DE2626597C2 - Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltender Katalysator - Google Patents
Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltender KatalysatorInfo
- Publication number
- DE2626597C2 DE2626597C2 DE2626597A DE2626597A DE2626597C2 DE 2626597 C2 DE2626597 C2 DE 2626597C2 DE 2626597 A DE2626597 A DE 2626597A DE 2626597 A DE2626597 A DE 2626597A DE 2626597 C2 DE2626597 C2 DE 2626597C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- skeletal structure
- skeleton
- reduction
- catalyst
- carbide
- 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.)
- Expired
Links
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
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron 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
- 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
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0225—Coating of metal substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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 betrifft einen Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltenden Katalysator,
der insbesondere geeignet ist für die Reduktion von Stickstoffoxiden (NOx) in Abgasen aus Brennkraftmaschinen,
beispielsweise Kraftfahrzeugmotoren, zu N2 und O2.
Aus Brennkraftmaschinen, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren und Gasturbinen, austretende Abgase
enthalten als Folge einer unvollständigen Verbrennung Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffox.de (NO,) und Kohlenwasserstoffe.
Von diesen Bestandteilen sind insbesondere die Stickstoffoxide als solche schädlich und
Ursache einer durch sie hervorgerufenen Luftverschmutzung, da sie nach dem Austritt in die Atmosphäre
durch fotochemische Reaktion beispielsweise schädlichen Smog bilden. Man hat auch bereits versucht, dieses
Problem zu lösen, durch Begrenzung der ausgestoßenen NO.,-Menge durch Brennstoffkontrollen oder durch
katalytische Umwandlung der ausgestoßenen Stickstoffoxide in unschädliche Bestandsteile, wie N2 und O2. Die
katalytische Umwandlung stellt dabei die bessere Lösung dieses Problems dar, da sie vom praktischen
Gesichtspunkt aus betrachtet einfacher zu bewerkstelligen ist als eine Brennstoffkontrolie, beispielsweise eine
Steuerung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses oder die Durchführung eines Wassersprühverfahrens.
Mit den bisher bekannten Katalysatoren können die geschilderten Schwierigkeiten jedoch nicht in zufriedenstellender
Weise gelöst werden. Edelmetallkatalysatoren, insbesondere Pd-, Pt- oder Au-Katalysatoren,
haben nämlich die Neigung, bei der Reduktion von NO, eine große Menge Ammoniak (NH3) als Nebenprodukt
zu bilden. Wenn das Ammoniak mit einem Oxidkatalysator in Berührung kommt, wird es wieder in
Stickstoffoxid überführt, so daß es zu einer sekundären Luftverschmutzung kommt. Metalloxid-Katalysatoren,
wie z. B. keramische Aluminiumoxide und Ferrit, weisen zwar eine verhältnismäßig hohe Stabilität gegenüber
hohen Temperaturen auf, sie sind jedoch hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit gegenüber Wasser oder Wasserdampf,
der in der Regel in den Abgasen in einer Menge von 10 bis 15% enthalten ist, anfällig. Aus diesem
35
40
50
55 Grunde ist mit solchen Katalysatoren einerseits keine ausreichende Reduktion der Stickstoffoxide (NO,)
möglich und andererseits können sie nicht über längere Zeiträume hinweg verwendet werden.
Die für die Reduktion der in Abgasen aus Brennkraftmaschinen enthaltenen Stickstoffoxide zu
unschädlichen Bestandteilen geeigneten Katalysatoren müssen nach den derzeitigen Erkenntnissen die
folgenden Eigenschaften haben:
a) sie müssen in der Lage sein, NOx vollständig zu N2
und O2 zu reduzieren,
b) es darf selbst in Gegenwart von Wasser, Wasserdampf und Wasserstoff keine Ammoniakbildung
eintreten und
c) sie müssen selbst bei Abgastemperaturen (in der Regel 600 bis 10000C) eine hohe Stabilität und
ausgezeichnete Oxidations- und Korrossionsbeständigkeit aufweisen.
Die bekannten Katalysatoren genügen diesen Anforderungen jedoch nicht, weshalb man sich bisher des
katalytischen Verfahrens nur in Kombination mit einer geeigneten Brennstoffkontrolle bedient, um die in dem
Abgas enthaltenen Stickstoffoxide (NOj1) zu unschädlichen
Produkten zu reduzieren. Das gilt auch für die aus der DE-AS 12 37 990 bekannten Katalysatoren, bei
denen es sich um Dispersionslegierungen von warmfesten Carbiden von Metallen der Gruppe IVB, VB und
111B des Periodischen Systems der Elemente in einem Natrium- und/oder Kaliummedium handelt. Diese
bekannten Katalysatoren weisen jedoch keine ausreichende Aktivität für die Reduktion von Stickstoffoxiden
(NOx) auf.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen NO,-Reduktionskatalysator
zu schaffen, dessen katalytische Aktivität ausreicht, um NO, stets vollständig zu N2 und
O2 zu reduzieren.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst werder: kann mit einem
Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltenden Katalysator, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß er hergestellt wurde durch
Ausbilden einer aus Ni, Co, Fe oder einer vornehmlich aus mindestens 2 der genannten Metalle gebüdeten Legierung bestehenden Skelettstruktur einer relativen Dichte von 5 bis 50% aus einem Element eines durchschnittlichen Durchmessers von 10 bis 5000 um
Eintauchen der Skelettstruktur in eine durch Suspendieren eines eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 bis 10 μιτι aufweisenden teilchenförmigen Carbids mindestens eines Übergangsmetalls, bestehend aus Cr, Ti, Zr und V, in einem geeigneten Dispersitionsmedium zubereitete Suspension,
Ausbilden einer aus Ni, Co, Fe oder einer vornehmlich aus mindestens 2 der genannten Metalle gebüdeten Legierung bestehenden Skelettstruktur einer relativen Dichte von 5 bis 50% aus einem Element eines durchschnittlichen Durchmessers von 10 bis 5000 um
Eintauchen der Skelettstruktur in eine durch Suspendieren eines eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 bis 10 μιτι aufweisenden teilchenförmigen Carbids mindestens eines Übergangsmetalls, bestehend aus Cr, Ti, Zr und V, in einem geeigneten Dispersitionsmedium zubereitete Suspension,
Entfernen der oberflächlich mit dem teilchenförmigen Carbid beaufschlagten Skelettstruktur aus der Suspension
und Trocknen derselben und Erhitzen der Skelettstruktur im Vakuum oder in einer inerten
Gasatmosphäre auf eine Temperatur von 1000 bis 1300" C.
Der erfindungsgemäße Katalysator zeichnet sich durch eine hervorragende Aktivität in bezug auf die
Reduktion von NO, zu N? und O2 aus. Er besitzt ferner
eine hervorragende Wärme- und Korrosionsbeständigkeit sowie eine hervorragende mechanische Festigkeit,
so daß er auch heftige mechanische Vibrationen über längere Zeiträume hinweg auszuhalten vermag.
Der erfindungsgemäße Katalysator besteht, wie
bereits ausgeführt, im Prinzip aus einem Träger-Skelett
aus Nickel, Kobalt, Eisen oder einer Legierung aus zwei oder allen drei der genannten Metalle und einem auf das
Träger-Skelett aufgebrachte Carbid mindestens eines Übergangsmetalis aus der Gruppe Chrom, Titan,
Zirkonium und Vanadin (z. B. Cr3C2, Cr7Cj, ZrC und VC),
das auf den Träger aufgesintert ist Dabei haften die Carbidteilchen, die vorzugsweise eine durchschnittliche
Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 6 μπι haben, auf der
Oberfläche des Skelett-Trägers, wobei zwischen den Skelett-Träger und den Carbidteilchen eine Schicht aus
einer Sinterlegierung vorliegt, die bewirkt, daß die Carbidteilchen fest an dem Skelett-Träger haften.
Derartige Katalysatoren weisen eine hohe mechanische Festigkeit und Formbaltigkeit selbst bei Einwirkung
mechanischer Schläge oder Vibrationen auf. Sie besitzen ferner wegen ihrer großen Oberfläche eine
hervorragende katalytische Wirkung. Da das jeweilige Carbid (Cr3C2, Cr7C3, TiC, ZrC und VC) eine
ausgezeichnete Wärme und Korrosionsbeständigkeit, letztere insbesondere bei hohen Temperaturen aufweist,
werden die solche Carbide enthaltenden erfindungsgemäßen Katalysatoren selbst bei Einwirkung heißer
Abgase (600 bis 10000C) aus Kraftfahrzeugmotoren weder angegriffen noch in ihrer katalytischen Wirkung
beeinträchtigt, so daß sie ihre Leistungsfähigkeit über iange Zeiträume hinweg beibehalten. Dies ist darauf
zurückzuführen, daß die Oberfläche der erfindungsgemäßen Katalysatoren mit einem hervorragend korrosionsbeständigen
Carbid (Cr3C2, Cr7C3, TiC, ZrC, VC)
bedeckt ist, wobei der Skelettträger (aus Ni, Co, Fe oder einer Legierung davon) die anhaltende ausgezeichnete
katalytische Wirksamkeit des Carbids gewährleistet. Der Katalysator erfährt nur eine sehr geringe Alterung
und wenn die katalytische Wirksamkeit des Katalysators absinkt, läßt sie sich durch Behandlung mit einer
Säurelösung ohne weiteres wieder herstellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht der Skelett-Träger aus einem Element aus
Draht oder aus Schnipseln oder Spänen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Im
einzelnen zeigt
F i g. 1 ein vergrößertes Modell eines erfindungsgemäßen Stickstoffoxid-Reduktionskatalysators;
Fig.2 einen vergrößerten Querschnitt durch den
Katalysator gemäß F i g. 1;
F i g. 3 und 6 graphische Darstellungen, aus denen die Beziehung zwischen der Umwandlungstemperatur und
der prozentualen Stickstoffoxidumwandlung durch einen Katalysator aus ruiem Element gemäß F i g. 1
hervorgeht;
Fig.4 eine Fotografie eines als Substrat für den Katalysator aus einem Element gemäß Fig. 1 dienenden
Skeletts;
F i g. 5 einen Querschnitt durch einen Halter, in den ein Katalysator aus einem Element gemäß Fig. 1
eingebaut ist.
Der Skelett-Träger des erfindungsgemäßen Katalysators
wird insbesondere aus Metall-Drähten oder -Spänen (aus Nickel, Kobalt, Eisen oder einer Legierung
aus hauptsächlich zwei oder drei der genannten Metalle) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis
5000 μπι gebildet. Insbesondere wird dem Skelett-Träger
eine bestimmte katalytisch gutwirksame Form gegeben. Bei der Herstellung eines solchen Stickstoffoxid-Katalysators
wird zunächst durch Suspendieren eines pulverförmigen oder granulierten Carbids mindestens
eines Obergangsmetalls aus der Gruppe Cr, Ti, Zr und V einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 bis
10 μπι in einem geeigneten Dispergiermittel eine Suspension hergestellt Dann wird die Skelettstruktur in
die Suspension eingetaucht und nach dem Wiederherausnehmen getrocknet. Zu diesem Zeitpunkt haften die
Carbidteilchen an der gesamten Oberfläche der Skelettstruktur. Danach wird die Skelettstruktur im
Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre auf eine Temperatur von 1000 bis 1300°C erhitzt, wobei man
einen Katalysator erhält, bei dem die Carbidteilchen auf die Oberfläche der Skelettstruktur aufgesintert sind und
von dem Skelett getragen werden.
Die F i g. 1 zeigt ein vergrößertes Modell eines derart hergestellten erfindungsgemäßen ΝΟ,-Reduktionskatalysators,
während die Fig.2 einen vergrößerten Querschnitt durch dieses Modell darstellt In beiden
Figuren haften die Carbidteilchen 2 an der Oberfläche des Trägers mit Skelettstruktur, wobei zwischen der
Skelettstruktur 1 und den Carbidteilchen 2 eine Schicht aus einer Sinterlegierung vorliegt
Bekanntlich steht die Aktivität eipys Katalysators in
enger Beziehung zu seiner Oberfläche, insbesondere seiner spezifischen Oberfläche. Bei den erfindungsgemäßen
ΝΟχ-Reduktionskatalysatoren müssen die Durchmesser sowohl des Trägers mit Skelettstruktur als
auch d?r Carbidteilchen möglichst klein gehalten werden. Wenn jedoch der Träger und die Carbidteilchen
einen zu geringen Durchmesser aufweisen, ist mit einer sehr großen Oberflächenenergie zu rechnen, wodurch
die Oxidationsreaktion begünstigt und die Leistungsfähigkeit des Katalysators beeinträchtigt werden. Andererseits
dürfen der Träger und die Carbidteilchen auch keinen zu großen Durchmesser aufweisen, da sonst
die Oberfläche des Katalysators zu klein und folglich seine katalytische Aktivität nur ebenso groß ist wie
diejenige eines mit einem kugelförmigen Katalysator gepackten Mittels. Daher muß bei den erfindungsgemäßen
ΝΟ,-Reduktionskatalysatoren der durchschnittliehe
Durchmesser des Trägers mit Skelettstruktur )0 bis 5000 μΐη betragen, die relative Dichte der Skelettstruktur
muß 5 bis 50% betragen und die durchschnittliche Gröue der Karbidteilchen muß 1 bis 10 μπι betragen.
In der folgenden Tabelle 1 ist die Beziehung zwischen dem Durchmesser D (in μπι) und der spezifischen
Oberfläche As (in cm2/g) des Katalysatorträgers mit
Skelettstruktur aufgezeigt.
Durchmesser D des | Spezifische |
Trägers mit Skelett | Oberfläche As |
struktur | |
(in um) | (in cmVg) |
5 | 1025,6 |
10 | 512,8 |
20 | 256,4 |
40 | 128,2 |
80 | 64,1 |
100 | 51,3 |
200 | 25,6 |
400 | )2,8 |
500 | 10,3 |
1000 | 5,1 |
5000 | 1,0 |
10000 | 0,5 |
50 000 | 0,1 |
Das erfindungsgemäß verwendete Metallkarbid (CrjC:. Cr7Cj. TiC. ZrC. VC) hat einen hohen
Schmelzpunkt, ist selbst bei hoher Temperatur stabil und weist eine hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
auf. Da das Skelett zusammen mit den Carbidteilchen zur Bildung einer Legicrungsschicht
erhitzt wird, wird dem Skelett als solchem sowohl eine hohe Oxidationsbeständigkeit als auch eine hohe
Korrosionsbeständigkeit insbesondere bei hoher Temperatur verliehen. Die erfindungsgemäßen NO,-Reduktionskatalysatoren
weisen daher insgesamt eine hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeil auf
und vermögen ihre hervorragende Reduktionsakiivität gegenüber NO, in Abgasen über einen langen Zeitraum
hinweg zu entfalten.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
zeug eingebaut und einem Dauerversuch unterworfen. Bei diesem Dauerversuch werden keine unangenehmen
Begleiterscheinungen festgestellt.
Durch den ΝΟ,-Reduktionskonverter wird ein auf 470"C erhitztes NO.-haltiges Gas geleitet. Nach 200 h
ist die Umwandlung von NO zu N > und O>
ermittelt. Der Umwiindlungsgrad wird mit dem Anfangswert verglichen.
Die prozentuale Verschlechterung der katalytischer! Wirkung beträgt in diesem Falle lediglich 3%.
ι Das vorliegende Beispiel wird mit 50 g eines Eisendrahtes mit einem durchschnittlichen Durchmesser
von 50 μηι (anstelle des Nickeldrahtes) wiederholt,
wobei die Sinterbehandliing 30 min lang bei einer Temperatur von 130O0C durchgeführt wird. Auch in
, diesem Fall erhält man einen hervorragenden ΝΟ,-Reduktionskonverter.
dessen Leistungsvermögen durch Kurve b in F i g. 3 wiedergegeben ist.
25 σ Nlckeklr^ht tuu cincni durchschnittlichen Durch
messer von 500 um werden in eine Metallform gefüllt und unter einem Druck von 1 bis 2 t/cm- zu einem
scheibenförmigen Skelett mit einer Dicke von 6 mm, einem Durchmesser von 40 mm und einer relativen
, Dichte von 35 bis 40% gepreßt. In F i g. 4 ist in Form
einer l.5fach vergrößerten Mikrophotographie die Skeleltstruktur des dabei erhaltenen Preßlings dargestellt.
Das -.^heibenartige Skelett wird dann in eine
) Suspeision von CrjCi-Teilchen mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 4 bis 5 μπι in Alkohol eingetaucht, wobei auf der Obe-fläche des Skeletts
CnCvTeilchen abgelagert werden. Nach dem Trocknen des Skeletts wird dieses in einen Vakuumofen
; eingebracht, worauf letzterer evakuiert wird. Dann wird
das Skelett mit einer Geschwindigkeit von 300°C/h erhitzt, worauf 1,5 h lang bei einer Temperatur von
\20Q°C gesintert wird. Hierbei erhält man einen
skelettartigen ΝΟ,-Reduktionskatalysator.
ι Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird der erhaltene
NO,-Reduktionskatalysator 8 durch einen fest eingebauten Ring 7 in ein aus rostfreiem Stahl bestehendes
Rohr eingeschoben, wobei man einen ΝΟ,-Reduktionskonverter
erhält. Die Beziehung zwischen der Umwandlungsteimperatur
und der prozentualen Umwandlung, d. h. der Reduktion, des gasförmigen NO, entsprechend
Beispiel 1 ist günstig.
50 g von aus rostfreiem Stahl bestehenden Schneidspänen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von
150 μηι werden in eine Metallform gefüllt und ü.iter
einem Druck von 4 bis 5 t/cm2 zu einem scheibenförmigen Skelett einer relativen Dichte von 30 bis 32%
gepreßt. Dann wird das erhaltene scheibenförmige Skelett in die Suspension des Beispiels 1 eingetaucht,
worauf durch äußere Beschallung durch Ultraschall auf dem Skelettgefüge Cr3C-2-Teilchen abgelagert werden.
Dann wird das mit den Cr3C2-Teilchen beaufschlagte
Skelett aus der Suspension entnommen und getrocknet Die Menge der CnC^-Teilchen auf dem Skelett beträgt
etwa 5 bis 30 Gew.-% der Skelettstruktur.
Nach dem Trocknen wird das Skelett 2 h lang in einem Vakuumofen auf eine Temperatur von 13000C
erhitzt, wobei man einen ΝΟ,-Reduktionskatalysator
erhält, bei dem Cr^Teilchen auf das Skelett
aufgesintert sind und von diesem getragen werden. Wie in Beispiel 2 wird unter Verwendung des erhaltenen
Gew.-°/o) eines durchschnittlichen Durchmessers von 500 μπι skelettartig in ein aus rostfreiem Stahl
bestehendes Rohr eingeführt und zu einer Skelettstruktur einer relativen Dichte von 15% komprimiert.
Andererseits werden 20 Gewichtsteile Chromcarbidpulver einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 bis
6 μπι in 80 Gewichtsteilen einer IO%igen Zuckerlösung
dispergiert, wobei eine Chromcarbidsuspension erhalten wird. Ein Ende des aus rostfreiem Stahl bestehenden
Rohrs wird zeitweilig mittels eines Flansches abgedich- j tet, worauf die Suspension in das einseitig abgedichtete
und aus rostfreiem Stahl bestehende Rohr eingefüllt wird. Unter Rühren werden auf der Oberfläche des
Nickeldrahtes Chromcarbidteilchen abgelagert. Nach dem Ausgießen der Suspension und dem Entflanschen j
wird der erhaltene Skelettkörper noch in dem aus rostfreiem Stahl bestehenden Rohr 1.5 h lang bei einer
Temperatur von 70° C getrocknet. Nach dem Trocknen wird das aus rostfreiem Stahl bestehende Rohr mit dem
darin befindlichen Skelettkörper in einen Vakuumofen eingebracht, worauf dieser auf ein Vakuum von I0-4 bis
IO"5mmHg evakuiert wird. Dann wird das aus
rostfreiem Stahl bestehende Rohr mit einer Geschwindigkeit von 300° C/h erhitzt. Dann wird 1 h lang bei
einer Temperatur von 1250= C gesintert. Hierbei werden
auf den Nickeldraht die Carbidteilchen aufgesintert, wobei man einen ΝΟ,-Reduktionskonverter erhält, in
dem ein skelettartiger Katalysator auf der Wandfläche des aus rostfreiem Stahl bestehenden Rohrs verteilt ist.
Die Leistungsprüfung des auf diese Weise erhaltenen -, ΝΟ,-Konverters erfolgt in der Weise, daß durch den
Konverter ein NC haltiges Gas hindurchgeleitet wird,
dessen Zusammensetzung vor dem Eintritt in den Konverter und nach dem Austritt aus dem Konverter
gaschromatographisch analysiert wird. Dabei wird der Konverter von außen mit konstanter Geschwindigkeit
erhitzt. Die Zusammensetzung des in den Konverter eingeleiteten, NO enthaltenen Gases ist folgende:
CO 5 000 bis 10 000 ppm ho
NO 500 bis 1 000 ppm
O2 20 bis 50 ppm
Die Beziehung der prozentualen ΝΟ,-Umwandlung
(ΝΟ,-Reduktion) und der Umwandlungstemperatur ist *-■
in der F i g. 3. Kurve a. graphisch dargestellt
Der auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte ΝΟ,-Reduktionskonverter wird in ein Kraftfahr-
Reduktionskatalysators ein ΝΟ,-Rcduktionskonverier
/usanimengebaut. Die Beziehung zwischen der Umwandlungstemperauir
und der prozentualen Umwand-
lung (prozentualen Reduktion) des gasförmigen NO1
unter den Bedingungen des Beispiels I liefert die in F i g. 6 dargestellte Kurve.
Unter Verwendung von Carbidtcilchen und eines
Skei/tstruktur aufweisenden Elementes (vgl. die
folgende Tabelle II) werden entsprechend Beispiel I
ΝΟ,-Reduktionskatalysatoren hergestellt. Das Leistungsvermögen
der erhaltenen Reduktionskatalysatoren wird unter den in Beispiel I angegebenen
ι« Bedingungen ermittelt, wobei die in Tabelle III
angegebenen Ergebnisse erhalten werden.
Prüf | Curbidteilchen |
durchschn.
Teilchen größe η |
Material, aus dem das Skelett besieht |
durchschn.
Durchmesser Dm |
Sinterbedingungen | (h) | 100% ige Umwandlung bei einer Temperatur von (0C) |
.j |
ling | Art | (.'Jm) | Art | (;jni) | Temperatur Dauer | 1,5 | ||
5 bis 6 | 500 | (0C) | 2,0 | |||||
A | Cr,C: | 5 bis 6 | Co-Draht | 500 | 1250 | 1,0 | 1 | |
B | Cr1C, | 4 bis 5 | Ni-Cr-Draht | 1000 | 1300 | 2,0 | ||
C | TiC | 4 bis 5 | Ni-Draht | 500 | 1300 | 2,0 | ||
D | TiC | 4 bis 5 | Fe-Cr-Al-Draht | 300-400 | 1300 | 2,0 | j | |
E | TiC | 4 bis 5 | Späne aus rostfreiem Stahl | 500 | 1250 | 3,0 | ||
F | ZrC | 4 bis 5 | Ni-Draht | 500 | 1250 | 2,0 | ||
G | ZrC | 6 bis 8 | Ni-Cr-Draht | 1000 | 1250 | 1,5 | ■i | |
H | VC | 6 bis 8 | Ni-Draht | 500 | 1200 | 1,5 | ||
1 | VC | 6 bis 8 | Ni-Draht | 500 | 1200 | V. | ||
J | VC | Fe-Cr-Al-Draht | 1250 | gasförmigen NO. und Reaktionstemperatur | I F |
|||
Tabelle | HI | Relative Dichte |
50%ige Umwandlung bei
einer Temperatur von (0C) |
i | ||||
Prüfling | Skeletts in % | des Prozentuale Umwandlung des | I !? |
|||||
5%ige Umwandlung bei
einer Temperatur von CC) |
||||||||
A
B
C
D
B
C
D
E
F
G
H
F
G
H
28,5
32,4
25,6
36,7
33,4
8,9
27,8
12,6
30,5
27,4
32,4
25,6
36,7
33,4
8,9
27,8
12,6
30,5
27,4
bis zu 375 bis zu 350 bis zu 340 bis zu 370 bis zu 370 bis zu 360 bis zu 370
bis zu 280 bis zu 250 bis zu 305 400
380
400
400
420
390
400
305
290
345
380
400
400
420
390
400
305
290
345
435 420 430 450 460 450 440 380 340 390
100 g eines Nickeldrahtes mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 250 μπι werden in ein aus
rostfreiem Stahl bestehendes Rohr mit einem Innendurchmesser von 30 mm, einer Länge von 170 mm und
einer Dicke von 3 mm eingeführt, worauf auf den Nickeldraht zur Ausbildung eines Skelettgefüges ein
Druck ausgeübt wird. Dann wird das erhaltene Skelett mit einem geeigneten Klebstoff sprühbeschichtet
Schließlich wird auf dem beschichteten Skelett pulverförmiges Chromcarbid einer durchschnittlicher. Teilchengröße
von 5 bis 6 μπι abgelagert Nun wird das Skelett in einem hochreinen Argongasstrom bei einer
Temperatur von 9000C 3 h lang vorerhitzt und
schließlich 2 h lang unter einem Vakuum von 10-■» bis
I0"5 mm Hg-Säule auf eine Temperatur von 127O°C
erhitzt. Hierbei werden die Chromcarbidteilchen auf das Skelett aufgesintert und von diesem getragen. Der
10
erhaltene ΝΟ,-Reduktionskatalysator in Form eines
Skeletts mit gleichförmig darauf aufgesinterten Chrotncarbidteilchen
hat ähnlich gute Eigenschaften wie die Katalysatoren der Beispiele 1 bis 4.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltender Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß er hergestellt wurde durch Ausbilden einer aus Ni, Co, Fe oder einer vornehmlich aus mindestens zwei der genannten Metalle gebildeten Legierung bestehenden Skelettstruktur einer relativen Dichte von 5 bis 50% aus einem Element eines durchschnittlichen Durchmessers von 10 bis 5000 μπι,Eintauchen der Skelettstruktur in eine durch Suspendieren eines eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 bis ΙΟμίη aufweisenden teilchenförmigen Carbids mindestens eines Übergangsmetalls, bestehend aus Cr, Ti, Zr und V, in einem geeigneten Dispersionsrnedium zubereitete Suspension,
Entfernen der oberflächlich mit dem teilchenförmigen Carbid beaufschlagten Skelettstruktur aus der Suspension und Trocknen derselben und Erhitzen der Skelet'.itruktur im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre auf eine Temperatur von 1000 bis 1300° C.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50072672A JPS51148686A (en) | 1975-06-17 | 1975-06-17 | Process for production of reduction catalyst for nitrogen oxides |
JP50072673A JPS51148687A (en) | 1975-06-17 | 1975-06-17 | Reduction catalyst for nitrogen oxides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2626597A1 DE2626597A1 (de) | 1976-12-23 |
DE2626597C2 true DE2626597C2 (de) | 1983-08-25 |
Family
ID=26413817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2626597A Expired DE2626597C2 (de) | 1975-06-17 | 1976-06-14 | Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltender Katalysator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4062807A (de) |
DE (1) | DE2626597C2 (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1590023A (en) * | 1976-08-24 | 1981-05-28 | Johnson Matthey Co Ltd | Catalytic decomposition of nitrogen oxides |
US4382116A (en) * | 1981-05-22 | 1983-05-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Zirconium carbide as an electrocatalyst for the chromous/chromic REDOX couple |
JPS5912115A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-21 | Samukomu Electron Kk | 自動車排ガス浄化用触媒 |
DE3526383C1 (de) * | 1985-07-24 | 1986-12-11 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zur Erzeugung von Katalysatoren fuer die Reduktion von Stickoxiden aus Abgasen und chemische Luftreinigungsverfahren |
US5017318A (en) * | 1986-04-07 | 1991-05-21 | Amway Corporation | Method of making a water filter |
DE3818281A1 (de) * | 1988-03-10 | 1989-09-21 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter |
DE3828347A1 (de) * | 1988-08-20 | 1990-03-01 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter fuer heizungs- oder verbrennungsanlagen |
DE3908581A1 (de) * | 1989-03-16 | 1990-09-20 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Verfahren zur herstellung eines filter- oder katalysatorkoerpers |
DE3937809A1 (de) * | 1989-11-14 | 1991-05-16 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter zum abscheiden von verunreinigungen |
DE4021495A1 (de) * | 1990-07-05 | 1992-01-09 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter |
DE4022937A1 (de) * | 1990-07-19 | 1992-01-23 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter- oder katalysatorkoerper |
US5059326A (en) * | 1990-08-09 | 1991-10-22 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Fluid filter and method of manufacture |
DE4029749A1 (de) * | 1990-09-20 | 1992-03-26 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter |
DE4110285A1 (de) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter- oder katalysatorkoerper |
US5204067A (en) * | 1991-07-11 | 1993-04-20 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter |
DE4137105A1 (de) * | 1991-11-12 | 1993-05-13 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Anordnung eines katalysators fuer die abgase eines verbrennungsmotors |
US5314673A (en) * | 1992-02-18 | 1994-05-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the conversion of N2 O |
US8785023B2 (en) | 2008-07-07 | 2014-07-22 | Enervault Corparation | Cascade redox flow battery systems |
US7820321B2 (en) | 2008-07-07 | 2010-10-26 | Enervault Corporation | Redox flow battery system for distributed energy storage |
CN101745432B (zh) * | 2008-12-03 | 2011-06-29 | 中国科学院金属研究所 | 一种湿化学制备max相多孔催化剂载体材料的方法 |
US8980484B2 (en) | 2011-03-29 | 2015-03-17 | Enervault Corporation | Monitoring electrolyte concentrations in redox flow battery systems |
US8916281B2 (en) | 2011-03-29 | 2014-12-23 | Enervault Corporation | Rebalancing electrolytes in redox flow battery systems |
DE102011017600A1 (de) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Vermindern der Emission von Stickoxiden im Abgas eines Ofens bei der thermischen Behandlung von Werkstoffen und nach diesem Verfahren betriebener Ofen |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1946109A (en) * | 1928-01-06 | 1934-02-06 | Standard Ig Co | Production of catalysts |
US2539414A (en) * | 1947-04-30 | 1951-01-30 | Hydrocarbon Research Inc | Catalytic reduction of carbon oxide by hydrogen |
US2755228A (en) * | 1952-02-25 | 1956-07-17 | Gulf Research Development Co | Hydroreforming employing carbide catalysts |
US3180840A (en) * | 1960-04-06 | 1965-04-27 | Cities Service Res & Dev Co | Olefin oxidation catalyst and method of preparation thereof |
DE1237990B (de) * | 1960-04-21 | 1967-04-06 | Mine Safety Appliances Co | Verfahren zur Herstellung von Metallcarbiden |
BE789900A (fr) * | 1971-10-11 | 1973-04-10 | Battelle Memorial Institute | Catalyseur pour les reactions de transformation d'hydrogene |
US3865750A (en) * | 1971-12-27 | 1975-02-11 | Exxon Research Engineering Co | Titanium carbide catalysts, and the catalyst compositions |
US3949057A (en) * | 1973-01-29 | 1976-04-06 | Croll-Reynolds Company, Inc. | Air pollution control of oxides of nitrogen |
-
1976
- 1976-06-11 US US05/695,051 patent/US4062807A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-06-14 DE DE2626597A patent/DE2626597C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4062807A (en) | 1977-12-13 |
DE2626597A1 (de) | 1976-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2626597C2 (de) | Metallcarbide sowie gegebenenfalls Nickel oder Eisen enthaltender Katalysator | |
EP0291704B1 (de) | Katalytisch aktive Beschichtung von Filtermaterial für Dieselruss-Filter | |
DE2460915A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines traegerkatalysators | |
DE2313040C3 (de) | Mehrlagiger Katalysatorträger | |
DE2422851C2 (de) | Katalysator und seine Verwendung bei der Behandlung von Auspuffgasen | |
DD140989A5 (de) | Geformter katalysator,verfahren zu seiner herstellung und verwendung | |
DE3120780A1 (de) | Dieselabgaskatalysator | |
DE3832036C2 (de) | Katalysator | |
DE2453358A1 (de) | Katalysator zum reinigen von gasen | |
WO1995032789A1 (de) | Katalysator zur stickoxidminderung in einem strömungsmedium und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2360724C3 (de) | Katalysator zur Reinigung von Abgasen und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE3926830C2 (de) | Verwendung einer auf einem dünnen Stahlband ausgebildeten Diffusionsschicht | |
DE2927253C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Denitrierkatalysators | |
DE2139774A1 (de) | Katalysator und katalytischer formkoerper fuer die abgasentgiftung von kraftfahrzeugen | |
DE4224354A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer katalysatorstruktur in situ | |
EP2143488A1 (de) | Oxidationskatalysator | |
EP0213271B2 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Katalysatoren für die Reduktion von Stickoxiden aus Abgasen und dergleichen chemische Luftreinigungsverfahren | |
EP0211443B1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Katalysators zur selektiven Reduktion von Stickoxiden in Abgasen | |
DE3625330C2 (de) | ||
US5445786A (en) | Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor | |
EP0036938B1 (de) | Verfahren zur Herstellung und Verwendung eines Katalysatorträgers | |
DE2216328C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Spinellverbindungen aufweisenden Trägerkatalysators und dessen Verwendung | |
DE19819396A1 (de) | Verfahren zur Herstellung ungesättigter Alkohole | |
EP1019177B1 (de) | Katalysator aus unedlem metall für einen kleinmotor sowie verfahren zu seiner herstellung | |
EP1144118A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines katalysatorkörpers sowie katalysatorkörper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZ |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP |