DE4443301A1 - Verfahren zur Herstellung eines Katalysators und Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von NOx - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Katalysators und Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von NOxInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kata
lysators und ein Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen
von Stickstoffoxiden mit diesem Katalysator.
Nach der Lehre der Hauptanmeldung P 44 13 359 wird zur Reinigung
von Gasen und Abgasen von NOx mit Ammoniak und/oder Harnstoff
ein Mittel verwendet, das aus einem hydrophoben, dealuminierten
Zeolithen des Y-Typs mit einem Modul 100 oder größer, einer Po
renweite von 7,4 Å und Kupfer, Kupferoxid und/oder Kupfersalzen
besteht.
Das Mittel wird dadurch hergestellt, daß der Zeolith mit einer
wäßrigen Lösung einer Kupferverbindung, insbesondere Kupfer
chlorid, getränkt wird, ohne daß überstehendes Wasser auftritt
und der feuchte Zeolith bei Temperaturen von 110 bis 200°C ge
trocknet wird. Anschließend wird der trockene Zeolith bei 250
bis 400°C mit einem wasserdampf- und sauerstoffhaltigem Gas be
handelt.
Mit diesen Zeolithen lassen sich NOx mit Ammoniak und/oder Harn
stoff im Bereich von 100 bis 1000°C deutlich unter 70 mg/m³ sen
ken. Es wurde nun gefunden, daß das Tränken des hydrophoben,
dealuminierten Zeolithen des Y-Typs, mit einem Modul 100 oder
größer, vorzugsweise 200 oder größer, mit einer Porenweite von
7,4 Å, mit einer wäßrigen Lösung einer Kupferverbindung, insbe
sondere Kupferchlorid, auch mit einer überstehenden Lösung
durchgeführt werden kann.
In Weiterbildung des Gegenstandes der Hauptanmeldung wird des
halb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein hydrophober, dealu
minierter Zeolith des Y-Typs mit einem Modul 100 oder größer,
vorzugsweise 200 oder größer, mit einer Porenweite von 7,4 Å,
mit einer wäßrigen Lösung einer Kupferverbindung, insbesondere
Kupferchlorid, behandelt wird, und der feuchte Zeolith bei Tem
peraturen von 110 bis 200°C getrocknet wird.
Die Behandlung kann durch Stehenlassen bei Raumtemperatur oder
bei erhöhter Temperatur, evtl. unter Rückflußkochen, durchge
führt werden. Die Behandlung des Zeolithen mit der Kupfersalzlö
sung dient dem Einbau des zweiwertigen Kupfers in das Gefüge des
Zeolithen. Dafür werden Alkali- und Erdalkaliionen ausge
tauscht.
Anschließend wird der Zeolith aus der Lösung entfernt, z. B.
durch Abfiltrieren, und dann wie in der Hauptanmeldung beschrie
ben, weiterbehandelt. Dies bedeutet, daß der feuchte Zeolith bei
Temperaturen von 110 bis 200°C getrocknet wird. An die Trocknung
schließt sich dann die Wasserdampfbehandlung an. Diese wird bei
Temperaturen von 250 bis 400°C, vorzugsweise im Bereich von
300°C, mit einem wasserdampf- und sauerstoffhaltigem Gas durch
geführt.
Entsprechend der Hauptanmeldung kann der Kupfergehalt des behan
delten Zeolithen von 0,5 bis 20%, vorzugsweise von 1,0 bis 8,0
betragen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält
der Katalysator 5% Kupfer.
Bei Kupfer kann es sich um Kupfermetall und/oder Kupferoxid
und/oder Kupferchlorid handeln.
Im Falle des dealuminierten Zeolithen des Y-Typs werden Zeolithe
mit einem Modul von 200 oder größer bevorzugt.
Der auf diese Weise hergestellte Katalysator dient der Reduktion
der Stickstoffoxide mit Ammoniak und/oder Harnstoff, wobei die
Reaktion im Bereich von 100 bis 1000°C, vorzugsweise 200 bis
400°C, insbesondere 260 bis 350°C durchgeführt wird.
Das stöchiometrische Verhältnis von Ammoniak zu den
Stickstoffoxiden beträgt 0,5 bis 2, vorzugsweise 0,8 bis 1,25.
NH3 kann durchaus unterstöiometrisch eingesetzt werden.
Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Katalysator lassen sich
wie bei der Hauptanmeldung, zu den dort angegebenen Bedingungen,
die NOx-Konzentrationen deutlich unter 70 mg/m³ senken. Von be
sonderem Vorteil sind die erfindungsgemäß hergestellten Kataly
satoren bei der Behandlung der Abgase mit hohem
Wasserdampfanteil, z. B. bei Abfallverbrennungsanlagen, da sich
dann auch der hohe Wassergehalt in den Abgasen von Müllverbren
nungsanlagen nicht störend auf die Reaktion und schädigend auf
den Katalysator auswirkt.
Das Verfahren kann zur Reinigung der Abgase aus Abfallverbren
nungs-, Pyrolyse- und Feuerungsanlagen sowie industriellen,
thermischen Anlagen eingesetzt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die
Reinigung von Gasen und Abgasen von NOx mit Ammoniak und/oder
Harnstoff unter Verwendung von kupferhaltigen Zeolithen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein hydrophober, dealuminierter Zeolith des
Y-Typs mit eine Modul 100 oder größer, vorzugsweise 200 oder
größer, mit einer Porenweite von 7,4 Å, mit einer wäßrigen
Lösung einer Kupferverbindung, insbesondere Kupferchlorid,
behandelt wird und der aus der Lösung entfernte feuchte Zeolith
bei Temperaturen von 110 bis 200°C getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
getrocknete Zeolith bei Temperaturen von 250 bis 400°C,
vorzugsweise um 300°C, mit einem wasserdampf- und
sauerstoffhaltigem Gas behandelt wird.
3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein kupferhaltiger Zeolith hergestellt wird,
dessen Kupfergehalt 0,5 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 1,0 bis 8,0,
bevorzugt 5 Gew.%, beträgt.
4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, daß Kupfer als
Kupfermetall und/oder Kupferoxid und/oder Kupferchlorid
vorliegt.
5. Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von NOx mit
Ammoniak und/oder Harnstoff unter Verwendung eines
kupferhaltigen Zeolithen, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Zeolith eingesetzt wird, der nach den Ansprüchen 1 bis 4
hergestellt worden ist, wobei die Reaktion von NOx mit Ammoniak
und/oder Harnstoff im Bereich von 100 bis 1000°C, vorzugsweise
200 bis 400°C, insbesondere 260 bis 350°C, durchgeführt wird.
6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reaktion von NOx mit Ammoniak und/oder
Harnstoff mit einem stöchiometrischen Verhältnis NH3 : NOx von 0,5
bis 2, vorzugsweise 0,8 bis 1,25, durchgeführt wird.
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