DE4020914A1 - Verfahren zur entfernung des ammoniak-gehaltes in gasen - Google Patents

Verfahren zur entfernung des ammoniak-gehaltes in gasen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Entfernung oder Verminderung des Ammoniak-Gehaltes in Gasen.
Ammoniak (NH₃) wird in verschiedenen industriellen Prozessen benötigt, beispielsweise zur Stickoxidreduktion in Kraftwerksabgasen, weiterhin in großem Umfang in der Soda-Produktion. Entsprechend fallen Abgase und auch Abwasser an, die Ammoniak oder, im Falle der Abwässer bei entsprechendem pH-Wert, Ammoniak oder das Ammonium-Ion enthalten.
Weitere Quellen für Ammoniak oder Ammonium-Ionen in Abgas oder Abwasser stellen der mikrobiologische Abbau von Nitrit oder Nitrat, die Abluft aus Viehhaltungen sowie kommunale Abwässer dar.
Die Freisetzung von Ammoniak bedeutet, wie man heute weiß, für die Umwelt eine Geruchsbelästigung und bei höheren Konzentrationen eine Gesundheitsgefährung.
Eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Ammoniakbeseitigung sind katalytisch arbeitende Zersetzungsverfahren. Die katalytische Zersetzung von Ammoniak in der Gasphase mit Platin-Katalysatoren ist aus der Salpetersäuregewinnung bekannt. Platin ist sehr aktiv und gestattet die Ammoniak-Zersetzung bereits bei Temperaturen ab 200°C. Die Verwendung reiner Platinkatalysatoren im Bereich der Abluftreinigung ist jedoch nicht mehr praktikabel, weil ein temperaturabhängiger Teil des Ammoniaks in Distickstoffmonoxid und Stickstoffmonoxid umgewandelt wird. Distickstoffmonoxid (N₂O) trägt nach allgemeiner Auffassung zum Treibhauseffekt bei. Stickstoffmonoxid ist gesundheitsschädigend.
Katalysatoren, welche die Ammoniak-Zersetzung unter selektiver Bildung von Stickstoff bewirken, sind bereits bekannt. Als besonders selektiv erwiesen sich Molybdäntrioxid und Vanadinpentoxid. Diese beiden Katalysatoren besitzen eine verhältnismäßig geringe Aktivität.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues wirtschaftlich arbeitendes Verfahren zur Entfernung von Ammoniak aus Gasen bereitzustellen.
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Zersetzung von Ammoniak in Gasen bereitzustellen, bei welchem der Ammoniak-Gehalt unter Bildung von Stickstoff und gegebenenfalls Wasser entfernt wird, ohne daß das Gas mit unerwünschten Mengen an Stickoxiden und Distickstoffmonoxid, belastet wird.
Es wurde nun ein Verfahren zur Entfernung oder Verminderung des Ammoniak-Gehalts aus mit Ammoniak belasteten Gasen unter selektiver Stickstoffbildung unter weitgehender Vermeidung der Bildung von Stickoxiden, insbesondere Distickstoffmonoxid, bereitgestellt, welches insbesondere bei der Aufbereitung von Ammoniak enthaltenden Gasen, beispielsweise industriellen Abgasen wie Abgasen aus der Soda-Herstellung oder Kraftwerksabgasen, landwirtschaftlichen Abgasen, beispielsweise Abluft aus der Großvieh-Haltung, und, nach einer entsprechenden Vorbehandlung, auch für den Ammoniak- oder Ammonium-Ionen-Gehalt von Wässern und Abwässern, beispielsweise landwirtschaftlichen Abwässern wie Gülle oder Jauche oder kommunalen Abwässern anwendbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung oder Verminderung des Ammoniak-Gehalts aus mit Ammoniak belasteten Gasen unter selektiver Stickstoffbildung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das mit Ammoniak belastete Gas bei einer Temperatur zwischen 20 und 500°C mit einem Katalysator kontaktiert, der ein katalytisch aktives Gemisch aus Edelmetall und Übergangsmetalloxid im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200 aufweist, wobei das Edelmetalll ausgewählt ist aus der Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und deren Gemischen umfassenden Gruppe und das Übergangsmetalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide und deren Gemischen.
Bevorzugtes Edelmetall ist Palladium. Bevorzugtes Übergangsmetalloxid ist Vanadiumoxid.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens besonders geeigneter Katalysator auf Basis von katalytisch aktiven Gemischen von Edelmetallen und Übergangsmetalloxiden im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200, wobei das Edelmetall ausgewählt ist aus der Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und deren Gemischen umfassenden Gruppe und das Übergangsmetalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide und deren Gemischen.
Der Begriff "Vanadinoxide" umfaßt Oxide des Vanadins, in welchen das Vanadin in den bekannten Oxidationsstufen +2, +3, +4, +5 vorliegen kann. Der Begriff "Vanadinoxide" umfaßt auch Oxidgemische.
Der Begriff "Molybdänoxide" umfaßt Oxide des Molybdäns, in welchen das Molybdän in den bekannten Oxidationsstufen +2, +3, +4, +5 oder +6 vorliegen kann. Der Begriff "Molybdänoxide" umfaßt auch Oxidgemische.
Die Temperatur beträgt vorzugsweise 100°C bis 400°C, besonders bevorzugt 250°C bis 400°C.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Ammoniak enthaltende Gase beliebiger Herkunft behandelt werden, sofern sie im wesentlichen frei von Stoffen sind, welche bekanntermaßen als Gifte für platin-, palladium-, rhodium-, iridium-, molybdänoxid- oder vanadiumoxidhaltigen Katalysatoren wirken oder, sofern vorhanden, das Trägermaterial angreifen können. Etwaig vorhandener Wasserdampf in solchen Gasen stört nicht. Ob in den zu reinigenden Gasen auch organische Verbindungen, beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Alkohole, Aldehyde oder ähnliches vorhanden sind, ist für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ganz unwichtig. Es können Gase gereinigt werden, welche organische Verbindungen enthalten. Es können auch Gase gereinigt werden, welche keine organische Verbindungen enthalten. Es ist keinesfalls notwendig, organische Stoffe beizumischen.
Der Gehalt an Ammoniak in den zu behandelnden Gasen kann im weiten Bereich variieren. Beispielsweise kann man Gase mit einem Ammoniak-Gehalt zwischen 100 und 40 000 ppm behandeln.
Prinzipiell kann man das Verfahren auf im wesentlichen sauerstofffreie Gase anwenden. In diesem Fall wird das vorhandene Ammoniak nach Gleichung (I) im wesentlichen in Stickstoff und Wasserstoff umgewandelt:
2 NH₃ → N₂ + 3 H₂
Gewünschtenfalls kann es auch auf solche Gase angewendet werden, welche Sauerstoff in einer Menge enthalten, die kleiner ist als stöchiometrisch zur vollständigen Oxidation des Ammoniaks zu Stickstoff und Wasser notwendig. Aus Sicherheitsgründen setzt man jedoch bevorzugt Gase ein, die mindestens soviel Sauerstoff enthalten, wie zur vollständigen Oxidation des gebundenen Wasserstoffes notwendig ist. Vorteilhaft wendet man das erfindungsgemäße Verfahren auf solche Gase an, die Sauerstoff in überstöchiometrischen Mengen enthalten.
Die katalystische Oxidation von Ammoniak zu Stickstoff und Wasser kann durch die folgende Gleichung (II) summarisch wiedergegeben werden:
2 NH₃ + 1,5 O₂ → N₂ + 3 H₂O
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im katalytischen Festbett oder der katalytischen Wirbelschicht durchgeführt werden. Die katalytische Wirbelschicht ist insofern vorteilhaft, weil bei dieser Verfahrensvariante ein sehr enger Temperaturgradient in der katalytischen Schicht vorliegt und man eine optimale Umsetzungstemperatur leicht ermitteln und auch während der gesamten Umsetzung beibehalten kann.
Gewünschtenfalls kann man das gereinigte Abgas dem noch zu reinigenden Abgas in einem mehr oder weniger großen Anteil beimischen. Hierbei wird einerseits die Gesamtemission verringert, andererseits ist es möglich, den etwaig vorhandenen Gehalt an Sauerstoff im zu reinigenden Abgas zu verringern oder auf einen bestimmten Wert einzustellen.
Das Verfahren ist sehr gut auf Ammoniak enthaltende Abgase der Soda-Produktion, Ammoniak Kraftwerksabgase oder Abluft aus der Großvieh-Haltung anzuwenden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich weiterhin zur Entfernung oder Verminderung des Gehaltes an Ammoniak oder Ammonium-Ionen in Wasser oder Abwasser, beispielsweise in landwirtschaftlichen Abwässern wie Gülle oder Jauche, industriellen Abwässern oder kommunalen Abwässern.
Hierzu wird das Ammoniak oder Ammonium-Ionen enthaltende Abwasser auf einen pH-Wert oberhalb von etwa 10,5 gebracht, falls es nicht einen solchen pH-Wert bereits aufweist. Dies kann durch Zusatz von Base, beispielsweise Natronlauge, geschehen. Anschließend wird das Ammoniak zweckmäßigerweise durch Einblasen eines Gases aus dem Wasser ausgetrieben ("Strippen"). Als solches "Strippgas" kann kalte oder erhitzte Luft verwendet werden. Besonders zweckmäßig ist es, das gereinigte Abgas, das noch heiß aus der katalytischen Reinigung austritt, als Strippgas zu verwenden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Katalysatoren sind jene, in welchen das Übergangsmetalloxid aus Vanadinoxiden gebildet ist.
Besonders bevorzugte Katalysatoren enthalten als Edelmetall Palladium.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte katalytisch aktive Gemische weisen eine Mischung von Platin, Palladium, Iridium oder Rhodium mit Vanadiumoxiden auf.
Ganz besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Trägerkatalysatoren, in welchen das katalytisch aktive Gemisch auf einen Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat aufgebracht ist. Als Aluminiumoxid können die bekannten Modifikationen, z. B. α- oder γ-Aluminiumoxid, verwendet werden, als Siliciumdioxid bekannte Modifikationen, z. B. Kieselgel, sowie auch silikatische Materialien. Das katalytisch aktive Gemisch kann im verwendeten Trägerkatalysator in einer mehr oder weniger großen Menge, beispielsweise zwischen etwa 0,01 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators enthalten sein. Bevorzugt sind Trägerkatalysatoren, in denen das katalytisch aktive Gemisch in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators, enthalten ist.
Liegt das katalytische Gemisch als Vollkontakt vor, d. h. ohne Träger, liegen die Katalysatorpartikel zweckmäßigerweise in Form von Pulvern, Granulaten, Kugeln, Perlen, Extrudat oder anderen Schüttgutformen vor.
Liegt das katalytisch aktive Gemisch auf einem Träger vor, können im Prinzip beliebige Trägerformen eingesetzt werden. Es kann beispielsweise in Form von Pulvern, Granulaten, Kugeln, Perlen, Zylindern, Hohlzylindern oder Hohlkugeln, Extrudat, Schaumkeramik oder Monolith vorliegen. Es ist nicht wesentlich, ob das katalytisch aktive Gemisch homogen oder inhomogen im Träger verteilt vorliegt. Sofern man das erfindungsgemäße Verfahren allerdings in der Wirbelschicht durchführt, empfiehlt es sich, Katalysatorteilchen bzw. Trägerkatalysatorteilchen mit Teilchengrößen von etwa 0,3 bis 2 mm Durchmesser einzusetzen, insbesondere in Form von Granulaten, Kugeln, Perlen oder als gebrochenes Extrudat.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren anwendbaren Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Katalysatoren können gewünschtenfalls als Vollkontakt-Katalysatoren, d. h. ohne Träger, vorliegen. Bei ihrer Herstellung verwendet man neben den das Edelmetall und Übergangsmetalloxid liefernden Ausgangskomponenten allenfalls noch ein Bindemittel, beispielsweise Bentonit, Alumosilikat oder Montmorillonit.
Bevorzugte erfindungsgemäße Katalysatoren enthalten das katalytisch aktive Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Gemisch aufgebracht auf einen Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat. Bei Monolithen kann dieser Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat in Form einer washcoat-Schicht auf inertem Trägermaterial vorliegen. Bei anderen Trägerkatalysator-Formen, insbesondere Schüttgut-Trägerkatalysatoren, besteht der Träger üblicherweise vollständig aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat.
Bevorzugte erfindungsgemäße Trägerkatalysatoren liegen in Form von Strangpreßlingen vor, deren Durchmesser zweckmäßigerweise 1 bis 3 mm beträgt.
Die erfindungsgemäßen Trägerkatalysatoren können das katalytisch aktive Gemisch in einem weiten Bereich enthalten, beispielsweise in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators. Bevorzugt sind erfindungsgemäße Trägerkatalysatoren, in welchen das katalytisch aktive Gemisch in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators, enthalten ist.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators als Vollkontakt-Katalysator kann nach Vorgehensweisen erfolgen, wie sie zur Herstellung von Edelmetall-Übergangsmetall-Vollkontaktkatalysatoren bekannt sind. Beispielsweise kann man eine wäßrige Lösung herstellen, welche eine Edelmetall- und eine Übergangsmetall-Verbindung, beispielsweise Palladiumchlorid und Vanadiumchlorid, enthält, und durch Erhöhen des pH-Werts eine Fällung bewirken. Das gefällte Gemisch aus Palladiumhydroxid und Vanadiumhydroxid wird von der verbleibenden wäßrigen Phase abfiltriert, mit einem Bindemittel versetzt und extrudiert. Das Extrudat wird gebrochen und bei hoher Temperatur, beispielsweise 400 bis 700°C, während einer Zeitdauer von beispielsweise bis zu 3 Stunden kalziniert. Auf diese Weise erhält man einen Vollkontaktkatalysator mit homogenem Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Gemisch.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Trägerkatalysatoren geschieht nach Vorgehensweisen, wie sie zur Herstellung derartiger Edelmetall-Übergangsmetalloxid-Trägerkatalysatoren bekannt sind. Zur Herstellung von Trägerkatalysatoren in Monolithenform geht man beispielsweise folgendermaßen vor: Ein Monolithenträger wird mit einem Washcoat durch Eintauchen des Monolithenträgers in eine Aufschlämmung von Silikat, Aluminiumoxid oder Alumosilikat getaucht und, nachdem er aus dieser Aufschlämmung wieder herausgehoben wurde, getrocknet. Der Monolithenträger weist dann eine entsprechende Trägerschicht auf. Anschließend wird das katalytisch aktive Gemisch von Edemetall und Übergangsmetalloxid aufgebracht. Hierzu kann man den beschichteten Monolithen in eine wäßrige oder alkoholische Lösung eintauchen, welche eine Lösung von Salzen des Platins, Palladiums, Iridiums und/oder Rhodiums sowie des Vanadiums und/oder Molybdäns enthält. Anstelle der Lösung kann man auch eine zweckmäßigerweise frisch hergestellte Aufschlämmung einer Edelmetall-Übergangsmetall-Hydroxid-Mischung verwenden. Alternativ zum Eintauchen des Monolithen in eine Lösung oder Aufschlämmung ist es auch möglich, die Lösung oder Aufschlämmung durch Aufsprühen auf den Monolithen aufzubringen, beispielsweise in bekannten Imprägniertrommeln.
Die Herstellung anderer Trägerkatalysator-Formen kann ebenfalls nach an sich zur Katalysatorherstellung üblichen Methoden erfolgen. Beispielsweise kann man handelsübliche Siliciumdioxid-, Aluminiumoxid- oder Alumosilikat-Träger verwenden. Die BET-Oberfläche kann im Bereich von 1 bis 800 m² liegen. Auf derartige Träger können dann Edelmetallsalze bzw. komplexe Edelmetallverbindungen sowie Übergangsmetall-Verbindungen im Tränkverfahren, Sprühverfahren oder Fällungsverfahren auf das Trägermaterial aufgebracht werden und nach Trocknung anschließend kalziniert werden. So können beispielsweise die Trägerteilchen mit einer Lösung oder Suspension von Edelmetallsalzen oder komplexen Edelmetallverbindungen und Übergangsmetallverbindungen in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem niederen Alkohol wie Äthanol oder Keton, oder deren Gemischen getränkt oder besprüht werden, getrocknet und bei Temperaturen bis zu 700°C, beispielsweise zwischen 400 und 700°C kalziniert werden. Die Trägerkatalysatoren weisen dann ein Gemisch von Edelmetall und Übergangsmetalloxid auf und sind einsatzbereit.
Bei der vorstehend beschriebenen Herstellungsweise geht man von Lösungen aus, die sowohl Edelmetall als auch Übergangsmetall aufweisen. Alternativ kann man die katalytisch aktiven Komponenten auch getrennt voneinander aufbringen. So kann man den Träger zunächst mit einer nur Übergangsmetall und dann mit einer nur Edelmetall enthaltenden Lösung, oder umgekehrt, kontaktieren. Nach dem Aufbringen des ersten Metalls, beispielsweise des Übergangsmetalls, kann der Träger getrocknet und calciniert werden, bevor das zweite Metall, beispielsweise das Edelmetall, aufgebracht wird.
Die Vorrichtung, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, kann sehr einfach aufgebaut sein. Man benutzt übliche Festbett- oder Wirbelschicht-Reaktoren, welche Öffnungen für die Zuführung des zu reinigenden Abgases, für die Abführung des gereinigten Abgases und gegebenenfalls Öffnungen für Einrichtungen zur Temperaturkontrolle aufweisen.
Gewünschtenfalls kann man Vorrichtungen zur Beheizung des Monolithen bzw. des Festbett- oder Wirbelschicht-Reaktors vorsehen. Zweckmäßig sind weiterhin Vorrichtungen zur Erhitzung des zu reinigenden Abgases und zur Abkühlung des gereinigten Abgases. Dies geschieht zweckmäßigerweise in entsprechenden, auch untereinander gekoppelten, Wärmetauschern.
Weiterhin kann man Vorrichtungsteile vorsehen, die die Rückführung des gereinigten Abgases unter Beimischung zum zu reinigenden Abgases ermöglichen.
Sofern man den Ammoniak- oder Ammonium-Ionen-Gehalt aus Abwässern entfernen will, benötigt man noch eine zusätzliche Einrichtung, in welcher man das Ammoniak bzw. die Ammonium-Ionen der wäßrigen Lösung in die Gasphase überführt. Zweckmäßig sieht man hier einen geschlossenen Behälter vor, welcher einen Zulauf für das Ammoniak oder Ammonium-Ionen enthaltende Abwasser aufweist, einen Ablauf für das gereinigte Abwasser, eine Zuführung für Strippgas, eine Zuführung für eine Base, beispielsweise Natronlauge, eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts und der Temperatur, eine Rühreinrichtung und eine Abführung für das ausgetriebene Ammoniak enthaltende Gas.
Weitere Abwandlungen der Apparatur liegen im Belieben des Fachmannes. Beispielsweise kann er mehrere Reaktoren hintereinanderschalten. Es können weiterhin Meßeinrichtungen zur Bestimmung des Ammoniak- bzw. Ammonium-Ionen-Gehalts im zu reinigenden Abgas oder in der zu reinigenden wäßrigen Lösung vorgesehen werden, eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des Ammoniak-Gehalts im gereinigten Abgas oder im gereinigten Abwasser etc.
Das folgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren weiter erläutern, ohne es in seinem Umfange einzuschränken.
Beispiele 1. Herstellung und Anwendung eines Platin und Vanadinoxid enthaltenden Trägerkatalysators 1.1 Herstellung des Trägerkatalysators
Als Träger wurden γ-Aluminiumoxid-Strangpreßlinge mit einem Durchmesser von 1,6 mm und einer BET-Oberfläche von 200 m²/g verwendet.
1.1.1. Aufbringen des Vanadinoxids
In 18 ml Wasser wurden 22,9 g Oxalsäure sowie, bei erhöhter Temperatur, etwa 8,5 g Ammoniumvanadat (NH₄VO₃) gelöst.
Mit dieser Lösung wurden 33 g der oben beschriebenen Strangpreßlinge bei etwa 80°C getränkt. Nach etwa 30 Minuten war die Lösung vollständig von den Preßlingen aufgesogen. Die getränkten Trägerpartikel wurden dann etwa 18 Stunden bei 80°C getrocknet und sodann 1 Stunde lang bei etwa 550°C kalziniert.
Es wurden etwa 38,8 g der Vanadiumoxide enthaltenden Stangpreßlinge erhalten.
1.1.2. Aufbringen von Platin auf die Vanadiumoxide enthaltenden Strangpreßlingen
Die gemäß 1.1.1. hergestellten, Vanadiumoxide enthaltenden Strangpreßlinge wurden mit 20 ml einer wäßrigen Tetraminplatinhydroxidlösung, die insgesamt 0,0388 g Platin enthielt, bei Raumtemperatur getränkt. Nach etwa 30 Minuten war die Lösung vollständig von den Strangpreßlingen aufgesogen. Der Träger wurde dann etwa 16 Stunden lang bei 80°C getrocknet und anschließend etwa 1 Stunde lang bei etwa 550°C kalziniert.
Ausbeute: etwa 38,8 g des fertigen, Vanadiumoxide und Platin enthaltenden Trägerkatalysators.
1.2 Anwendung des Trägerkatalysators zur Entfernung des Ammoniakgehalts in mit Ammoniak belasteten Gasen
Verwendet wurde ein Reaktor mit einem Katalysatorvolumen von 50 ml. Als Vanadiumoxide und Platin enthaltender Trägerkatalysator wurden die gemäß 1.1. hergestellten Strangpreßlinge eingesetzt. Als zu reinigendes Gas wurde Luft mit einem Gehalt mit etwa 1000 ppm Ammoniak verwendet. Diese Ammoniak enthaltende Luft wurde zunächst auf 300°C aufgeheizt und über den Reaktor geleitet. Der Volumenstrom betrug etwa 800 l/Stunde. Das den Reaktor verlassende Gas wies weniger als 50 ppm NO, und weniger als 50 ppm N₂O auf. Ammoniak war nicht mehr nachweisbar.
2. Herstellung und Anwendung eines Palladium und Vanadinoxid enthaltenden Trägerkatalysators 2.1 Herstellung des Trägerkatalysators
Als Träger wurden γ-Aluminiumoxid-Partikel in Form (H-D-Träger der Fa. Condea) verwendet.
2.1.1. Aufbringen des Vanadinoxids
In 36 ml Wasser wurden bei 60°C 45,8 g Oxalsäure gelöst und 17,0 g Ammoniumvanadat unter Rühren aufgelöst. Es wurde ein Temperaturanstieg auf etwa 80°C in der Lösung beobachtet. Dann wurden 66,0 g des γ-Aluminiumoxid-Trägers in die Lösung eingegeben. Das Trägermaterial wurde dann 30 Minuten bei 80°C mit der Lösung getränkt und dann bei 80°C eingedampft. Anschließend erfolgte eine Nachtrocknung über 70 Stunden bei 70°C. Der getränkte Träger wurde dann auf 550°C gebracht und dann eine Stunde lang bei dieser Temperatur kalziniert.
Es wurden etwa 81,5 g des Vanadiumoxide enthaltenden Trägers erhalten.
2.1.2 Aufbringen von Palladium auf den Vanadiumoxide enthaltenden Träger
Das gemäß 2.1.1. hergestellte Vanadiumoxide enthaltende Trägermaterial wurde mit 62,8 g einer wäßrigen Tetraminpalladiumhydroxid-Lösung, die insgesamt 0,163 g Palladium enthielt, getränkt. Die Temperatur wurde 2 Stunden lang bei 80°C gehalten. Nach dieser Zeit war die Lösung vom Trägermaterial aufgesogen. Der Träger wurde dann etwa 16 Stunden bei 70°C getrocknet, auf 550°C gebracht und anschließend etwa 1 Stunde lang bei dieser Temperatur kalziniert.
Ausbeute: etwa 81,6 g des fertigen Vanadiumoxide und Palladium enthaltenden Trägerkatalysators.
2.2 Anwendung des Trägerkatalysators zur Entfernung des Ammoniakgehaltes in mit Ammoniak belasteten Gasen.
Verwendet wurden 30 g des gemäß 2.1. hergestellten Trägerkatalysators. Die Versuchsdurchführung erfolgte wie unter 1.2. beschrieben, jedoch bei einer Temperatur von 375°C. Das den Reaktor verlassende Gas wies einen Ammoniakgehalt von weniger als 10 ppm Ammoniak auf, weniger als 25 ppm N₂O und weniger als 10 ppm NO.

Claims (13)

1. Verfahren zur Entfernung oder Verminderung des Ammoniakgehalts aus mit Ammoniak belasteten Gasen unter selektiver Stickstoffbildung, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit Ammoniak belastete Gas bei einer Temperatur zwischen 20 und 500°C mit einem Katalysator kontaktiert, der ein katalytisch aktives Gemisch aus Edelmetall und Übergangsmetalloxid im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200 aufweist und bei welchem das Edelmetall ausgewählt ist aus der Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und deren Gemischen umfassenden Gruppe und das Übergangsmetalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide und deren Gemischen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Ammoniak belastete, Sauerstoff enthaltende Gase einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren in der Wirbelschicht durchführt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Gase mit einem Ammoniak-Gehalt von etwa 100 bis 40 000 ppm behandelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ammoniak enthaltendes Gas Abgase der Soda-Produktion, einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ammoniak enthaltende Gase solche Gase einsetzt, die erhalten werden, indem man Ammoniak oder Ammonium-Ionen enthaltende Wässer oder Abwässer auf einen pH-Wert oberhalb von etwa 10,5 bringt und das nunmehr im Wasser oder Abwasser enthaltene Ammoniak austreibt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das katalytisch gereinigte Gas teilweise oder vollständig rückführt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das katalytisch aktive Gemisch, auf einen Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat aufgebracht, als Trägerkatalysator einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkatalysator das katalytisch aktive Gemisch in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators, enthält.
10. Katalysator auf Basis von Gemischen von Edelmetall und Übergangsmetalloxid im Molverhältnis 1 : 10 bis 1 : 200, wobei das Edelmetall ausgewählt ist aus der Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und deren Gemischen umfassenden Gruppe und das Übergangsmetalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe der Molybdänoxide, Vanadiumoxide und deren Gemischen.
11. Katalysator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsmetalloxid ein Vanadiumoxid ist.
12. Katalysator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Gemisch auf einem Träger aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Alumosilikat aufgebracht ist.
13. Katalysator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Gemisch im Trägerkatalysator in einer Menge von etwa 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators, enthalten ist.
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