202133. lajstromszámú szabadalom • Eljárás járművek kipufogógázaiban lévő szén-monoxid és el nem égett szénhidrogének katalitikus oxidációjára ható katalitikus készítmények előállítására
HU 202133B génoxidok katalitikus redukciójában is és ezáltal potenciálisan háromirányú katalizátorként használható járművek kipufogógázai és egyéb, nitrogénoxidokat, szénmonoxidot és/vagy el nem végzett szénhidrogéneket tartalmazó gázok kezelésére. A találmány szerinti eljárással előállított aktív katalizátor kompozíciók ón(IV)-króm(VI)oxid kompozíciók, melyeket úgy kapunk, hogy ón(IV)oxidot vizes krómsavval impregnálunk, olyan terméket állítunk elő a megfelelő mennyiségek és koncentrációk beállításával, amelyben az ón:króm tömegarány (Sn02:Cr03- ként számolva) 99:1 -1:99, a kapott terméket megszárítjuk és kalcináljuk 200- 500 °C hőmérsékleten, így kalcinált fém-oxid keverék kompozíciót kapunk, amely lényegében ón(IV)oxidból (Sn02) és króm(VI)oxidból (Cr03) áll, az említett 99:1 -1:99 tömegarányban. A katalizátor kompozíciót rendszerint nagy felületű katalizátor-hordozón, pl. alumíniumoxidon diszpergáljuk, bár egész sor egyéb nagy felületű katalizátor-hordozóanyag áll rendelkezésre, mint például zoolitok és más molekulaszűrők, amelyeket a találmánynál katalizátor-hordozóanyagként lehet használni. Az egyéb alkalmas hordozóanyagok közé tartozik a kovaföld, magnéziumoxid és titándioxid. Igen kedvelt hordozóanyagok azok, amelyek monolit kerámia vagy fémalapon alumíniumoxid vagy más tűzálló fémoxid bevonatot tartalmaznak. Ilyen hordozóanyagok ismertek és a kereskedelemben hozzáférhetők, pl. a Cordierite nevű. Különféle eljárások ismeretesek az ón(IV)oxid és króm(VI)oxid hordozón történő diszpergálására. Az egyik megfelelő és jelenleg előnyben részesített eljárás az, hogy a hordozót Sn02 szuszpenzióval vizes vagy szerves közegben impregnáljuk, majd az impregnált hordozót szárítjuk, hogy leválasszuk rá az ón(IV)oxidot. Ezután az ón(IV)oxid tartalmú hordozót vizes króm(VI)oxid oldattal (krómsav) impregnáljuk és az újból impregnált hordozót ismét szárítjuk, hogy felvigyük a króm(VI)oxidot a kalcinálás előtt. Egy másik eljárás során az ón(IV)oxid in situ képződik úgy, hogy a hordozót SnCU-gyel impregnáljuk, majd az impregnált hordozót először vízzel mossuk, hogy labilis hidratált ón(IV)oxid csapadék képződjék, SnO2.H2O.Cl", utána pedig vizes ammóniával, hogy stabil hidratált oxid csapadék jöjjön létre, Sn02.H20. Ezután a hordozót a kloridion eltávolítására vízzel mossuk, majd vizes króm(VI)oxid oldattal (krómsav) impregnáljuk és újból szárítjuk, hogy a Cr03-at felvigyük a kalcinálás előtt. A katalizátor kompozíció végfelhasználásától függően egyes esetekben a találmány szerinti eljárással előállított katalizátor kompozíció tartalmazhat csupán ónoxid szemcséket, illetve pelleteket, amelyeket Cr03-mal, pl. krómsavval impregnáltunk, majd szárítottuk és kalcináltuk. A találmány szerinti eljárással előállított kompozícióban jelenlevő, ületve az előállításához felhasznált ón(IV)oxid és króm(VI)oxid mennyiségének aránya nem meghatározó jellegű: 1 rész ón (ón(TV)oxidként számítva) - 99 rész króm aránytól (króm(VI)oxidként számítva), valamennyi rész tömeg szerint szerepel, 99 rész ón - 1 rész króm ará3 nyig terjedhet, ugyanolyan alapon számítva. A legkedvezőbb arány azonban 40-90 rész ón, előnyösen 60-75, és az ennek megfelelő 60-10 rész króm, előnyösen 40-25, ugyanolyan alapon számítva. Másként kifejezve, az Sn:Cr tömegarány (mint Sn02:CrO3 számítva) előnyösen 2:3 - 9:1 között van, 3:2 - 3:1 a legelőnyösebb. A krómkoncentráció azonnal és könnyen szabályozható az ón(IV)oxid impregnálására használt krómsavoldat molaritása beállításával. Amennyiben a katalizátor kompozíció nagy felületű hordozóra van leválasztva, vagyis a ka^ilizátor-hordozó felszínének teljes területe 1,5 m /dm - 2,5 m/dm3 között van, jellemzően 2 m /dm körül, a katalizátor mennyiség, teljes ón(IV)oxid/króm(VI)oxidként számítva, bármi lehet 1-500 g/m2 között, az adott katalitikus kompozíció aktivitásától függően, de rendszerint 50- 150 g/m2 között van, előnyösen 100 g/in körül. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor kompozíciók optimális katalitikus hatásukat a szénmonoxid és szénhidrogének oxidációja, valamint a nitrogénoxidok redukciója során 250 °C feletti hőmérsékleten fejtik ki, egészen 1100 °C-ig és általában kielégítő eredménnyel működőképesek 300-900 "C közötti hőmérsékleten. Bár a találmány szerinti katalizátor kompozíciók közül a legkedvezőbbek főként ón(IV)oxid és króm(VI)oxid kalcinált elegyéből állnak, nem zárható ki más fémoxidok, elsősorban átmenetifémoxidok hozzáadása, illetve jelenléte a kalcinált elegyben. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor kompozíció tehát elhasznált, hulladék- és egyéb gázok, elsősorban járművek kipufogógázai kezelésére, a bennük levő szénmonoxid és/vagy szénhidrogén és/vagy nitrogénoxid szint csökkentésére alkalmas, az említett szénmonoxid és/vagy szénhidrogén katalitikus oxidációjával és/vagy az említett nitrogénoxidok katalitikus redukciójával, ami abból áll, hogy a gázt katalitikus oxidáció és/vagy katalitikus redukció létrejöttének kedvező magas hőmérsékleten a leírt SnŰ2/Cr03 eleggyel érintkeztetjük. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a kezelendő gáz összetételétől függően szükséges lehet kiegészítő komponensek hozzáadása, mint például levegő vagy oxigén az oxidáció létrejöttéhez, és/vagy redukálószerek, mint például hidrogén vagy ammónia a nitrogénoxidok redukciója létrehozásához. Ilyen adalékok azonban nem szükségesek, ha a kezelendő gáz már elegendő oxidáló és redukáló komponenst tartalmaz a kívánt oxidációk és redukciók létrejöttéhez, ami gyakori a járművek kipufogógázai esetében. A továbbiakban a találmány szerinti megoldást közelebbről példák a mellékelt rajzok kapcsán írjuk le, ahol: az 1. ábra a találmány szerinti eljárással előállított egyik, króm(VI)oxiddal impregnált szemcsés ón(IV)oxidot Cr03:Sn02 - 30:70 tömegarányban tartalmazó katalizátor kompozíció szénmonoxid átalakítását hasonlítja össze egy kereskedelmi forgalomban levő platina-alumíniumoxid katalizátorral nyert átalakítással; A 2. ábra ugyanezen két katalizátor szénhidro-4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
