174225. lajstromszámú szabadalom • Eljárás katalizátor előállítására nitrogénoxidok véggázokból való szelektív eltávolításához
5 174225 6 V2O5 +4H2C2O4 — = H2[V2 02(C204)3] + 3H20 + 2C02 (2) Homogén oldat elkészítéséhez az oxálsavat, az ammóniumvanadátot, illetve vanádiumpentoxidot az (1) és (2) reakció alapján sztöchiometrikus mennyiségben vesszük. A reakciót az oldatnak 70 °C hőmérsékletre való melegítésével gyorsítjuk. A reakció és a széndioxidfejlődés befejeztével az oldathoz számított mennyiségű vízben oldható mangánsót adunk. Mangánsóként mangánkloridot MnCl2 * 4H2 0, mangánnitrátot Mn(N03)2 • 6H20 és mangánacetátot Mn(CH2COO)2 alkalmazunk. Az oldat keverése után az oldathoz számított mennyiségben előzőleg 5 órán át 120 °C-hőmérsékleten szárított közömbös hordozót adunk. Hordozóként 7-AI2O3, kvarz, samott, szilikagél használható. A hordozót 20-60 percig 20-70 °C közötti hőmérséklettartományban a hordozó típusától függően átitatjuk. Az átitatott hordozót 110-120 °C hőmérsékleten 3-8 órán át szárítjuk és légáramban 400-600 °C hőmérsékleten 5-10 órán át izzítjuk. Egyes esetekben a hordozó nedvességtartalmától és a katalizátor kívánt összetételétől függően az átitatási, a szárítási és izzítási műveleteket többször ismételjük. A találmány szerinti eljárást az alábbi példák kapcsán szemléltetjük: 1. példa 1 súly% V2Os-t, 10súly% Mn203-t, 89 súly% 7-AI2 03 -t tartalmazó katalizátort készítünk, amelyben a vanadium- és mangánoxid összsúlya 11 súly% és a V20s/Mn203 súlyaránya 0,1. A katalizátort az alábbiak szerint készítjük el: 100 ml desztillált vízben 3,07 g kristályos oxálsav (C2H2O4 *2H20) feloldásával 21,9 g/liter koncentrációjú oxálsav oldatot készítünk, melyhez keverés közben 1,42 g ammóniummetavanadátot adunk. A kapott ammóniumoxalátvanadát oldathoz 27,8 g mangánkloridot adunk. Eszerint az oldatban az ammóniumoxalátvanadátnak a mangánsóhoz való súlyaránya a fémoxidok V205/Mn2 03 súlyarányára átszámítva 0,1. A mangánklorid feloldódása után az oldathoz 100 g előzőleg 110 °C hőmérsékleten 5 órán át szárított 7-AI2 03 -t adunk. A hordozóként alkalmazott 7-alumíniumoxidot 30-40 °C közötti hőmérsékleten 40 percig átitatjuk, majd 110—120 °C hőmérsékleten szárítjuk és 400-600 °C-on izzítjuk. A 2—3 mm szemcsenagyságú katalizátort a nitrogénoxidok ammóniával történő redukciója során laboratóriumi méretű berendezésen atmoszférikus nyomáson, a gáz 10 000/óra térfogati sebessége mellett vizsgáljuk. A kísérlethez az alábbi összetételű, mesterségesen előállított gázkeveréket alkalmazzuk: 0,2-0,3 térf.% NO, 0,1-0,12 térf.% N02, 0,34-0,50 térf.% NH3, 4-6 térf.% 02 és nitrogéngáz 100 térf.%-ig. A gázkeverékben az ammóniának a nitrogénoxidokhoz való térfogataránya VNH3 Vno + NO2 1,1-1,2. Fenti összetételű gázkeveréket különböző hőmérsékleten katalizátorrétegen vezetjük keresztül. Meghatározzuk a kilépő gáz nitrogénoxid-tartalmát és kiszámítjuk a gáz tisztasági fokát. A kapott adatok alapján 200—320 °C hőmérséklettartományban a gáz tisztasági foka 96—98%, a katalizátor szelektivitási foka 85-90%. (A véggáz tisztasági fokán azt értjük, hogy az eredeti nitrogénoxid-tartalom hány százalékát távolította el a kezelés.) Hőmérséklet °C Tisztasági fok % Szelektivitás foka % 200 96 90 240 97 85 260 98 85 220 98 85 320 97 85 360 90 80 2. példa 6 súly% V2Os-t, 6súly% Mn203-t, 88 sűly% 7-Al203-t tartalmazó katalizátort készítünk, amelyben a vanádium- és mangánoxid összsúlya 12 súly% és a V205/Mn2 03 súlyaránya 1. A katalizátort az alábbiak szerint készítjük el: 100 ml desztillált vízben 18,6 g kristályos oxálsav feloldásával 133 g/liter koncentrációjú oxálsav oldatot készítünk, melyhez keverés közben egymásután 8,65 g ammóniummetavanadátot és 16,82 g mangánkloridot adunk. Eszerint az oldatban az ammóniumoxalátvanadátnak a mangánsóhoz való súlyaránya a fémsók, V205/Mn203 súlyarányára számítva 1. A katalizátorkészítés további műveleteit, valamint a kész katalizátor vizsgálatának körülményeit az 1. példában leírt módon végezzük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
