Aktivität auf 400° C anstieg. Trotz der geringen Katalysatormenge und der im Verhältnis zum Versuch 1 hohen Raumgeschwindigkeit ist die Zersetzung des NOx bei 400° C noch 75%. Die Bildung von N[tief]2O überstieg keine 18% und nahm bereits bei der Temperatur maximaler Aktivität rasch ab.Experiment 2 was carried out under similar conditions and the same catalyst as in experiment 1, only that 0.005 g was used instead of 1 g. As a result, the temperature rose to 400 ° C for maximum activity. Despite the small amount of catalyst and the high space velocity in relation to experiment 1, the decomposition of the NOx at 400 ° C. is still 75%. The formation of N [deep] 2O did not exceed 18% and already decreased rapidly at the temperature of maximum activity.
Der Versuch 3 wurde mit dem gleichen Katalysator vom Versuch 2 aber unter isothermischen Bedingungen durch- geführt. Es wurde eine Temperatur nahe der Temperatur maximaler Aktivität in der Zersetzung des NOx des Versuches 2 gewählt (395° C). Die maximale Zersetzung des NOx (und geringste N[tief]2O Bildung) erfolge ungefähr im stöchiometrischen Punkt (R=1), und der Wert von R betrug bei 50% der maximalen NOx-Zersetzung 2.3.Experiment 3 was carried out with the same catalyst from Experiment 2 but under isothermal conditions. guided. A temperature close to the temperature of maximum activity in the decomposition of NOx in test 2 was selected (395 ° C.). The maximum decomposition of NOx (and the lowest N [deep] 2O formation) takes place approximately at the stoichiometric point (R = 1), and the value of R was 2.3 at 50% of the maximum NOx decomposition.
Für den Versuch 4 wurde 1 g eines Rh/SiO[tief]2-Katalysators mit geringerer Metalladung als bei den Versuchen 1-3 verwendet. Verdünnt man die Metalladung, dann verringert sich das Maximum der NOx-Zersetzung bei einer höheren Temperatur. Auch reduziert sich die halbe Spitzenaktivität auf 160° C.For experiment 4, 1 g of a Rh / SiO [deep] 2 catalyst with a lower metal charge than for experiments 1-3 was used. If the metal charge is diluted, the maximum NOx decomposition decreases at a higher temperature. Half of the peak activity is also reduced to 160 ° C.
Versuch 5. Für das isothermische Diagramm wurde der Katalysator vom Versuch 4 genommen. Der Versuch 5 zeigte, dass der Katalysator bei R Werten zwischen 1 und 5 weniger widerstandsfähig gegen Sauerstoff-"Vergiftung" ist und dass die N[tief]2O-Bildung höher war als mit dem ähnlichen Katalysator mit größerer Metalladung. Bei 50% der maximalen NOx-Zersetzung betrug der R Wert 2.5.Experiment 5. The catalyst from Experiment 4 was used for the isothermal diagram. Experiment 5 showed that the catalyst is less resistant to oxygen "poisoning" at R values between 1 and 5 and that the N [deep] 2O formation was higher than with the similar catalyst with a higher metal charge. At 50% of the maximum NOx decomposition, the R value was 2.5.
Der Versuch 6, bei dem 1 g eines Pt/SiO[tief]2 Katalysators verwendet wurde, ist mit dem Versuch 1, bei dem ein ähnlich geladener Rh/SiO[tief]2 Katalysator verwendet wurde, vergleichbar. Das Ergebnis des Versuches 6 zeigte gegenüber der 95% Maximalaktivität für Rh/SiO[tief]2 bei der NOx-Zersetzung nur eine Maximalaktivität für Pt/SiO[tief]2 von 50%. Trotzdem reflektiert dieses geringwertige Ergebnis nicht unbedingt die richtige Aktivität dieses Katalysators, zumal bis jetzt nur sehr wenig über die relative Dispersion der Metalle auf Kieselerde bekannt ist. Die halbe Spitzenaktivität für Pt/SiO[tief]2 war 200° C im Gegensatz zu 220° C für Rh/SiO[tief]2.Experiment 6, in which 1 g of a Pt / SiO [deep] 2 catalyst was used, is identical to experiment 1 in which a similarly charged Rh / SiO [deep] 2 catalyst was used, comparable. The result of experiment 6 showed, compared to the 95% maximum activity for Rh / SiO [deep] 2 in the NOx decomposition, only a maximum activity for Pt / SiO [deep] 2 of 50%. Even so, this inferior result does not necessarily reflect the correct activity of this catalyst, especially since very little is known about the relative dispersion of metals on silica. Half the peak activity for Pt / SiO [deep] 2 was 200 ° C in contrast to 220 ° C for Rh / SiO [deep] 2.
Im Versuch 7 wurden 0.005 g des gleichen Katalysators wie für den Versuch 2 verwendet. Die beiden Versuche lassen sich daher miteinander vergleichen. Genau wie im Versuch 2 erhöhte sich in diesem Fall auch die Temperatur für die maximale Aktivität der NOx-Zersetzung, wenn die Katalysatormenge herabgesetzt wurde, aber die maximale Zersetzung betrug nur 17%.In experiment 7, 0.005 g of the same catalyst as for experiment 2 was used. The two experiments can therefore be compared with one another. In this case, just as in Experiment 2, the temperature for the maximum activity of NOx decomposition also increased when the amount of catalyst was decreased, but the maximum decomposition was only 17%.
Der Versuch 8 wurde unter isothermischen Bedingungen bei 400° C durchgeführt. Im Gegensatz zum Versuch 3 war in diesem Fall für Rh/SiO[tief]2 der Widerstand zur Sauerstoffvergiftung sehr gering. Der Wert von R betrug bei 50% maximaler NOx-Zersetzung 1.25.Experiment 8 was carried out under isothermal conditions at 400 ° C. In contrast to experiment 3, the resistance to oxygen poisoning for Rh / SiO [deep] 2 was very low in this case. The value of R at 50% maximum NOx decomposition was 1.25.
Versuch 9 wurde mit 1 g Pt/SiO[tief]2 Katalysator durchgeführt, der eine geringere Metalladung als die in den Versuchen 7 und 8 verwendeten Katalysatoren hat. Der Versuch 9 läßt sich mit Versuch 4 für Rh/SiO[tief]2 vergleichen, und das Resultat zeigte, dass Pt/SiO[tief]2 gegenüber Rh/SiO[tief]2 geringerwertig in bezug auf die NOx-Zersetzung ist, und dass sie in etwa die gleiche halbe Spitzenaktivität haben.Experiment 9 was carried out with 1 g of Pt / SiO [deep] 2 catalyst, which has a lower metal charge than the catalysts used in experiments 7 and 8. Experiment 9 can be compared with experiment 4 for Rh / SiO [deep] 2, and the result showed that Pt / SiO [deep] 2 is inferior to Rh / SiO [deep] 2 in terms of NOx decomposition, and that they have roughly the same half peak activity.
Der Versuch 10 wurde isothermisch bei 360° C durchgeführt. Im Vergleich mit dem Versuch 5 zeigt Pt/SiO[tief]2 einen geringeren Widerstand gegen Sauerstoffvergiftung als Rh/SiO[tief]2. Der R-Wert bei 50% Maximal-NOx-Zersetzung ist gleich 1.7.Experiment 10 was carried out isothermally at 360 ° C. In comparison with experiment 5, Pt / SiO [deep] 2 shows a lower resistance to oxygen poisoning than Rh / SiO [deep] 2. The R value at 50% maximum NOx decomposition is equal to 1.7.
Der Versuch 11 wurde mit Ir/SiO[tief]2 durchgeführt und ist mit den Versuchen 4 (Rh/SiO[tief]2) und 9 (Pt/SiO[tief]2) vergleichbar. Die maximale NOx-Zersetzung war 65% bei 345° C. Bei dieser Temperatur war die N[tief]2O Bildung im wesentlichen Null. Die halbe Spitzenaktivität war 190° C.Experiment 11 was carried out with Ir / SiO [deep] 2 and is comparable to experiments 4 (Rh / SiO [deep] 2) and 9 (Pt / SiO [deep] 2). The maximum NOx decomposition was 65% at 345 ° C. At this temperature the N [deep] 2O formation was essentially zero. Half the peak activity was 190 ° C.
Versuch 12 war ein erneuter Versuch von 11 mit identischem Katalysator. Er zeigt den bemerkenswerten Effekt, der durch die Erhitzung auf 600° C im Versuch 11 hervorgerufen wurde. Die maximale NOx-Zersetzung war 90% und bei 350° C.Run 12 was a repeat run of 11 with an identical catalyst. It shows the remarkable effect that was caused by the heating to 600 ° C. in experiment 11. The maximum NOx decomposition was 90% and at 350 ° C.
Es bildeten sich nur höchstens 2% N[tief]2O. Die halbe Spitzenaktivität war verhältnismäßig genau bei 100° C.Only a maximum of 2% N [deep] 2O was formed. Half of the peak activity was relatively accurate at 100 ° C.
Der Versuch 13, der isothermisch bei 329° C auf Ir/SiO[tief]2 durchgeführt wurde, zeigt, dass dieser Katalysator einen bedeutend höheren Widerstand gegen die Sauerstoffvergiftung hat als Rh/SiO[tief]2 (Versuch 5) oder Pt/SiO[tief]2 (Versuch 10). R war gleich 5 bei 50% der maximalen NOx-Zersetzung.Experiment 13, which was carried out isothermally at 329 ° C. on Ir / SiO [deep] 2, shows that this catalyst has a significantly higher resistance to oxygen poisoning than Rh / SiO [deep] 2 (experiment 5) or Pt / SiO [deep] 2 (experiment 10). R was equal to 5 at 50% of the maximum NOx decomposition.
Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse, dass die genannten Katalysatoren ein bemerkenswertes Resultat in bezug auf die Zersetzung der NOx bei oxidierenden Bedingungen ergeben. Ferner haben alle einen hohen Wirkungsgrad bei der Oxidierung des Kohlemonoxides gezeigt, und es sei vorausgesagt, dass diese Katalysatoren entweder allein oder in Verbindung mit bekannten Oxidationskatalysatoren, beispielsweise Edelmetallegierungen, wie Pt/Rh, die niedrigeren Kohlenwasserstoffe, die in den Abgasen von Verbrennungsmotoren charakteristisch sind, erfolgreich oxidieren werden.In summary, these results show that the catalysts mentioned give a remarkable result with regard to the decomposition of NOx under oxidizing conditions. Furthermore, all have shown high efficiency in the oxidation of carbon monoxide, and it is predicted that these catalysts, either alone or in conjunction with known oxidation catalysts, for example noble metal alloys such as Pt / Rh, the lower hydrocarbons that are characteristic in the exhaust gases of internal combustion engines , will oxidize successfully.
Rh/SiO[tief]2 und Pt/SiO[tief]2 führen unter bestimmten Bedingungen zur Bildung von Stickstoffoxydul. Es wurde herausgefunden, dass Zusätze dem Katalysator beigemischt werden können, um die Reduktion oder Zersetzung des Stickstoffoxyduls zu katalysieren. Als Beispiele für die Zusätze können Lanthan, Cermetall und Titan genannt werden.Rh / SiO [deep] 2 and Pt / SiO [deep] 2 lead to the formation of nitrogen oxide under certain conditions. It has been found that additives can be added to the catalyst to catalyze the reduction or decomposition of the nitrogen oxide. As examples of the additives, lanthanum, cermetall and titanium can be mentioned.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB10953/76A GB1581628A (en) | 1976-03-18 | 1976-03-18 | Catalytic purification of automobile exhaust gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2712009A1 true DE2712009A1 (en) | 1977-09-22 |
Family
ID=9977353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772712009 Withdrawn DE2712009A1 (en) | 1976-03-18 | 1977-03-18 | METHOD OF CATALYTIC CLEANING OF GAS MEDIA |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52116779A (en) |
| BE (1) | BE852590A (en) |
| CA (1) | CA1100292A (en) |
| DE (1) | DE2712009A1 (en) |
| FR (1) | FR2344323A1 (en) |
| GB (1) | GB1581628A (en) |
| SE (1) | SE7703019L (en) |
| ZA (1) | ZA771544B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0107923A1 (en) * | 1982-09-30 | 1984-05-09 | Engelhard Corporation | Process and apparatus for removing NOx and NH3 from gas streams |
| DE4041088A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-02 | Afs Entwicklungs & Vertriebs G | Ozone removal from gas mixt. by filtering through two catalysts - first platinum@ to convert reactive gas to inert gas, then catalyst converting ozone to oxygen@ |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131123A (en) * | 1982-02-01 | 1983-08-04 | Toyota Motor Corp | Filter for purifying exhaust gas in internal combustion engine |
| ZA837689B (en) * | 1982-10-18 | 1984-06-27 | Universal Matthey Prod | Oxidation catalysts |
| US4657880A (en) * | 1985-03-18 | 1987-04-14 | Corning Glass Works | Preparation of high surface area agglomerates for catalyst support and preparation of monolithic support structures containing them |
| JPS63252908A (en) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Agency Of Ind Science & Technol | Immobilized oxide of metallic fine particle, production thereof, oxidation catalyst, reduction catalyst, combustible gas sensor element and catalyst for electrode |
| JPS6483513A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-29 | Agency Ind Science Techn | Ultrafine gold particle immobilized alkaline earth metallic compound, production thereof, oxidation catalyst, reduction catalyst and combustible gas sensor element |
| EP0614692A1 (en) * | 1990-05-03 | 1994-09-14 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd., | Catalysts and methods for denitrization |
| JP2801423B2 (en) * | 1991-03-08 | 1998-09-21 | 住友金属鉱山 株式会社 | Nitrogen oxide purification catalyst |
| KR950007916B1 (en) * | 1991-05-10 | 1995-07-21 | 스미도모킨조구고오상 가부시기가이샤 | Method for removing nitrogen exides from exhaust gases |
| US5298230A (en) * | 1992-05-01 | 1994-03-29 | Nalco Fuel Tech | Process for the efficient catalytic reduction of nitrogen oxides |
| JP2618316B2 (en) * | 1992-08-05 | 1997-06-11 | 財団法人石油産業活性化センター | Catalyst for catalytic reduction of nitrogen oxides |
| JP3430422B2 (en) * | 1992-12-14 | 2003-07-28 | 財団法人石油産業活性化センター | Catalyst for catalytic reduction of nitrogen oxides |
| JP2631814B2 (en) * | 1994-04-20 | 1997-07-16 | 株式会社リケン | Exhaust gas purifying material and exhaust gas purifying method |
| EP0954370B1 (en) * | 1997-01-22 | 2003-04-09 | Anglo American Research Laboratories (Proprietary) Limited | Reduction of nitrogen oxide |
| US6361754B1 (en) | 1997-03-27 | 2002-03-26 | Clean Diesel Technologies, Inc. | Reducing no emissions from an engine by on-demand generation of ammonia for selective catalytic reduction |
| US5976475A (en) * | 1997-04-02 | 1999-11-02 | Clean Diesel Technologies, Inc. | Reducing NOx emissions from an engine by temperature-controlled urea injection for selective catalytic reduction |
| US5924280A (en) * | 1997-04-04 | 1999-07-20 | Clean Diesel Technologies, Inc. | Reducing NOx emissions from an engine while maximizing fuel economy |
| US5968464A (en) | 1997-05-12 | 1999-10-19 | Clean Diesel Technologies, Inc. | Urea pyrolysis chamber and process for reducing lean-burn engine NOx emissions by selective catalytic reduction |
| BG62687B1 (en) * | 1997-05-15 | 2000-05-31 | "Ламан-Консулт"Оод | Gold catalyst for the oxidation of carbon oxide and hydrocarbons, reduction of nitrogen oxides and ozone decomposition |
| US6592833B1 (en) * | 1999-10-18 | 2003-07-15 | Delphi Technologies, Inc. | Method of NOx abatement in high temperature lean NOx catalyst systems |
| JP2002052379A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-19 | Babcock Hitachi Kk | Method and apparatus for cleaning ammonia-containing wastewater |
| US7829033B2 (en) | 2003-07-03 | 2010-11-09 | Fuel Tech, Inc. | Selective catalytic reduction of NOx enabled by sidestream urea decomposition |
| KR20020081294A (en) | 2000-12-01 | 2002-10-26 | 퓨얼 테크 인코포레이티드 | Selective catalytic reduction of nitrogen oxide enabled by side stream urea decomposition |
| JP4969843B2 (en) | 2005-12-09 | 2012-07-04 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification catalyst member |
| EP2069049A2 (en) | 2006-08-22 | 2009-06-17 | Babcock Power Inc. | Thermal decomposition of urea in a side stream of combustion flue gas using a regenerative heat exchanger |
| US20080267837A1 (en) | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Phelps Calvin E | Conversion of urea to reactants for NOx reduction |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2213935A1 (en) * | 1971-03-23 | 1972-09-28 | Johnson, Matthey & Co. Ltd., London | Thermally conductive catalysts - on metal carriers for improved temp control and yield |
| US3784675A (en) * | 1971-08-02 | 1974-01-08 | Gulf Research Development Co | Process for reducing the content of nitrogen oxides in the exhaust gases from internal combustion engines |
| GB1414133A (en) * | 1971-11-18 | 1975-11-19 | Johnson Matthey Co Ltd | Catalysis |
| US4076792A (en) * | 1972-04-12 | 1978-02-28 | Corning Glass Works | Catalyst systems for the reduction of the oxides of nitrogen |
-
1976
- 1976-03-18 GB GB10953/76A patent/GB1581628A/en not_active Expired
-
1977
- 1977-03-15 ZA ZA00771544A patent/ZA771544B/en unknown
- 1977-03-17 CA CA274,184A patent/CA1100292A/en not_active Expired
- 1977-03-17 SE SE7703019A patent/SE7703019L/en not_active Application Discontinuation
- 1977-03-17 BE BE6045935A patent/BE852590A/en unknown
- 1977-03-17 FR FR7707960A patent/FR2344323A1/en not_active Withdrawn
- 1977-03-18 DE DE19772712009 patent/DE2712009A1/en not_active Withdrawn
- 1977-03-18 JP JP3101477A patent/JPS52116779A/en active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Britische Anmeldungen 49501/73 und 32703/74 |
| Britische Patentschrift 1.390.182 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0107923A1 (en) * | 1982-09-30 | 1984-05-09 | Engelhard Corporation | Process and apparatus for removing NOx and NH3 from gas streams |
| DE4041088A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-02 | Afs Entwicklungs & Vertriebs G | Ozone removal from gas mixt. by filtering through two catalysts - first platinum@ to convert reactive gas to inert gas, then catalyst converting ozone to oxygen@ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7703019L (en) | 1977-09-19 |
| ZA771544B (en) | 1978-01-25 |
| FR2344323A1 (en) | 1977-10-14 |
| BE852590A (en) | 1977-09-19 |
| GB1581628A (en) | 1980-12-17 |
| CA1100292A (en) | 1981-05-05 |
| JPS52116779A (en) | 1977-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2712009A1 (en) | METHOD OF CATALYTIC CLEANING OF GAS MEDIA | |
| DE19861449B4 (en) | Catalyst for the purification of oxygen-rich exhaust gas, its use and process for its preparation | |
| DE2313040C3 (en) | Multi-layer catalyst carrier | |
| DE60115363T2 (en) | CATALYST FOR EXHAUST PURIFICATION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| DE69118161T2 (en) | Catalyst and method for decomposing ozone through its use | |
| DE2745188C3 (en) | Shaped catalyst, process for its manufacture and use | |
| DE69826030T2 (en) | CATALYST FOR CLEANING EXHAUST GAS, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND METHOD FOR CLEANING EXHAUST GAS | |
| DE2818824A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A CATALYST COMPOSITION | |
| DE2758388A1 (en) | LARGE CATALYST AND METHOD OF MANUFACTURING AND USING THE SAME | |
| DE2615352A1 (en) | SUBSTANCE COMPOSITION WITH CATALYTIC METAL SUBSTANCE ON METAL OXIDE WITH PEROVSKITE CRYSTAL STRUCTURE AND ITS PRODUCTION | |
| DE2212616A1 (en) | catalyst | |
| EP3452214B1 (en) | Triple-zoned diesel oxidation catalyst | |
| DE3120780A1 (en) | DIESEL EXHAUST CATALYST | |
| DE2758451A1 (en) | CATALYST AND METHOD OF MANUFACTURING AND USE OF THE SAME | |
| DE2649829A1 (en) | CATALYST FOR PURIFYING GASES | |
| DE102018216324B4 (en) | Oxidation catalyst device and catalyst system for exhaust gas purification | |
| DE2317558A1 (en) | CATALYTIC DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING | |
| DE102016219133A1 (en) | Catalytic converters with age-suppressing catalysts | |
| DE2253070A1 (en) | CATALYST | |
| DE112014000482T5 (en) | Exhaust gas purifying catalyst and method for producing the same | |
| DE69907808T2 (en) | Catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides | |
| DE2705437A1 (en) | PELLET TYPE OXIDATION CATALYST | |
| DE2816471A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING FORMALDEHYDE AND CATALYST FOR THIS PROCESS | |
| DE3436400C2 (en) | ||
| DE3832036A1 (en) | CATALYST AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: JOHNSON MATTHEY PLC, LONDON, GB |
|
| 8126 | Change of the secondary classification |
Free format text: F01N 3/20 B01J 35/04 B01J 23/54 |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |