DE4207960A1 - Sepg. or reducing oxygen@, nitrite and/or nitrate content contained in water - by treating with hydrogen@, using catalyst comprising palladium, rhodium or copper - Google Patents
Sepg. or reducing oxygen@, nitrite and/or nitrate content contained in water - by treating with hydrogen@, using catalyst comprising palladium, rhodium or copperInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Entfernung oder Verminderung des Sauerstoff-, Nitrit- und/oder Nitratgehaltes in Wasser.The present invention relates to removal or Reduction of the oxygen, nitrite and / or nitrate content in water.
Die in Grund- und Oberflächenwasser in der Bundesrepublik Deutschland aufgefundenen Nitrit- und/oder Nitratgehalte sind in den letzten Jahren erheblich angestiegen. Sie schwanken je nach Standort erheblich und können teilweise die tolerierbaren Höchstgrenzen überschreiten. Für Trinkwasser wird in den neu esten EG-Richtlinien ein zulässiger Grenzwert von 50 mg Nitrat pro Liter empfohlen und für Nitrit ein Grenzwert von 0,1 mg/l. Die steigenden Nitrit- und Nitratgehalte in vielen Grund- und Oberflächenwassern machen in zunehmendem Maße Verfahren zur Nitrit- und Nitratentfernung im Rahmen der Trinkwasseraufberei tung nötig.The in ground and surface water in the Federal Republic Nitrite and / or nitrate contents found in Germany has increased significantly in recent years. They fluctuate significant by location and may be partially tolerable Exceed maximum limits. For drinking water is in the new most EC guidelines, a permissible limit of 50 mg nitrate recommended per liter and a limit of 0.1 mg / l for nitrite. The increasing nitrite and nitrate levels in many basic and Surface waters are increasingly making processes Nitrite and nitrate removal as part of drinking water treatment tion necessary.
Zur Nitrit- und Nitratentfernung aus Trinkwasser können biologische Verfahren und physikalisch/chemische Maßnahmen im Bereich der Wasserentsalzung angewendet werden. Bekannte Nach teile dieser Verfahren sind die mögliche Kontamination mit Bak terien oder deren Stoffwechselprodukten bzw. die bloße Verlage rung des Problems.For removing nitrite and nitrate from drinking water biological processes and physical / chemical measures in Area of water desalination. Known After parts of these processes are possible contamination with Bak teries or their metabolic products or the mere publishers problem.
Die Entfernung von Sauerstoff aus Wasser (das gegebenen falls auch frei von Nitrit bzw. Nitrat sein kann) ist in vielen Fällen wünschenswert. So ist bekannt, daß Sauerstoff in Wasser die Korrosion von metallischen Bauteilen wie Kühlanlagen för dert. In Bereichen der Lebensmittelherstellung, beispielsweise im Bereich der Herstellung von Getränken wie Fruchtsäften oder Alkoholika, wird vorzugsweise ein sauerstoffarmes oder sauer stoffreiches Wasser verwendet.The removal of oxygen from water (the given if it can also be free of nitrite or nitrate) is in many Cases desirable. So it is known that oxygen in water the corrosion of metallic components such as cooling systems different. In areas of food production, for example in the field of the production of beverages such as fruit juices or Alcoholic beverages will preferably be low in oxygen or acidic substance-rich water used.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-03 59 074 (= US-A 49 990 266) ist ein kontinuierlich durchführbares katalytisches Reduktionsverfahren zur Entfernung oder Vermin derung des Nitrit- und/oder Nitratgehaltes bekannt. Gemäß dem dort beschriebenen Verfahren wird in das nitrit- bzw. nitratbe lastete Wasser Wasserstoffgas eingeführt und das mit Wasser stoff beladene Wasser mit einem Metallkatalysator kontaktiert. Als Metallkatalysator verwendet man einen mit einer aus Palla dium und/oder Rhodium oder aus Palladium und einem Metall der Kupfergruppe bestehenden Metallkomponente imprägnierten porö sen Träger. Bei der Verfahrensdurchführung wird auch der Ge halt an gegebenenfalls enthaltenem Sauerstoff vermindert.From European patent application EP-A-03 59 074 (= US-A 49 990 266) is a continuously feasible catalytic reduction process for removal or min change in the nitrite and / or nitrate content known. According to the The process described there is in the nitrite or nitrate water introduced hydrogen gas and that with water substance-laden water contacted with a metal catalyst. The metal catalyst used is one with a Palla catalyst dium and / or rhodium or of palladium and a metal of Copper group existing metal component impregnated porö sen carrier. The Ge hold on possibly contained oxygen reduced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbesser tes, katalytisch arbeitendes Verfahren zur Entfernung von Sauerstoff, Nitrit und/oder Nitrat aus Wasser bereitzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes katalytisches Verfahren zu entwickeln, welches bei den bei der Wasseraufbereitung üblichen Bedingungen durchführbar ist, und bei welchem der Sauerstoff-, Nitrit- und/oder Nitratgehalt unter Bildung harmloser Produkte, insbesondere Wasser bzw. Stickstoff entfernt wird ohne daß dabei das Wasser mit uner wünschten Mengen an Ammonium belastet wird.The object of the present invention is to improve tes, catalytically operating process for the removal of To provide oxygen, nitrite and / or nitrate from water. In particular, it is an object of the invention to provide an improved to develop catalytic process, which in the case of Water treatment usual conditions is feasible, and at which the oxygen, nitrite and / or nitrate content forming harmless products, especially water or Nitrogen is removed without the water being immersed desired amounts of ammonium is loaded.
Es wurde nun, ausgehend von dem in der EP-A-03 59 074, ein verbessertes, kontinuierlich durchführbares katalytisches Re duktionsverfahren gefunden, mit welchem Sauerstoff, Nitrit und/oder Nitrat aus Wasser entfernt werden können unter Bildung von Nichttoxischen Reaktionsprodukten, überwiegend Wasser bzw. Stickstoff und unter weitgehender Vermeidung der Bildung von Ammoniumionen, und welches insbesondere bei der Aufbereitung von nitrit- und/oder nitratbelasteten Grundwässern, Flußwäs sern, Quellwässern oder industriellen Abwässern, beispielsweise im Rahmen der Herstellung von Brauchwässern für die Lebensmit tel- oder Getränke-Industrie oder von Trinkwasser und zur Ent fernung von Nitrit und/oder Nitrat aus Getränken wie Mineral wässern oder Fruchtsäften oder aus Wässern, die zur Herstellung von Getränken wie Mineralwässern, Fruchtsäften oder Alkoholika bestimmt sind, sowie zur Entfernung von Sauerstoff aus den ge nannten Wässern verwendbar ist.It has now, starting from that in EP-A-03 59 074, a improved, continuously feasible catalytic re found production process with which oxygen, nitrite and / or nitrate can be removed from water to form of non-toxic reaction products, mainly water or Nitrogen and largely avoiding the formation of Ammonium ions, and which especially when processing of nitrite and / or nitrate contaminated groundwater, river water sern, spring water or industrial waste water, for example as part of the production of industrial water for the food industry tel or beverage industry or of drinking water and ent removal of nitrite and / or nitrate from drinks such as mineral water or fruit juices or from water used to manufacture of beverages such as mineral water, fruit juices or alcoholic beverages are determined, as well as for the removal of oxygen from the ge named waters can be used.
Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierlich durchführ bares Verfahren zur Entfernung oder Verminderung des Sauer stoffgehaltes, des Nitrit- und/oder Nitrat-Gehaltes von sauer stoffhaltigem und/oder nitrit- und/oder nitratbelastetem Wasser unter selektiver Stickstoff-Bildung, wobei man in das sauer stoffhaltige, nitrit- und/oder nitratbelastete Wasser Wasser stoffgas einführt und das mit Wasserstoff beladene Wasser mit einem Katalysator kontaktiert, welcher gebildet wird aus einem mit einer Palladium und/oder Rhodium oder aus Palladium und einem Metall der Kupfergruppe bestehenden Metallkomponente imprägnierten porösen Träger, wobei der Träger aus Aluminium oxid der Modifikationen "theta" und "kappa" besteht und die Modifikation "alpha" nicht oder allenfalls in geringfügigen Mengen vorliegt und der Träger frei ist von Aluminiumoxid der Modifikationen "gamma" und "delta", und entweder eine monomodale Verteilung der Porendurchmesser mit einem Maximum im Bereich zwischen 700 Å und 1500 Å aufweist, oder eine bimodale Vertei lung der Porendurchmesser mit zwei Maxima im Bereich von 100 bis 1500 Å aufweist, wobei der mittlere Porendurchmesser zwi schen 300 und 500 Å beträgt, und man zur Behandlung von nur nitritbelastetem Wasser einen Katalysator, dessen Metallkompo nente aus Palladium und/oder Rhodium besteht und, sofern das zu behandelnde Wasser auch Nitrat enthält, einen Katalysator, des sen Metallkomponente aus Palladium und einem Metall der Kupfer gruppe aus Rhodium und gegebenenfalls Palladium besteht, oder einem Gemisch aus einem Katalysator, dessen Metallkomponente aus Palladium und einem Metall der Kupfergruppe besteht, und einem Katalysator, dessen Metallkomponente nur aus Palladium besteht, einsetzt, und dabei den pH-Wert des Wassers nicht über pH 8 ansteigen läßt und das Verfahren gegebenenfalls so oft hintereinander durchführt, bis der Sauerstoffgehalt, der Nitritgehalt und/oder der Nitratgehalt des Wassers entfernt oder auf einen tolerierbaren Wert vermindert ist.The invention relates to a continuous Process to remove or reduce the acid substance content, the nitrite and / or nitrate content of acid water containing substances and / or nitrite and / or nitrate with selective nitrogen formation, being acidic in the Water containing substances containing nitrite and / or nitrate introduces material gas and the water loaded with hydrogen contacted a catalyst, which is formed from a with a palladium and / or rhodium or from palladium and a metal component of the copper group impregnated porous support, the support made of aluminum oxide of the modifications "theta" and "kappa" and the Modification "alpha" not or at most in minor Amounts are present and the carrier is free of aluminum oxide Modifications "gamma" and "delta", and either a monomodal Distribution of pore diameters with a maximum in the range between 700 Å and 1500 Å, or a bimodal distribution pore diameter with two maxima in the range of 100 has up to 1500 Å, the average pore diameter between is 300 and 500 Å, and one for the treatment of only nitrite-contaminated water a catalyst, the metal compo nente consists of palladium and / or rhodium and, if that too treating water also contains nitrate, a catalyst that Sen metal component of palladium and a metal of copper group consists of rhodium and optionally palladium, or a mixture of a catalyst, the metal component consists of palladium and a metal from the copper group, and a catalyst whose metal component consists only of palladium exists, begins, and does not exceed the pH of the water pH 8 can rise and the process if necessary as often performed in succession until the oxygen content, the Nitrite content and / or the nitrate content of the water removed or is reduced to a tolerable value.
Die Modifikation "alpha" soll zu maximal 10 Gew.-% im Träger vorliegen.The modification "alpha" should not exceed 10% by weight in Carrier available.
Dieses Verfahren ist deshalb noch effektiver als das aus der EP-A-03 59 074 bekannte Verfahren, da der spezielle Alu miniumoxidträgerkatalysator bei hoher Selektivität sehr abrieb fest ist und eine höhere Standzeit aufweist. Weitere Vorteile sind mit der Durchführung in der Wirbelschicht verbunden, was später noch erläutert wird.This process is therefore even more effective than that from the EP-A-03 59 074 known method because the special Alu supported minium oxide catalyst with high selectivity very is firm and has a longer service life. Additional advantages are connected to the implementation in the fluidized bed what will be explained later.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sauerstoffhal tige bzw. nitrit- oder nitratbelastete Wässer und wäßrige Lö sungen beliebiger Herkunft behandelt werden, sofern sie frei von Stoffen sind, welche bekanntermaßen als Gifte für Palla dium-, Rhodium- oder Metalle der Kupfergruppe enthaltende Kata lysatoren wirken oder das Trägermaterial angreifen können. In der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der Ausdruck "Wasser" der artige Wässer und wäßrige Lösungen. Enthält das zu reinigende Wasser unter den Reaktionsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens reduzierbare andere Stoffe, werden diese ebenfalls reduziert. Sofern es wünschenswert erscheint, entfernt man solche reduzierbare andere Stoffe vorher aus dem zu reinigen den Wasser. In the context of the present invention, oxygen term or nitrite or nitrate contaminated water and aqueous Lö solutions of any origin, provided they are free of substances that are known as poisons for Palla Kata containing dium, rhodium or metals of the copper group lysators can act or attack the carrier material. In In the present application, the term "water" denotes the like water and aqueous solutions. Contains what needs to be cleaned Water under the reaction conditions of the invention Other substances that can be reduced in the process are also used reduced. If it appears desirable, remove it to clean such reducible other substances beforehand from the the water.
Der Nitrit- und/oder Nitrat-Gehalt sowie der Sauerstoff gehalt, welcher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt oder auf eine tolerierbare vermindert werden kann, kann in einem weiten Bereich variieren. So lassen sich mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren Wasser mit einer Nitrat- und/oder Nitratbelastung zwischen 0,1 mg/l und einigen Gramm pro Liter behandeln. Insbesondere ist das vorliegende Verfahren geeignet zur Entfernung des Nitrit- und/oder Nitrat-Gehaltes aus Wasser mit einer geringen Nitrit- und/oder Nitratbelastung, beispiels weise im Bereich von 0,1 bis 20 mg/l Nitrit und/oder etwa 5 bis 600 mg/l Nitrat.The nitrite and / or nitrate content as well as the oxygen content, which is removed with the method according to the invention or can be reduced to a tolerable level vary over a wide range. So with the invent Process according to the invention water with a nitrate and / or Nitrate levels between 0.1 mg / l and a few grams per liter to treat. The present method is particularly suitable to remove the nitrite and / or nitrate content from water with a low nitrite and / or nitrate load, for example example in the range of 0.1 to 20 mg / l nitrite and / or about 5 to 600 mg / l nitrate.
Für den Fachmann ist klar, daß das erfindungsgemäße Ver fahren zur Entfernung von Sauerstoff aus Wasser angewandt wer den kann, welches weder Nitrit noch Nitrat enthält. Das Ver fahren kann natürlich auch zur Entfernung von Nitrit und/oder Nitrat aus Wasser angewendet werden, welches keinen Sauerstoff enthält. Schließlich kann man das Verfahren gemäß einer weite ren Variante auch zur Entfernung von Nitrit und/oder Nitrat aus gleichzeitig Sauerstoff enthaltendem Wasser anwenden. In diesem Fall wird neben Nitrit bzw. Nitrat auch der Sauerstoff ent fernt.It is clear to the person skilled in the art that the ver drive to remove oxygen from water whoever applied can that contains neither nitrite nor nitrate. The Ver Can of course also drive to remove nitrite and / or Nitrate from water can be applied, which does not contain oxygen contains. Finally, one can follow the procedure according to a broad Ren variant also for the removal of nitrite and / or nitrate use water containing oxygen at the same time. In this In addition to nitrite or nitrate, oxygen is also removed distant.
Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Be handlung von Wasser eingesetzt, welches in seinem Reinheits grad einem Wasser entspricht, welches eine natürliche Filtra tion durchlaufen hat. Derartiges Wasser kann wasserlösliche Substanzen, z. B. anorganische Salze, in Größenordnungen, wie sie im Grundwasser anzutreffen sind, also z. B. bis zu einigen Gramm pro Liter enthalten. Beispiele von mit dem erfindungs gemäßen Verfahren zu behandelnden Wasser sind z. B. Grundwasser, Brunnenwasser, Quellwasser oder Uferfiltrate oder bereits ent sprechend vorgereinigte sonstige Abwässer z. B. industrielle Abwässer, beispielsweise aus Rauchgaswäschen, in welchen der Gehalt an Sauerstoff, Nitrit und/oder Nitrat vermindert werden kann. Weitere Beispiele für Wasser, die mit dem erfindungsge mäßen Verfahren zu behandeln sind, sind Getränke wie Mineral wässer, Limonaden und Fruchtsäfte sowie Wasser, die zur Her stellung von Getränken wie Mineralwässer, Limonaden, Frucht säfte oder Alkoholika, z. B. zur Bierherstellung, verwendet werden sollen.In particular, the inventive method for loading act of water, which is in its purity degree corresponds to water, which is a natural filter tion has gone through. Such water can be water soluble Substances, e.g. B. inorganic salts, in orders of magnitude, such as they can be found in the groundwater, e.g. B. up to some Contain grams per liter. Examples of the invention Processes to be treated according to water are e.g. B. groundwater, Well water, spring water or bank filtrates or already ent speaking pre-treated other wastewater z. B. industrial Waste water, for example from flue gas washes, in which the Content of oxygen, nitrite and / or nitrate can be reduced can. More examples of water with the erfindungsge be treated like mineral beverages water, lemonades and fruit juices as well as water used for provision of beverages such as mineral water, lemonades, fruit juices or alcoholic beverages, e.g. B. used for beer production should be.
Das Verfahren eignet sich beispielsweise zur Anwendung im Rahmen der Trinkwasseraufarbeitung sowie der Aufarbeitung von Wasser bzw. Brauchwasser für die Lebensmittel- oder Getränke- Industrie sowie für sonstige Zwecke, wo ein sauerstoff-, nitrit- und/oder nitratarmes oder -freies Wasser benötigt wird.The method is suitable, for example, for use in Within the framework of drinking water treatment and the treatment of Water or industrial water for food or beverage Industry as well as for other purposes where an oxygen, Nitrite and / or low or low nitrate water is required.
Will man Wasser erfindungsgemäß behandeln, welches nur Sauerstoff enthält, verwendet man ein Trägerkatalysator mit Palladium und/oder Rhodium sowie gegebenenfalls einem Kupfer metall als Metallkomponente. Als Metallkomponente werden Palladium und/oder Rhodium verwendet falls nur Nitrit (sowie gegebenenfalls Sauerstoff) aus dem Wasser zu entfernen ist. Falls das Wasser auch Nitrat enthält, wird vorzugsweise Palla dium in Kombination mit einem Metall der Kupfergruppe verwen det. Rhodium als Metallkomponente ist aber ebenfalls geeignet. Als Metalle der Kupfergruppe eignen sich insbesondere Kupfer und Silber, vorzugsweise Kupfer.If you want to treat water according to the invention, which only Contains oxygen, is used with a supported catalyst Palladium and / or rhodium and optionally a copper metal as a metal component. As a metal component Palladium and / or rhodium used if only nitrite (as well oxygen if necessary) is to be removed from the water. If the water also contains nitrate, Palla is preferred Use dium in combination with a metal from the copper group det. However, rhodium as a metal component is also suitable. Copper are particularly suitable as metals of the copper group and silver, preferably copper.
Der Anteil der Metallkomponente am Gesamtkatalysator kann zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 6 und insbesondere zwischen 0,5 und 4 Gew.-% betragen.The proportion of the metal component in the overall catalyst can between 0.1 and 10% by weight, preferably between 0.5 and 6 and in particular between 0.5 and 4 wt .-%.
Als günstig erweist sich ein Palladiumgehalt von 0,5 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Ge samtgewicht des Katalysators. Wird als Metallkomponente eine Kombination von Palladium mit Kupfer eingesetzt, beträgt das Gewichtsverhältnis von Palladium zu Kupfer vorzugsweise zwi schen 2 : 1 und 8 : 1, insbesondere zwischen 3 : 1 und 5 : 1. Ganz be sonders günstig ist ein Gewichtsverhältnis von 4 : 1. A palladium content of 0.5 to has proven to be favorable 5 wt .-%, in particular 0.5 to 3 wt .-%, based on the Ge total weight of the catalyst. Is a metal component Combination of palladium with copper is used Weight ratio of palladium to copper preferably between between 2: 1 and 8: 1, especially between 3: 1 and 5: 1 a weight ratio of 4: 1 is particularly favorable.
Zur Behandlung von nitratbelastetem oder nitrat- und nitritbelastetem Wasser kann vorteilhaft auch ein Katalysator system aus nur Palladium als Metallkomponente enthaltenden Katalysatorteilchen und Palladium und ein Metall der Kupfer gruppe, insbesondere Kupfer als Metallkomponente enthaltenden Trägerkatalysatorteilchen eingesetzt werden. Das Gewichtsver hältnis von Palladium-haltigen zu Palladium/Kupfer-haltigen Katalysatorteilchen kann je nach dem Nitrat- und Nitrit-Gehalt des Wassers und der Menge und Zusammensetzung der Metallkompo nenten der Katalysatoren variieren und kann zwischen 1 : 5 und 5 : 1, vorzugsweise zwischen 1 : 2 und 2 : 1 liegen. Die unterschied lichen Partikel liegen zweckmäßig getrennt voneinander vor. Man führt das zu behandelnde Wasser dann erst durch die Palladium/ Kupfergruppenmetall-haltigen Partikel und dann durch die nur Palladium enthaltenden Partikel, vorzugsweise jeweils in der Wirbelschicht.For the treatment of nitrate or nitrate and Nitrite-contaminated water can advantageously also be a catalyst system of only containing palladium as the metal component Catalyst particles and palladium and a metal of copper group, in particular containing copper as the metal component Supported catalyst particles are used. The weight ver Ratio of palladium-containing to palladium / copper-containing Catalyst particles can vary depending on the nitrate and nitrite content of water and the amount and composition of the metal compo nenten of the catalysts vary and can be between 1: 5 and 5: 1, preferably between 1: 2 and 2: 1. The difference Lichen particles are suitably separate. Man only then leads the water to be treated through the palladium / Particles containing copper group metal and then through the only Palladium-containing particles, preferably each in the Fluidized bed.
Die Diffusion in dem wäßrigen Medium soll ausreichend schnell vonstatten gehen. Dies ist eine wesentliche Vorausset zung zur Vermeidung von Ammoniumbildung. Diese Voraussetzung erfüllen die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Trä gerkatalysatoren die aus dem angegebenen Aluminiumoxidmodifi kationen "theta" und "kappa" bestehen und die angegebene Ver teilung der Porendurchmesser aufweisen. Besonders vorteilhaft sind Katalysatoren mit einem Träger, welcher eine monomodale Verteilung der Porendurchmesser mit einem Maximum im Bereich zwischen 800 Å und 1250 Å aufweist, insbesondere zwischen 800 Å und 1050 Å.The diffusion in the aqueous medium should be sufficient go quickly. This is an essential requirement to avoid ammonium formation. This requirement meet the requirements to be used in the process according to the invention Catalysts from the specified alumina modifi cations "theta" and "kappa" exist and the specified ver division of the pore diameter. Particularly advantageous are catalysts with a support, which is a monomodal Distribution of pore diameters with a maximum in the range has between 800 Å and 1250 Å, in particular between 800 Å and 1050 Å.
Die BET-Oberfläche der Träger mit der vorstehend beschrie benen Struktur liegt bevorzugt im Bereich von etwa 41 bis 50 m2/g. Das Porenvolumen liegt vorteilhaft zwischen 0,35 ml/g und 0,60 ml/g. Das Gewichtsverhältnis der Modifikationen "theta" und "kappa" liegt vorzugsweise zwischen 30 : 70 und 10 : 90. The BET surface area of the supports having the structure described above is preferably in the range from about 41 to 50 m 2 / g. The pore volume is advantageously between 0.35 ml / g and 0.60 ml / g. The weight ratio of the modifications "theta" and "kappa" is preferably between 30:70 and 10:90.
Man verwendet im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise kugelförmige Trägerkatalysatoren, da sie sich für ein Wirbel schichtverfahren besonders gut eignen. Andere Formen können aber ebenfalls verwendet werden, z. B. Trägerkatalysatoren in Form von Zylindern, Hohlzylindern, Hohlkugeln, Presslingen, Strangpreßlingen etc. Natürlich kann man auch Träger in Mono lithen-Form einsetzen. Für die besonders bevorzugte Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als Wirbelschicht-, Suspensions- oder Festbettreaktion werden kugelförmige Träger katalysatoren mit einer Teilchengröße von mindestens 0,1 mm, beispielsweise 0,1 mm bis 20 mm verwendet. Als besonders gut geeignet für die Durchführung als Wirbelschichtverfahren haben sich Katalysatorteilchen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,8 mm erwiesen.It is preferably used in the process according to the invention spherical supported catalysts as they are a vortex layering processes are particularly suitable. Other shapes can but can also be used, e.g. B. supported catalysts in Shape of cylinders, hollow cylinders, hollow spheres, compacts, Extrusions etc. Of course, you can also wear straps in mono use lithen form. For the particularly preferred version form of the process according to the invention as a fluidized bed, Suspension or fixed bed reactions become spherical supports catalysts with a particle size of at least 0.1 mm, for example 0.1 mm to 20 mm used. As particularly good suitable for implementation as a fluidized bed process catalyst particles with a diameter of 0.1 to 1 mm, preferably 0.3 to 0.8 mm.
Bei der erfindungsgemäßen Behandlung von Nitrit- und/oder Nitrat-haltigem Wasser wird eine der reduzierten Nitrit- bzw. Nitratmenge äquivalente Menge an Hydroxylionen frei. Dies führt zu einem von der Menge des zu reduzierenden Nitrits und Nitrats bzw. des zur Reduktion zur Verfügung stehenden Wasserstoffs ab hängigen Anstieg des pH-Wertes des behandelten Wassers. Zweck mäßig wird der pH-Wert des Wassers so reguliert, daß der reak tionsbedingte Anstieg nicht zu Werten über pH 8 führt. Die Ein stellung des pH-Wertes kann beispielsweise durch Zugabe einer wäßrigen Lösung einer Säure, vorzugsweise einer verdünnten an organischen Säure wie Salzsäure oder CO2 erfolgen.In the treatment of nitrite and / or nitrate-containing water according to the invention, an amount of hydroxyl ions equivalent to the reduced amount of nitrite or nitrate is released. This leads to an increase in the pH of the treated water depending on the amount of nitrite and nitrate to be reduced or the hydrogen available for the reduction. The pH of the water is appropriately regulated so that the reaction-related increase does not lead to values above pH 8. The pH can be adjusted, for example, by adding an aqueous solution of an acid, preferably a dilute organic acid, such as hydrochloric acid or CO 2 .
Das Einleiten des Wasserstoffgases in das Wasser und eine gegebenenfalls nötige pH-Regulierung können gewünschtenfalls erfolgen, während das Wasser mit dem Katalysator in Kontakt ist. Zweckmäßig wird jedoch das Wasserstoffgas in einem sepa raten Begasungsbehälter in das Wasser eingebracht, bevor dieses mit dem Katalysator kontaktiert wird. Gewünschtenfalls kann man dabei den pH-Wert des zu behandelnden Wassers so einregulieren, daß der nachfolgende pH-Anstieg im gewünschten Bereich bleibt. Introducing the hydrogen gas into the water and one if necessary, pH regulation may be required take place while the water is in contact with the catalyst is. However, the hydrogen gas is expedient in a sepa advise fumigation containers placed in the water before this is contacted with the catalyst. If you want, you can regulate the pH of the water to be treated that the subsequent pH increase remains in the desired range.
Der pH-Wert des zu behandelnden Wassers sollte in einem Bereich von etwa 2 bis 8, insbesondere 4 bis 8 liegen.The pH of the water to be treated should be in a range from about 2 to 8, in particular 4 to 8.
Üblicherweise enthält Wasser, dessen Nitrit- und/oder Nitrat-Gehalt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren reduziert werden soll, auch Sauerstoff gelöst. Zur vollständigen Entfer nung des Nitrit- und/oder Nitrat-Gehaltes des Wassers wird da her insgesamt eine solche Menge Wasserstoffgas benötigt, welche mindestens der zu Reduktion des Sauerstoffgehaltes und des Nitrit- und/oder Nitrat-Gehaltes des Wassers stöchiometrisch notwendigen Menge entspricht. So sind zur Reduktion von 100 mg Nitrat theoretisch etwa 9 mg Wasserstoff erforderlich, zur Ent fernung von 8 mg Sauerstoff etwa 1 mg Wasserstoff. Sofern das zu behandelnde Wasser nur geringere Mengen an Nitrit und/oder Nitrat enthält, erweist es sich als zweckmäßig, eine solche Menge Wasserstoff einzuleiten, welche mindestens der stöchio metrisch berechneten Menge und höchstens einem 20%igen Über schuß dieser berechneten Menge entspricht.Usually contains water, its nitrite and / or Nitrate content reduced with the inventive method oxygen is also to be dissolved. For complete removal The nitrite and / or nitrate content of the water is there a total of such a quantity of hydrogen gas is required at least that to reduce the oxygen content and Nitrite and / or nitrate content of the water stoichiometric necessary amount corresponds. So are for the reduction of 100 mg Nitrate theoretically requires about 9 mg of hydrogen to ent Removal of 8 mg oxygen about 1 mg hydrogen. If that water to be treated only small amounts of nitrite and / or Contains nitrate, it proves to be appropriate, such Initiate amount of hydrogen, which at least the stoichio metrically calculated amount and at most a 20% over shot corresponds to this calculated amount.
Die Begasung des Wassers mit Wasserstoff erfolgt vorzugs weise nach der Art der Permeationsbegasung. Hierbei erfolgt der Gaseintrag in das Wasser über eine feste Membran, beispiels weise eine Silikonkautschukmembran. Besonders gut geeignet sind Membranen mit Integral-Asymmetrischem Aufbau und insbesondere Kompositmembranen. Diese Membranen umfassen eine poröse, was serbeständige Trägerstruktur und mindestens eine Schicht aus wasserbeständigem, porenfreiem Polymer, an der die zu begasende Flüssigkeit vorbeigeführt wird. Diese porenfreie Schicht, z. B. aus Silikonpolymer, ist sehr dünn, sie weist beispielsweise eine Dicke von 0,5 bis 10 Mikrometer auf. Solche Membranen wer den in der EP-A 2 91 679 (US-A 49 33 085) beschrieben.The gassing of the water with hydrogen is preferred depending on the type of gas permeation. Here is the Gas entry into the water through a solid membrane, for example wise a silicone rubber membrane. Are particularly well suited Membranes with an integral-asymmetrical structure and in particular Composite membranes. These membranes comprise a porous thing ser resistant carrier structure and at least one layer water-resistant, non-porous polymer on which the gas to be fumigated Liquid is passed. This non-porous layer, e.g. B. made of silicone polymer, is very thin, for example a thickness of 0.5 to 10 microns. Such membranes who those described in EP-A 2 91 679 (US-A 49 33 085).
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Normaldruck oder geringem Überdruck, z. B. bis zu 10 Atmosphären oder mehr arbei ten. Die Löslichkeit des Wasserstoffgases in dem Wasser liegt bei Normaldruck und Temperaturen zwischen 10 und 25°C unter 2 mg/l und wird bei Verdopplung des Druckes auch jeweils ver doppelt. Wo zur Reduktion höherer Nitrit- und/oder Nitrat mengen entsprechend größere Mengen Wasserstoff benötigt wer den, empfiehlt es sich daher, die Begasung unter Druck vorzu nehmen. Bei der Behandlung von Wasser, das nur Sauerstoff ent hält, ist das Arbeiten bei Umgebungsdruck sehr gut möglich.The inventive method can at normal pressure or slight overpressure, e.g. B. up to 10 atmospheres or more The solubility of the hydrogen gas in the water is at normal pressure and temperatures between 10 and 25 ° C below 2 mg / l and is also ver when the pressure is doubled double. Where to reduce higher nitrite and / or nitrate correspondingly larger quantities of hydrogen are required , it is therefore recommended to fumigate under pressure to take. When treating water that contains only oxygen holds, working at ambient pressure is very possible.
Die Kontaktzeit zwischen Katalysator und dem zu behandeln den Wasser sollte zweckmäßigerweise nicht wesentlich über die benötigte Zeitdauer hinausgehen, die für die Überführung von Nitrit und/oder Nitrat zu Stickstoff notwendig ist. Längere Kontaktzeiten können möglicherweise die Reduktion des gebilde ten Stickstoffes über die Nullstufe hinaus zu Ammonium begün stigen. Gegebenenfalls kann man einige Handversuche durchfüh ren.The contact time between the catalyst and the handle the water should expediently not significantly above that the time required for the transfer of Nitrite and / or nitrate to nitrogen is necessary. Longer Contact times can potentially reduce the formation Nitrogen beyond the zero level to ammonium increase. If necessary, you can carry out a few manual tests ren.
Bevorzugt betreibt man das erfindungsgemäße Verfahren als Wirbelbett, Suspensions- oder Fließbett. Diese Ausführungsform ist deshalb bevorzugt, da überraschenderweise eine Verkeimung der Katalysatorpartikel mit möglicher Verringerung der kataly tischen Aktivität nicht erfolgt. Es ist deshalb nicht notwen dig, wenn es natürlich auch möglich ist, eine Entkeimung bei spielsweise durch UV-Licht oder andere Maßnahmen vorzunehmen.The process according to the invention is preferably operated as Fluid bed, suspension or fluid bed. This embodiment is therefore preferred because, surprisingly, germs the catalyst particles with possible reduction in the cataly activity. It is therefore not necessary dig, if it is of course also possible to disinfect for example by UV light or other measures.
Bei hohem Gehalt an Sauerstoff, Nitrit bzw. Nitrat kann man das erfindungsgemäße Verfahren notfalls mehrfach hinter einander durchführen, bis eine ausreichende Verminderung z. B. auch für Trinkwasser tolerierbare Werte oder eine vollständige Entfernung erreicht ist. Dabei kann man einen Teil des bereits behandelten Wassers in den Reaktor rückführen oder man sieht mehrere Reaktionseinheiten mit Begasungsbehälter und Reaktor vor. Über die eingesetzte Wasserstoffmenge bzw. mehrfache Be handlung des Wassers kann man jede beliebige Restkonzentration des ursprünglichen Gehaltes an Sauerstoff bzw. Nitrit oder Nitrat im behandelten Wasser einstellen. With a high content of oxygen, nitrite or nitrate can if necessary, the method according to the invention is repeated several times perform each other until a sufficient reduction z. B. also tolerable values for drinking water or a complete Distance is reached. You can do part of the already Return treated water to the reactor or you can see several reaction units with gassing tank and reactor in front. About the amount of hydrogen used or multiple Be The water can be treated with any residual concentration the original content of oxygen or nitrite or Adjust nitrate in the treated water.
Die Temperatur bei der Behandlung kann zwischen 5°C und 95°C, vorzugsweise 10°C und 25°C betragen.The temperature during the treatment can be between 5 ° C and 95 ° C, preferably 10 ° C and 25 ° C.
Die Nitrit- und/oder Nitratabbauleistung kann je nach der Nitrit- und/oder Nitratanfangskonzentration, dem pH-Wert der Wasserstoffgaskonzentration bzw. -begasungsrate und der Tempe ratur variieren. Mit einem Palladium-Katalysator mit 2 Gew.-% Palladium und einem Maximum des Porendurchmessers bei 850 Å können beispielsweise Nitritabbauleistungen von über 20 mg Nitrit pro Stunde und Gramm Katalysator erzielt werden. Mit einem mit Palladium und Kupfer dotierten Katalysator mit 2 Gew.-% Palladium und 0,5 Gew.-% Kupfer auf Aluminiumoxid mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 850 Å können beispiels weise Nitratabbauleistungen von 15 mg und mehr Nitrat pro Stunde und Gramm Katalysator erzielt werden.The nitrite and / or nitrate degradation performance may vary depending on the Nitrite and / or initial nitrate concentration, the pH of the Hydrogen gas concentration or gassing rate and the tempe vary. With a palladium catalyst with 2% by weight Palladium and a maximum of the pore diameter at 850 Å can, for example, nitrite mining performances of over 20 mg Nitrite per hour and gram of catalyst can be achieved. With a catalyst doped with palladium and copper 2% by weight of palladium and 0.5% by weight of copper on aluminum oxide a maximum of the pore diameter at 850 Å can, for example Wise nitrate breakdown of 15 mg and more nitrate per Hour and grams of catalyst can be achieved.
Im folgenden wird die Herstellung des einzusetzenden neu artigen Trägerkatalysators beschrieben. Die Herstellung des Trägerkatalysators ist dadurch gekennzeichnet, daß man amorphes Aluminiumoxid (Modifikation "chi") mit Aluminiumoxidhydrat mit Ausnahme von beta-Aluminiummonohydrat im Gewichtsverhältnis 33,69 : 20,5 bis 44,21 : 7,17, gewünschtenfalls unter Wasserzusatz, miteinander vermischt, in die gewünschte Form bringt, 4,5 bis 6,5 Stunden lang bei einer Temperatur von 1045 bis 1055°C kal ziniert, mit der Metallkomponente imprägniert und kalziniert.In the following, the manufacture of the one to be used is new like supported catalyst described. The production of the Supported catalyst is characterized in that amorphous Alumina (modification "chi") with alumina hydrate with Exception of beta aluminum monohydrate in weight ratio 33.69: 20.5 to 44.21: 7.17, if necessary with the addition of water, mixed together, brings into the desired shape, 4.5 to For 6.5 hours at a temperature of 1045 to 1055 ° C cal coated, impregnated with the metal component and calcined.
Es gilt, daß das Maximum der Porendurchmesser und der durchschnittliche Porendurchmesser zu höheren Werten verscho ben werden, je höher die Kalzinierungstemperatur ist und je länger die Kalzinierung andauert. Die BET-Oberfläche sinkt, je höher die Kalzinierungstemperatur und je länger die Kalzinie rung andauert.It applies that the maximum of the pore diameter and the average pore diameter shifted to higher values be, the higher the calcination temperature and calcination takes longer. The BET surface area decreases the higher the calcining temperature and the longer the calcining tion continues.
Das als Ausgangsmaterial verwendete amorphe Aluminiumoxid liegt zweckmäßig in feinverteilter Form vor, z. B. in Form von Partikeln mit einem Durchmesser unterhalb von 1 Mikrometer. Es kann, wie in der EP-A-01 76 476 beschrieben, durch Flash-Trock nung von feinkörnigen Aluminiumhydroxid hergestellt werden. Sein Wassergehalt liegt zwischen 3 und 8 Gew.-%. Als besonders gut verwendbar hat sich amorphes Aluminiumoxid mit der Bezeich nung HLS® der Firma Martinswerk GmbH, Bergheim, herausgestellt. Dies ist ein rehydratisierbares amorphes Aluminiumoxid mit einem Aluminiumoxidgehalt von 96%. Der Gehalt an Natriumoxid liegt zwischen 0,2 und 0,35%, der Wassergehalt bei ca. 4%. Es ist sehr feinteilig, 99% der Partikel weisen einen Durchmesser von kleiner als 1 Mikrometer auf. Die spezifische Oberfläche beträgt etwa 200 m2/g.The amorphous aluminum oxide used as the starting material is advantageously in finely divided form, for. B. in the form of particles with a diameter below 1 micrometer. It can, as described in EP-A-01 76 476, be produced by flash drying of fine-grained aluminum hydroxide. Its water content is between 3 and 8% by weight. Amorphous aluminum oxide with the designation HLS® from Martinswerk GmbH, Bergheim, has proven to be particularly useful. This is a rehydratable amorphous alumina with an alumina content of 96%. The sodium oxide content is between 0.2 and 0.35%, the water content is approx. 4%. It is very finely divided, 99% of the particles have a diameter of less than 1 micrometer. The specific surface is about 200 m 2 / g.
Das andere Aluminiumoxid-Ausgangsmaterial, vorzugsweise alpha-Aluminiumoxid-Monohydrat (Böhmit, Pseudoböhmit) liegt zweckmäßig in Form von Partikeln mit einem Durchmesser unter halb von 100 Mikrometern vor. Als besonders gut geeignet erwie sen sich die Handelsprodukte PURAL NF® und PURAL SB® der Firma Condea Chemie, Brunsbüttel sowie das Handelsprodukt CATAPAL B® der Firma Vista Chemical Company. PURAL NF® ist ein Böhmit (alpha-Aluminium-Monohydrat) mit 70% Aluminiumoxid, maximal 0,005% Natriumoxid. Die spezifische Oberfläche nach dreistün diger Aktivierung bei 550°C beträgt mindestens 160 m2/g. Mindestens 99% der Partikel weisen einen Durchmesser von kleiner als 100 Mikrometer auf. Das Handelsprodukt PURAL SB® besteht typischerweise zu 75% aus Aluminiumoxid, und der Natriumoxid-Gehalt beträgt typischerweise maximal 0,002%. PURAL SB® ist ebenfalls ein Böhmit, seine Oberfläche nach drei stündiger Aktivierung bei 550°C beträgt typischerweise 250 m2/g. Mindestens 90% der Partikel weisen eine Partikel größe von kleiner 90 Mikrometer auf. Das Handelsprodukt CATAPAL B® besteht aus kleinen Böhmit-Kristalliten, die oft auch als Pseudoböhmit bezeichnet werden. Es besteht typischer weise zu 70,7% aus Aluminiumoxid, der Natriumoxid-Gehalt be trägt typischerweise 273 m2/g. CATAPAL B® ist besonders gut ge eignet zur Herstellung von Katalysator-Trägern mit bimodaler Porenstruktur.The other aluminum oxide starting material, preferably alpha-aluminum oxide monohydrate (boehmite, pseudoboehmite) is expediently in the form of particles with a diameter of less than half of 100 micrometers. The commercial products PURAL NF® and PURAL SB® from Condea Chemie, Brunsbüttel and the commercial product CATAPAL B® from Vista Chemical Company have proven to be particularly suitable. PURAL NF® is a boehmite (alpha aluminum monohydrate) with 70% aluminum oxide, maximum 0.005% sodium oxide. The specific surface after activation for three hours at 550 ° C is at least 160 m 2 / g. At least 99% of the particles have a diameter of less than 100 microns. The commercial product PURAL SB® typically consists of 75% aluminum oxide, and the sodium oxide content is typically a maximum of 0.002%. PURAL SB® is also a boehmite, its surface after three hours of activation at 550 ° C is typically 250 m 2 / g. At least 90% of the particles have a particle size of less than 90 microns. The commercial product CATAPAL B® consists of small boehmite crystallites, which are often referred to as pseudoboehmites. It typically consists of 70.7% aluminum oxide, the sodium oxide content is typically 273 m 2 / g. CATAPAL B® is particularly well suited for the production of catalyst supports with a bimodal pore structure.
Gemäß einer bevorzugten Variante des Trägers liegen die Modifikationen "theta" und "kappa" im Gewichtsverhältnis 25 : 75 bis 15 : 85, insbesondere 30 : 70 bis 10 : 90 vor. Zur Herstellung eines solchen Trägers vermischt man amorphes Aluminiumoxid und Aluminiumoxid-Hydrat im Gewichtsverhältnis von 37,90 : 50,17 bis 42,11 : 9,83.According to a preferred variant of the carrier, the Modifications "theta" and "kappa" in a weight ratio of 25:75 to 15:85, in particular 30: 70 to 10: 90. For the production Such a carrier is mixed with amorphous aluminum oxide and Alumina hydrate in a weight ratio of 37.90: 50.17 to 42.11: 9.83.
Was die Form des Katalysator-Trägers angeht, so kann man das Ausgangsmaterial in jede Form bringen, in die man kera misches Trägermaterial üblicherweise bringt. So kann man es zu einem monolithischen Träger formen. Man kann es auch in Schütt gut-Formen bringen, beispielsweise in Zylinder-, Strangpreß ling-, Würfel-, Halbkugel-, Hohlkugelform und andere. Bevorzugt bringt man es in Kugelform. Dies geschieht zweckmäßig nach der Methode der "Aufbaugranulation". Diese Methode wird in der Ver öffentlichung von W. Peach in "Aufbereitungs-Technik" 4 (1966), Seiten 177 bis 191 sowie in der EP-A-01 76 476 (US-A 46 37 908) beschrieben.As far as the shape of the catalyst carrier is concerned, one can bring the starting material into any form in which one kera mixed carrier material usually brings. So you can too form a monolithic support. You can also put it in bulk Bring good shapes, for example in cylinder, extrusion Ling, cube, hemisphere, hollow sphere shape and others. Prefers you bring it in spherical shape. This is conveniently done after Method of "build-up granulation". This method is used in Ver publication by W. Peach in "Processing Technology" 4 (1966), Pages 177 to 191 and in EP-A-01 76 476 (US-A 46 37 908) described.
Man erzeugt zunächst eine Mischung aus amorphen Aluminium oxid und Aluminiumoxid-Hydrat, vorzugsweise alpha-Aluminium oxid-Monohydrat, und unterwirft die Mischung unter Wasserzusatz auf einem Drehteller einer Aufbaugranulation. Es ist vorteil haft, Unterkorn und zerkleinertes Überkorn aus einer früheren Aufbaugranulation als Keimbildner zuzusetzen. Das durch Aufbau granulation erzeugte kugelförmige Aluminiumoxid wird dann zweckmäßig durch Stehenlassen gealtert und die gewünschte Frak tion abgesiebt. Das Unterkorn und, nach entsprechendem Zerklei nern, auch das Überkorn können wie gesagt als Keimbildner in die Granulation rückgeführt werden. Das durch Aufbaugranulation gewonnene Gut wird dann getrocknet und wie oben beschrieben kalziniert und in das Katalysator-Trägermaterial überführt. First a mixture of amorphous aluminum is created oxide and aluminum oxide hydrate, preferably alpha aluminum oxide monohydrate, and subject the mixture to water on a turntable of a build-up granulation. It is an advantage sticky, undersize and crushed oversize from a previous one Add granulation as a nucleating agent. That through construction Spherical alumina is then produced expediently aged by standing and the desired frak sifted tion. The undersize and, after appropriate chopping The oversized grain can also be used as a nucleating agent in the granulation can be recycled. This is due to the build-up granulation material obtained is then dried and as described above calcined and transferred into the catalyst support material.
Die für die Einstellung der gewünschten Eigenschaften wichtigen Parameter Kalzinationszeit und Kalzinationstempera tur können in Abhängigkeit vom jeweils verwendeten Ausgangs material geringfügig schwanken. Gewünschtenfalls kann man die idealen Verfahrensparameter durch einige Vorversuche ermitteln. Beispielsweise erhöht man die Temperatur und vergrößert den Anteil an "theta" und "kappa"-Modifikation auf Kosten etwaiger Anteile an "delta"- oder "gamma"-Modifikationen. Ist der Anteil an "alpha"-Modifikation zu groß, so senkt man die Kalzinie rungstemperatur. Um das bzw. die Porenmaxima bzw. den mittleren Porendurchmesser zu höheren Werten zu verschieben, kann man die Kalzinationstemperatur erhöhen bzw. die Kalzinationsdauer ver längern. Im entgegengesetzten Fall verringert man die Kalzina tionstemperatur bzw. verkürzt die Kalzinationsdauer. Den je weiligen Anteil der Modifikationen kann man röntgenspektro skopisch bestimmen, die spezifische Oberfläche, das Porenvolu men und die Porenverteilung bestimmt man durch Quecksilber- Porosimetrie. Die Maxima der Porendurchmesser und der mittlere Porendurchmesser lassen sich daraus ermitteln.The for setting the desired properties important parameters calcination time and calcination temperature ture depending on the output used material fluctuate slightly. If you want you can Determine the ideal process parameters through a few preliminary tests. For example, you increase the temperature and increase it Share in "theta" and "kappa" modification at the expense of any Shares in "delta" or "gamma" modifications. Is the share too large an "alpha" modification, so you lower the calcine temperature. To the pore maxima or the middle You can move the pore diameter to higher values Increase the calcination temperature or ver prolong. In the opposite case, the calcina is reduced tion temperature or shortens the calcination time. Ever because of the part of the modifications one can X-ray spectro determine the specific surface, the pore volume and the pore distribution are determined by mercury Porosimetry. The maxima of the pore diameter and the mean Pore diameters can be determined from this.
Gewünschtenfalls kann man das Aluminiumoxid vor dem Kalzi nieren vortempern, z. B. bis zu mehreren Stunden lang. So kann man 2 bis 6 Stunden lang bei Temperaturen zwischen 550 und 650°C vortempern.If desired, you can put the alumina in front of the calci pre-temper kidneys, e.g. B. up to several hours. So can one for 2 to 6 hours at temperatures between 550 and Pre-heat 650 ° C.
Ein Vorteil des Aufbaugranulations-Verfahrens ist, daß man das Aluminiumoxid zu Partikeln mit sehr variablem Durchmesser rollen kann. So kann der Durchmesser z. B. von 0,1 bis 20 mm be tragen. Bevorzugt rollt man zu kugelförmigen Partikeln mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1,0 mm, insbesondere 0,3 bis 0,8 mm. Das Kornspektrum weist bei der Methode eine sehr ge ringe Streubreite auf, die größten und die kleinsten Partikel variieren im Durchmesser um nicht mehr als 0,2 mm. Natürlich kann man die Partikel im Laufe des Herstellverfahrens noch in spezielle Fraktionen aufteilen, z. B. durch Sieben. An advantage of the build-up granulation process is that the aluminum oxide into particles with a very variable diameter can roll. So the diameter z. B. from 0.1 to 20 mm wear. Rolling to spherical particles is preferred a diameter of 0.1 to 1.0 mm, in particular 0.3 to 0.8 mm. The grain spectrum shows a very ge with the method ring spread, the largest and the smallest particles vary in diameter by no more than 0.2 mm. Naturally you can still in the particles in the course of the manufacturing process divide special fractions, e.g. B. by sieving.
Die Überführung der kalzinierten Träger in die Träger katalysatoren kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Bei spielsweise kann man Salze oder komplexe Verbindungen des Palladiums, Rhodiums bzw. des Elementes der Kupfergruppe im Tränkverfahren, Sprühverfahren oder Fällungsverfahren auf das Trägermaterial aufbringen und nach Trocknung und anschließender Kalzinierung gewünschtenfalls reduzieren. Das Trägermaterial kann beispielsweise mit einer Lösung oder Suspension von Metallsalzen oder komplexen Metallverbindungen in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem niederen Alkohol wie Äthanol, oder Keton, oder deren Gemischen getränkt oder besprüht und getrocknet werden. Nach dem Trocknen können sie gewünschtenfalls auch bei Temperaturen bis zu 600°C, bei spielsweise zwischen 300 und 600°C kalziniert werden. Ge wünschtenfalls kann sich noch eine Reduktion mit einem metall freien Reduktionsmittel, vorzugsweise Wasserstoff oder gege benenfalls auch einem anderen Reduktionsmittel wie NaBH4, LiAlH4, Hydrazin, Formaldehyd, Kohlenmonoxid oder Methan unter thermischer Behandlung bei Temperaturen im Bereich bis zu 550°C, beispielsweise zwischen ca. 100 und 550°C, anschlie ßen.The calcined supports can be converted into the supported catalysts in a manner known per se. For example, salts or complex compounds of palladium, rhodium or the element of the copper group can be applied to the support material in the impregnation process, spraying process or precipitation process and, if desired, reduced after drying and subsequent calcination. The carrier material can, for example, be soaked or sprayed and dried with a solution or suspension of metal salts or complex metal compounds in water or an organic solvent, for example a lower alcohol such as ethanol or ketone, or mixtures thereof. After drying, they can, if desired, also be calcined at temperatures up to 600 ° C, for example between 300 and 600 ° C. If desired, a reduction with a metal-free reducing agent, preferably hydrogen or, if appropriate, also another reducing agent such as NaBH 4 , LiAlH 4 , hydrazine, formaldehyde, carbon monoxide or methane under thermal treatment at temperatures in the range up to 550 ° C., for example between approx. 100 and 550 ° C, then connect.
Der im Verfahren anzuwendende Trägerkatalysator ist so stabil, daß das Verfahren z. B. zur Sauerstoffentfernung auch bei extremen Bedingungen, z. B. Temperaturen von bis zu 120°C und mehr und einem Druck von bis zu 40 Bar und mehr, durchge führt werden kann.The supported catalyst to be used in the process is so stable that the method z. B. for oxygen removal too in extreme conditions, e.g. B. Temperatures up to 120 ° C and more and a pressure of up to 40 bar and more can be led.
Ein kontinuierlich durchführbares Festbettverfahren und eine dafür verwendbare Anlage werden in der EP-A-03 59 074 beschrieben. Das Wasser wird zunächst in einen Dosierbehälter geleitet, in welchem der pH-Wert gemessen werden kann, dann durch eine Entkeimungsvorrichtung, schließlich über eine Pumpe durch eine oder mehrere Reaktionseinheiten aus Wasserstoff- Begasungsbehälter und Festbettreaktor. Die Anlage kann noch weitere Meßeinrichtungen umfassen, beispielsweise Durchflußmeß geräte, Druckmeßgeräte, pH-Meßgeräte, Temperaturmeßgeräte. Das behandelte Wasser kann dann noch pH-Werteinstellung unterworfen werden.A continuously feasible fixed bed process and a system that can be used for this purpose is described in EP-A-03 59 074 described. The water is first placed in a dosing tank passed in which the pH can be measured, then through a disinfection device, finally via a pump by one or more reaction units made of hydrogen Fumigation container and fixed bed reactor. The system can still include further measuring devices, for example flow measurement devices, pressure measuring devices, pH measuring devices, temperature measuring devices. The treated water can then be subjected to pH adjustment will.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Wirbelschicht oder Suspensionsschicht ist die im folgenden beschriebene Anlage besonders gut geeignet. Sie umfaßt eine Druckerhöhungseinrichtung mit Flüssigkeitseinlaß und Flüssig keitsauslaß, in der das unbehandelte Wasser mit Druck beauf schlagt werden kann. Die Druckerhöhungseinrichtung ist mit einer Wasserstoff-Eintragseinrichtung verbunden, die einen Wasserstoff-Einlaß aufweist. Mit der Wasserstoff-Eintragsein richtung ist ein Wirbelschicht-, Suspensionsbett- oder Fließ bettreaktor verbunden, der den obenbeschriebenen speziellen Aluminiumoxid-Trägerkatalysator aufweist. Dieser Reaktor weist ebenfalls einen Flüssigkeitseinlaß und Flüssigkeitsauslaß für das Wasser auf. Die vorstehend beschriebenen Anlagenteile sind durch Rohrleitungen zum Transport des Wassers verbunden. Vor zugsweise weist die Anlage 2 Filtereinrichtungen auf, die vor der Druckerhöhungseinrichtung bzw. nach dem Reaktor angeordnet sind. Die Anlage kann noch einen Dosierbehälter pH-Meß- und Regeleinrichtung aufweisen, der vor und/oder hinter Drucker höhungseinrichtung angeordnet ist. Gewünschtenfalls können in den Rohrleitungen bzw. den Anlagenteilen noch Meßstellen zur Bestimmung analytischer Daten des Wasser angebracht sein, bei spielsweise Druckmeßeinrichtungen, Duchflußmeßeinrichtungen und/oder Temperaturmeßeinrichtungen.For carrying out the method according to the invention in the fluidized bed or suspension layer is as follows described system particularly well suited. It includes one Pressure booster with liquid inlet and liquid outlet in which the untreated water is pressurized can be hit. The pressure booster is with connected to a hydrogen entry device, the one Has hydrogen inlet. Be with the hydrogen entry direction is a fluidized bed, suspension bed or flow bed reactor connected to the special described above Has supported alumina catalyst. This reactor points also a liquid inlet and liquid outlet for the water on. The system components described above are connected by pipelines to transport the water. Before preferably, the system has 2 filter devices that before the pressure increasing device or after the reactor are. The system can also have a pH measuring and dosing container Have control device, the front and / or behind the printer elevation device is arranged. If desired, in the pipelines or the system parts still measuring points Determination of analytical data of the water should be appropriate for example, pressure measuring devices, flow measuring devices and / or temperature measuring devices.
Eine Entkeimungsvorrichtung kann vorgesehen sein. Bevor zugt weist die Anlage keine Entkeimungsvorrichtung auf.A disinfection device can be provided. Before the plant has no disinfection device.
Die Begasungseinheit weist vorzugsweise eine Permeations membran zum Wasserstoffeintrag auf, z. B. ein Silikonschlauch. Sehr gut geeignet sind auch Permeationsmembranen, die eine aus porösem, wasserbeständigem Polymer gebildete Trägerstruktur um fassen und mindestens eine Schicht aus wasserbeständigem, porenfreien Polymer, wobei das zu behandelnde Wasser auf der Seite der Schicht aus wasserbeständigem, porenfreien Polymer mit der Membran in Kontakt steht. Sehr gut geeignet sind bei spielsweise integralasymmetrische Membranen, z. B. aus Poly ethamid. Ganz besonders gut geeignet sind Membranen, die zu sätzlich mit wasserbeständigem, hydrophobem, porenfreiem Poly mer, vorzugsweise Silikonpolymer, beschichtet sind. Solche Mem branen sind als Komposit-Membranen bekannt. Die Begasungsein heit kann beispielsweise als Hohlfadenmodul ausgebildet sein. Ein solches Hohlfadenmodul weist eine Vielzahl, beispielsweise dutzende oder hunderte Hohlfäden auf. Beispielsweise können 100 bis 500 Hohlfäden in Form von Komposit-Membranen in einem Hohl fadenmodul zusammengefaßt sein. Die Hohlfäden sind über einen Verteiler mit einer Zuleitung für das zu behandelnde Wasser und über einen Sammler mit einer Ableitung für das begaste Wasser verbunden. Das Wasser wird durch die Hohlfäden hindurchgeführt. Das druckdicht verschließbare Modul weist noch eine Zuleitung für das Wasserstoffgas auf, das in den die Hohlfäden umgebenden Raum gepreßt wird und dann durch die Wand der Hohlfäden in das zu begasende Wasser diffundiert und dort blasenfrei eingetragen wird.The gassing unit preferably has a permeation membrane for hydrogen entry, e.g. B. a silicone hose. Permeation membranes are also very suitable porous, water-resistant polymer formed support structure grasp and at least one layer of water-resistant, pore-free polymer, the water to be treated on the Side of the layer made of water-resistant, non-porous polymer is in contact with the membrane. Are very suitable for for example integral asymmetric membranes, e.g. B. made of poly ethamide. Membranes that are particularly suitable additionally with water-resistant, hydrophobic, non-porous poly mer, preferably silicone polymer, are coated. Such mem Branches are known as composite membranes. The fumigation Unit can be designed, for example, as a hollow fiber module. Such a hollow fiber module has a large number, for example dozens or hundreds of hollow threads. For example, 100 up to 500 hollow threads in the form of composite membranes in one hollow thread module can be summarized. The hollow threads are over one Distributor with a supply line for the water to be treated and via a collector with a discharge for the fumigated water connected. The water is passed through the hollow threads. The pressure-tight lockable module also has a supply line for the hydrogen gas in the surrounding the hollow filaments Space is pressed and then through the wall of the hollow fibers in the Water to be fumigated diffuses and entered there without bubbles becomes.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist einige überraschende Vorteile auf. Aufgrund der hohen Selektivität der einzusetzen den Trägerkatalysatoren entstehen keine die Umwelt belastenden Nebenprodukte, aufgrund der hohen mechanischen Stabilität und Abriebfestigkeit dieser Katalysatoren kann das erfindungsge mäße Verfahren über lange Zeit ohne Einbuße an Katalysatorak tivität und ohne die Notwendigkeit eines Austausches des Kata lysators beschrieben werden. Besonders vorteilhaft sowohl in wirtschaftlicher als auch hygienischer Hinsicht ist die Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Anwendung eines kugelförmigen Trägerkatalysators in der Wirbelschicht. Es ist völlig überraschend, daß eine Verkeimung des Katalysators, die seine katalytische Aktivität beeinträchtigen könnte und auch in hygienischer Hinsicht nicht wünschenswert ist, auch ohne zu sätzliche Entkeimung wirksam unterdrückt wird. The method according to the invention has some surprising ones Advantages on. Due to the high selectivity of the use the supported catalysts do not cause any pollution By-products, due to the high mechanical stability and Abrasion resistance of these catalysts can the fiction moderate process over a long period of time without loss of catalyst activity and without the need to exchange kata lysators are described. Particularly advantageous both in The through is economical as well as hygienic implementation of the method according to the invention when using a spherical supported catalyst in the fluidized bed. It is completely surprising that bacterial contamination of the catalyst could affect its catalytic activity and also in Hygienic is not desirable, even without additional disinfection is effectively suppressed.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne jedoch ihren Umfang zu beschränken.The following examples are intended to further illustrate the invention explain, but without restricting its scope.
Allgemeines:
Die Katalysator-Träger, deren Herstellung in den folgenden Bei
spielen beschrieben wird, wurden einem Test unterworfen, wel
chem die relative Abriebfestigkeit verschiedener Träger mit
einander verglichen werden konnte. Diese Bestimmung der relati
ven Abriebfestigkeit wurde folgendermaßen durchgeführt: Jeweils
1,0 g des zu untersuchenden Materials wurden in ein
10 ml-Schnappdeckelglas (45 × 22 mm) eingewogen und zweimal mit
5 ml vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) gespült, um etwaig an
haftenden Staub zu entfernen. Das oberflächlich anhaftende Was
ser wurde dabei mit einer Kapillare abgesaugt, so daß ledig
lich das in den Poren befindliche Wasser im Material verblieb.
Es wurden dann erneut 5 ml VE-Wasser zugegeben und das ver
schlossene Glas 1 Minute auf einem Reagenzglasschüttler (Firma
Heidolf, Reax 1R) bei 2400 Umdrehungen pro Minute geschüttelt.
2 ml der überstehenden Lösung wurden dann sofort in eine
10 mm-Küvette überführt und der Extinktionswert E mehrfach nach
wiederholtem Aufschütteln bei λ = 500 µm gemessen (Spektral
photometer CADAS 100, Firma Dr. Lange). Bei E-Werten, die grö
ßer als 1 sind, muß die Probe entsprechend verdünnt werden, wo
bei die Linearität der Meßwerte gegeben ist.General:
The catalyst supports, the production of which is described in the following examples, were subjected to a test which compared the relative abrasion resistance of different supports. This determination of the relative abrasion resistance was carried out as follows: 1.0 g in each case of the material to be examined was weighed into a 10 ml snap-lid glass (45 × 22 mm) and rinsed twice with 5 ml of deionized water (demineralized water) to remove any remove sticking dust. The superficially adhering water was sucked off with a capillary so that only the water in the pores remained in the material. 5 ml of demineralized water were then added again and the sealed glass was shaken for 1 minute on a test tube shaker (Heidolf, Reax 1R) at 2400 revolutions per minute. 2 ml of the supernatant solution were then immediately transferred into a 10 mm cuvette and the extinction value E was measured several times after repeated shaking at λ = 500 μm (spectral photometer CADAS 100, company Dr. Lange). With E values that are greater than 1, the sample must be diluted accordingly, where the linearity of the measured values is given.
Mechanisch stabile und damit abriebfeste Träger bzw. Katalysa toren zeigen unter diesen Versuchsbedingungen E-Werte im Be reich von 0,1 bis 0,7.Mechanically stable and therefore abrasion-resistant carrier or catalytic converter gates show E values in the loading under these test conditions range from 0.1 to 0.7.
Herstellung von Aluminiumoxid-Trägern mit monomodaler Porenver teilung, Maximum des Porendurchmessers bei 850 Å.Manufacture of aluminum oxide supports with monomodal pore ver division, maximum pore diameter at 850 Å.
Angewendet wurde die Methode der Aufbaugranulation. 140 kg Keimbildner (Unterkorn aus einer früheren Aufbaugranulation mit 70 Gew.-% Aluminiumoxid und 30 Gew.-% Wasser, Partikelgröße kleiner 0,5 mm) wurden mit 3 l Wasser besprüht.The method of build-up granulation was used. 140 kg Nucleating agent (undersize from an earlier build-up granulation with 70 wt% alumina and 30 wt% water, particle size less than 0.5 mm) were sprayed with 3 l of water.
Anschließend wurden 105 kg einer Aluminiumoxidmischung herge stellt, indem amorphe, hochdisperse Tonerde (Handelsprodukt HLSR® der Firma Martinswerk, Bergheim) und Aluminiumoxid vom Böhmit-Typ (Handelprodukt Condea Pural SB® der Firma Condea, Brunsbüttel) im Gewichtsverhältnis von 40 : 12,5 miteinander vermischt wurden. Dieses Aluminiumoxidgemisch wurde zusammen mit den 140 kg Keimbildner in einen Drehteller gegeben. Der rotierenden Masse wurden im Verlauf von 4 Stunden etwa 32,6 kg Wasser zugesprüht.Then 105 kg of an alumina mixture were produced provides by amorphous, highly disperse alumina (commercial product HLSR® from Martinswerk, Bergheim) and aluminum oxide from Boehmite type (commercial product Condea Pural SB® from Condea, Brunsbüttel) in a weight ratio of 40: 12.5 to each other were mixed. This alumina mixture was put together placed in a turntable with the 140 kg nucleating agent. The rotating mass were approximately 4 hours 32.6 kg of water sprayed.
Dann wurden noch einmal 132 kg der vorstehend beschriebenen Aluminiumoxidmischung mit dem angegebenen Gewichtsverhältnis von amorphen Aluminiumoxid und Aluminiumoxid vom Böhmit-Typ der im Drehteller befindlichen Masse zugefügt. Im Verlauf von 2,5 Stunden wurden dann weitere 42 kg Wasser der rotierenden Masse zugesprüht. Dann wurde die Masse noch 20 Minuten nachge rollt und 16 Stunden lang im ruhenden Drehteller gealtert.Then again 132 kg of those described above Alumina mixture with the specified weight ratio of amorphous alumina and boehmite-type alumina added to the mass in the turntable. In the course of Then another 2.5 kg of rotating water was added for 2.5 hours Mass sprayed. Then the mass was added for another 20 minutes rolls and aged for 16 hours in the stationary turntable.
Unter Zudosieren von 3 kg Wasser wurde die gealterte Masse noch einmal 15 Minuten lang im Drehteller gerollt und anschließend abgesiebt. Unterkorn (Partikeldurchmesser kleiner 0,5 mm) und Überkorn (Partikeldurchmesser größer 0,68 mm) nach Zerkleinern wurden als Keimbildner in eine spätere Aufbaugranulation rück geführt. With the addition of 3 kg of water, the aged mass was still rolled once in the turntable for 15 minutes and then sieved. Undersize (particle diameter less than 0.5 mm) and Oversize (particle diameter greater than 0.68 mm) after crushing were used as nucleating agents in a later build-up granulation guided.
Die Fraktion mit einer Partikelgröße von 0,5 bis 0,68 mm wurde dann 16 Stunden lang bei 150°C getrocknet.The fraction with a particle size of 0.5 to 0.68 mm was then dried at 150 ° C for 16 hours.
Ausbeute:
188 kg Trockengut der Zusammensetzung 85 Gew.-% Aluminiumoxid,
Restwasser.Yield:
188 kg dry material of the composition 85 wt .-% aluminum oxide, residual water.
Dem vorgetrockneten Gut wurden dann 10 kg Material entnommen, welches zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorgetrocknet und dann 5 Stunden lang bei 1050°C kalziniert wurde.10 kg of material were then removed from the pre-dried material, which is predried for 4 hours at 600 ° C and then calcined at 1050 ° C for 5 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid, bestehend aus den Modifika
tionen "theta" und "kappa" mit Spuren der Modifikation "alpha".
Das Material war frei von den Modifikationen "gamma" und
"delta".Yield:
8.5 kg of spherical aluminum oxide, consisting of the modifications "theta" and "kappa" with traces of the modification "alpha". The material was free from the "gamma" and "delta" modifications.
Maximum des Porendurchmessers:
850 Å. Die Durchmesser der Poren verteilen sich auf einen
Bereich zwischen etwa 60 Å und 1800 Å
Relative Abriebzahl: 0,63
Spezifische Oberfläche, gemessen nach der Quecksilber-Porosi
metrie-Methode: 45 m2/g,
Porenvolumen: 0,40 ml/g
Mittlerer Porendurchmesser: 356 Å.Maximum pore diameter:
850 Å. The diameter of the pores is in a range between about 60 Å and 1800 Å
Relative abrasion number: 0.63
Specific surface area, measured according to the mercury porosimetry method: 45 m 2 / g,
Pore volume: 0.40 ml / g
Average pore diameter: 356 Å.
Herstellung eines monomodalen Trägers mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 950 Å.Production of a monomodal carrier with a maximum of Pore diameter at 950 Å.
10 kg des gemäß Beispiel 1 hergestellten Ausgangsmaterials wurden zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorgetrocknet und dann 6 Stunden lang bei 1050°C kalziniert. 10 kg of the starting material prepared according to Example 1 were first predried at 600 ° C. for 4 hours and then calcined at 1050 ° C for 6 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid. Es bestand aus den Modifi
kationen "theta" und "kappa", die Modifikation "alpha" war nur
in Spuren nachweisbar.Yield:
8.5 kg spherical alumina. It consisted of the modifications "theta" and "kappa", the modification "alpha" was only detectable in traces.
Maximum des Porendurchmessers:
950 Å. Die Durchmesser der Poren verteilen sich auf einen
Bereich zwischen 80 und 1800 Å
Relative Abriebzahl: 0,64
Spezifische Oberfläche: 35 m2/g,
Porenvolumen: 0,39 ml/g.
Mittlerer Porendurchmesser: 446 Å.Maximum pore diameter:
950 Å. The diameter of the pores is in a range between 80 and 1800 Å
Relative abrasion number: 0.64
Specific surface area: 35 m 2 / g,
Pore volume: 0.39 ml / g.
Average pore diameter: 446 Å.
Herstellung eines monomodalen Trägers mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 850 Å.Production of a monomodal carrier with a maximum of Pore diameter at 850 Å.
Beispiel 1 wurde wiederholt anstelle des Aluminiumoxids der Marke Pural SB® wurde als Aluminiumoxid das Handelsprodukt Pural NF® (ebenfalls ein Böhmit) der Firma Condea-Chemie eingesetzt.Example 1 was repeated in place of the alumina The Pural SB® brand became the commercial product as aluminum oxide Pural NF® (also a boehmite) from Condea-Chemie used.
10 kg des analog Beispiel 1 hergestellten Trockengutes wurden als Ausgangsmaterial eingesetzt. Das Material wurde wieder zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorgetrocknet, und dann 5 Stunden lang bei 1050°C kalziniert.10 kg of the dry material produced analogously to Example 1 were used as starting material. The material was back first predried at 600 ° C for 4 hours, and then Calcined at 1050 ° C for 5 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid. Es bestand aus den Modifi
kationen "theta" und "kappa", die Modifikation "alpha" war nur
in Spuren nachweisbar.
Yield:
8.5 kg spherical alumina. It consisted of the modifications "theta" and "kappa", the modification "alpha" was only detectable in traces.
Maximum des Porendurchmessers:
850 Å. Die Durchmesser der Poren verteilen sich auf einen
Bereich zwischen 80 und 1400 Å
Relative Abriebzahl: 0,44
Spezifische Oberfläche: 46 m2/g
Porenvolumen: 0,39 ml/g
Mittlerer Porendurchmesser: 339 Å.Maximum pore diameter:
850 Å. The diameter of the pores is in a range between 80 and 1400 Å
Relative abrasion number: 0.44
Specific surface area: 46 m 2 / g
Pore volume: 0.39 ml / g
Average pore diameter: 339 Å.
Herstellung eines monomodalen Trägers mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 1000 Å.Production of a monomodal carrier with a maximum of Pore diameter at 1000 Å.
10 kg des in Beispiel 3 hergestellten Ausgangsmaterials wurden zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorgetrocknet und dann 6 Stunden lang bei 1050°C kalziniert.10 kg of the starting material prepared in Example 3 were predried for 4 hours at 600 ° C and then Calcined at 1050 ° C for 6 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid. Es bestand aus den Modifi
kationen "theta" und "kappa" die Modifikation "alpha" war nur
in Spuren nachweisbar.Yield:
8.5 kg spherical alumina. It consisted of the modifications "theta" and "kappa", the modification "alpha" was only detectable in traces.
Maximum des Porendurchmessers:
1000 Å. Der Durchmesser der Poren verteilt sich auf einen
Bereich zwischen 100 und 1800 Å.
Relative Abriebzahl: 0,69
Spezifische Oberfläche: 33 m2/g,
Porenvolumen: 0,42 ml/g
Mittlerer Porendurchmesser: 509 Å.Maximum pore diameter:
1000 Å. The diameter of the pores is in a range between 100 and 1800 Å.
Relative abrasion number: 0.69
Specific surface area: 33 m 2 / g,
Pore volume: 0.42 ml / g
Average pore diameter: 509 Å.
Herstellung eines bimodalen Trägers mit Maxima des Porendurch messers bei 115 und 1400 Å.Production of a bimodal carrier with maxima of the pores knife at 115 and 1400 Å.
Zunächst wurde analog Beispiel 1 Ausgangsmaterial hergestellt. Anstelle des Aluminiumoxids PURAL SB® wurde CATAPAL B® der Firma Vista Chemical Company verwendet. First, starting material was prepared analogously to Example 1. Instead of the aluminum oxide PURAL SB®, CATAPAL B® became the Vista Chemical Company used.
10 kg des analog Beispiel 1 hergestellten Trockengutes als Aus gangsmaterial wurden zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorge trocknet und dann 5 Stunden lang bei 1050°C kalziniert.10 kg of the dry material produced as in Example 1 as off Initial material was first pre-4 hours at 600 ° C. dries and then calcined at 1050 ° C for 5 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid. Es bestand aus den Modifi
kationen "theta" und "kappa", die Modifikation "alpha" war nur
in Spuren nachweisbar.Yield:
8.5 kg spherical alumina. It consisted of the modifications "theta" and "kappa", the modification "alpha" was only detectable in traces.
Maxima der Porendurchmesser:
150 Å und 1400 Å. Die Durchmesser der Poren verteilen sich auf
einen Bereich zwischen 80 und 4000 Å
Relative Abriebzahl: 0,50
Spezifische Oberfläche: 41 m2/g, Porenvolumen: 0,46 ml/g
Mittlerer Porendurchmesser: 449 Å.Maxima of the pore diameter:
150 Å and 1400 Å. The diameter of the pores is in a range between 80 and 4000 Å
Relative abrasion number: 0.50
Specific surface area: 41 m 2 / g, pore volume: 0.46 ml / g
Average pore diameter: 449 Å.
10 kg des gemäß Beispiel 1 hergestellten Ausgangsmaterials wur den zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorgetrocknet und dann 2 Stunden lang bei 900°C kalziniert.10 kg of the starting material prepared according to Example 1 was pre-dried for 4 hours at 600 ° C and then Calcined at 900 ° C for 2 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid. Es bestand aus den Modifi
kationen "delta" und "kappa", die Modifikation "gamma" war in
geringen Anteilen nachweisbar.
Maximum des Porendurchmessers: 220 Å
Relative Abriebzahl: 1,03.Yield:
8.5 kg spherical alumina. It consisted of the modifications "delta" and "kappa", the modification "gamma" was detectable in small proportions.
Maximum pore diameter: 220 Å
Relative abrasion number: 1.03.
10 kg des in Beispiel 1 hergestellten Ausgangsmaterials wurden zunächst 4 Stunden lang bei 600°C vorgetrocknet und dann 4 Stunden lang bei 1100°C kalziniert. 10 kg of the starting material prepared in Example 1 were predried for 4 hours at 600 ° C and then Calcined at 1100 ° C for 4 hours.
Ausbeute:
8,5 kg kugelförmiges Aluminiumoxid. Es bestand aus der Modifi
kation "alpha", die Modifikationen "theta" und "kappa" waren in
geringen Anteilen nachweisbar.
Maxima der Porendurchmesser: 1260 Å und 110 000 Å
Relative Abriebzahl: 1,9.Yield:
8.5 kg spherical alumina. It consisted of the modification "alpha", the modifications "theta" and "kappa" were detectable in small proportions.
Maximum pore diameters: 1260 Å and 110,000 Å
Relative abrasion number: 1.9.
Aus den Beispielen 1 bis 7 läßt sich entnehmen, daß die rela tive Abriebzahl als Maß für die Abriebfestigkeit dann befrie digende Werte aufweist (d. h. unterhalb 0,7 liegt), wenn man beim Kalzinieren darauf achtet, daß die "delta"-Modifikation nicht und die "alpha"-Modifikation allenfalls in geringfügigen Anteilen im Träger entsteht.From Examples 1 to 7 it can be seen that the rela tive abrasion number as a measure of the abrasion resistance has valid values (i.e. below 0.7) if one When calcining, make sure that the "delta" modification not and the "alpha" modification at most in minor Share in the carrier arises.
Die Fig. 2 bis 8 geben die Verteilung der Porendurchmesser im Trägermaterial der Beispiele 1 bis 7 wieder. Figs. 2 to 8 give the distribution of the pore diameter in the support material of Examples 1 to 7 again.
Herstellung von TrägerkatalysatorenManufacture of supported catalysts
Herstellung eines Pd und Cu enthaltenden Trägerkatalysators mit Maximum des Porendurchmessers bei 850 Angström.Preparation of a supported catalyst containing Pd and Cu with Maximum pore diameter at 850 angstroms.
Verwendet wurde das gemäß Beispiel 1 hergestellte Trägermate rial. Es wurde eine als besonders günstig ermittelte Fraktion mit einem Korngrößenbereich von 400 bis 680 Mikrometer, die einen Ober- bzw. Unterkornanteil von jeweils kleiner 3% auf wies, verwendet. Die Korngrößenverteilung innerhalb des Be reichs von 400 bis 680 Mikrometer folgte der Normalverteilung.The carrier mat produced according to Example 1 was used rial. It became a particularly favorable fraction with a grain size range of 400 to 680 microns, the an upper or lower grain fraction of less than 3% each pointed, used. The grain size distribution within the Be 400 to 680 microns followed the normal distribution.
Die Herstellung der Katalysatoren erfolgte durch Aufbringen der katalytisch aktiven Metallverbindungen auf das Trägermaterial, wobei nach einer der nachfolgenden Methoden gearbeitet wurde.The catalysts were produced by applying the catalytically active metal compounds on the support material, one of the following methods was used.
- a) In 219 ml einer wäßrigen Tetraammoniumpalladium(II)- Hydroxid-Lösung mit einem Palladiumgehalt von 2,74 g/l, d. h. einem Gesamtgehalt von 0,6 g Palladium, wurden in einem 250 ml-Rundkolben 30 g des gemäß Beispiel 1 hergestellten Trägermaterials der obenangegebenen Fraktion eingebracht. Die Lösung wurde über einen Zeitraum von 2 Stunden bei 60°C und 30 mbar bis zur Trockne eingeengt, der erhaltene imprä gnierte Träger bei 110°C 1 Stunde lang getrocknet und der getrocknete Träger noch 0,5 Stunden bei 550°C kalziniert.a) In 219 ml of an aqueous tetraammonium palladium (II) - Hydroxide solution with a palladium content of 2.74 g / l, d. H. a total content of 0.6 g palladium, were in one 250 ml round-bottom flask 30 g of that prepared according to Example 1 Carrier material of the above-mentioned fraction introduced. The solution was at 60 ° C for 2 hours and 30 mbar evaporated to dryness, the obtained imp gnierte carrier dried at 110 ° C for 1 hour and the dried carrier calcined at 550 ° C for 0.5 hours.
Unter analogen Bedingungen erfolgte die Aufbringung von Kupfer. Zur Herstellung der Kupfersalzlösung wurden 0,47 g Kupfer(II)acetat-Monohydrat (entsprechend 0,15 g Kupfer) in 100 ml vollentsalztem Wasser gelöst. Der imprägnierte Träger wurde dann 2 Stunden lang bei 110°C getrocknet. Zur Reduk tion der Metalle wurde der imprägnierte und getrocknete Trä ger 8 Stunden bei 350°C in einem von außen beheizten Quarz rohr einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt.The application of Copper. To prepare the copper salt solution, 0.47 g Copper (II) acetate monohydrate (corresponding to 0.15 g copper) in 100 ml of deionized water dissolved. The impregnated support was then dried at 110 ° C for 2 hours. To the Reduk tion of the metals was the impregnated and dried Trä 8 hours at 350 ° C in an externally heated quartz tube exposed to a hydrogen atmosphere.
Der fertige Katalysator besaß laut Analyse einen Palladium gehalt von 2,0 ± 0,05 Gew.-% und einen Kupfergehalt von 0,5 ± 0,02 Gew.-%. Die relative Abriebzahl entsprach der Abrieb zahl des Trägermaterials.According to the analysis, the finished catalyst had a palladium content of 2.0 ± 0.05% by weight and a copper content of 0.5 ± 0.02% by weight. The relative abrasion number corresponded to the abrasion Number of substrates.
- b) In eine Lösung von 1,68 g Palladiumdichlorid, das entspricht 1,0 g Palladium, in 11,75 ml 1molarer Salzsäure und 22,7 ml Aceton wurden in einem 250 ml-Rundkolben 50,42 g des gemäß Beispiel 1 hergestellten Trägermaterials der obenangegebenen Fraktion eingebracht. Die Lösung wurde 30 Minuten lang, an geschlossen an einen Rotationsverdampfer, gerührt. Die Lö sungsmittel wurden über einen Zeitraum von 60 Minuten bei 60°C und 50 mbar abgedampft. Der mit Palladium imprägnierte Träger wurde dann 1 Stunde lang bei 150°C getrocknet und 0,5 Stunden bei 550°C kalziniert. Zur Aufbringung des Kupfers wurde der mit Palladium imprägnierte Träger in eine Lösung von 0,79 g Kupfer(II)acetat-Monohydrat, das ent spricht 0,25 g Kupfer, in 30 ml Wasser gegeben und wie vor stehend beschrieben im Rotationsverdampfer behandelt. Der mit Palladium und Kupfer imprägnierte Träger wurde dann 1 Stunde lang bei 100°C getrocknet und schließlich, wie unter a) beschrieben, reduziert.b) In a solution of 1.68 g of palladium dichloride, which corresponds 1.0 g palladium, in 11.75 ml 1 molar hydrochloric acid and 22.7 ml Acetone was in a 250 ml round bottom flask according to 50.42 g Example 1 prepared carrier material of the above Fraction introduced. The solution was on for 30 minutes closed on a rotary evaporator, stirred. The Lö agents were added over a period of 60 minutes 60 ° C and 50 mbar evaporated. The one impregnated with palladium The carrier was then dried at 150 ° C for 1 hour and Calcined at 550 ° C for 0.5 hours. To apply the Copper was the carrier impregnated with palladium in a Solution of 0.79 g copper (II) acetate monohydrate, the ent speaks 0.25 g of copper, placed in 30 ml of water and as before described in the rotary evaporator. The then impregnated with palladium and copper Dried at 100 ° C for 1 hour and finally how described under a), reduced.
Die Analyse entsprach den nach der Methode a) erhaltenen Werten.The analysis corresponded to that obtained by method a) Values.
Herstellung eines nur Palladium enthaltenden Trägerkatalysa tors mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 850 Angström.Production of a supported catalyst containing only palladium tors with a maximum pore diameter at 850 angstroms.
In Analogie zu Beispiel 8 wurde der gemäß Beispiel 1 erhaltene Träger mit Palladium imprägniert. Der mit Palladium imprä gnierte Träger wurde 1 Stunde lang bei 110°C getrocknet, bei 550°C kalziniert und mit Wasserstoff reduziert.Analogously to Example 8, the one obtained according to Example 1 was obtained Carrier impregnated with palladium. The impregnated with palladium gnierte carrier was dried at 110 ° C for 1 hour, at Calcined at 550 ° C and reduced with hydrogen.
Der fertige Katalysator besaß einen Palladiumgehalt von 2,0 + 0,05 Gew.-%. Relative Abriebzahl, Verteilung des Porendurch messers, spezifische Oberfläche, Porenvolumen und mittlerer Porendurchmesser entsprachen den Werten des Trägermaterials.The finished catalyst had a palladium content of 2.0 + 0.05% by weight. Relative abrasion number, distribution of the pores knife, specific surface area, pore volume and average Pore diameters corresponded to the values of the carrier material.
Herstellung eines Palladium und Kupfer enthaltenden Trägerkata lysators mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 950 Å.Production of a support catalyst containing palladium and copper analyzer with a maximum pore diameter at 950 Å.
Beispiel 8 wurde analog wiederholt. Diesmal wurde jedoch das in Beispiel 2 hergestellte Trägermaterial verwendet. Der erhaltene Trägerkatalysator wies einen Palladiumgehalt von 2,0 ± 0,05 Gew.-% Palladium und 0,5 ± 0,02 Gew.-% Kupfer auf. Abrieb zahl, Verteilung des Porendurchmessers, spezifische Oberfläche, Porenvolumen und mittlerer Porendurchmesser entsprachen den Werten des Trägermaterials. Example 8 was repeated analogously. This time, however, that was in Example 2 produced carrier material used. The received one Supported catalyst had a palladium content of 2.0 ± 0.05% by weight Palladium and 0.5 ± 0.02 wt .-% copper. Abrasion number, distribution of pore diameter, specific surface, Pore volume and average pore diameter corresponded to that Carrier material values.
Herstellung eines Palladium und Kupfer enthaltenden Trägerkata lysators mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 850 Ä.Production of a support catalyst containing palladium and copper analyzer with a maximum pore diameter at 850 Å.
Beispiel 8 wurde analog nachgearbeitet. Diesmal wurde jedoch das in Beispiel 3 erhaltene Trägermaterial eingesetzt. Der Palladiumgehalt betrug 2,0 ± 0,05 Gew.-% Palladium, der Kupfer gehalt 0,5 ± 0,02 Gew.-%, Abriebzahl, Verteilung der Poren durchmesser, spezifische Oberfläche, Porenvolumen und mittlerer Porendurchmesser entsprachen den Werten des verwendeten Träger materials.Example 8 was reworked analogously. This time, however the carrier material obtained in Example 3 is used. The Palladium content was 2.0 ± 0.05% by weight of palladium, the copper content 0.5 ± 0.02% by weight, abrasion number, distribution of the pores diameter, specific surface area, pore volume and average Pore diameters corresponded to the values of the carrier used materials.
Herstellung eines Palladium und Kupfer enthaltenden Trägerkata lysators mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 1000 Ä.Production of a support catalyst containing palladium and copper analyzer with a maximum pore diameter at 1000 Å.
Beispiel 8 wurde analog nachgearbeitet, diesmal wurde jedoch das in Beispiel 4 hergestellte Trägermaterial verwendet. Der erhaltene Trägerkatalysator wies einen Palladiumgehalt von 2,0 ± 0,05 Gew.-% und einen Kupfergehalt von 0,5 ± 0,02 Gew.-% auf. Abriebzahl, Verteilung der Porendurchmesser, spezifische Ober fläche, Porenvolumen und mittlerer Porendurchmesser entsprachen den Werten des verwendeten Trägermaterials.Example 8 was followed up analogously, but this time was the carrier material produced in Example 4 is used. The The supported catalyst obtained had a palladium content of 2.0 ± 0.05% by weight and a copper content of 0.5 ± 0.02% by weight. Abrasion number, distribution of pore diameters, specific surface area, pore volume and average pore diameter corresponded the values of the carrier material used.
Herstellung eines Palladium und Kupfer enthaltenden bimodalen Trägerkatalysators mit Maxima der Porendurchmesser bei 115 und 1400 Å.Preparation of a bimodal containing palladium and copper Supported catalyst with maxima of the pore diameter at 115 and 1400 Å.
Beispiel 8 wurde analog nachgearbeitet, diesmal wurde jedoch das in Beispiel 5 erhaltene Trägermaterial verwendet. Der er haltene Trägerkatalysator wies einen Palladiumgehalt von 2,0 ± 0,05 Gew.-% und einen Kupfergehalt von 0,5 ± 0,02 Gew.-% auf. Example 8 was followed up analogously, but this time was the carrier material obtained in Example 5 is used. The he supported catalyst had a palladium content of 2.0 ± 0.05% by weight and a copper content of 0.5 ± 0.02% by weight.
Abriebzahl, Verteilung der Porendurchmesser, spezifische Ober fläche, Porenvolumen und mittlerer Porendurchmesser entspra chen den Werten des Trägermaterials.Abrasion number, distribution of pore diameters, specific surface area, pore volume and average pore diameter correspond Chen the values of the carrier material.
Herstellung eines Trägerkatalysators mit einem Maximum des Porendurchmessers bei 220 Å.Production of a supported catalyst with a maximum of Pore diameter at 220 Å.
Beispiel 8 wurde analog nachgearbeitet. Diesmal wurde das gemäß Beispiel 6 hergestellte Trägermaterial verwendet. Der fertige Katalysator enthielt 2,0 ± 0,05 Gew.-% Palladium und 0,5 ± 0,02 Gew.-% Kupfer. Abriebzahl, Verteilung des Porendurchmessers, spezifische Oberfläche, Porenvolumen und mittlerer Porendurchmesser entsprachen den Werten des verwendeten Träger materials.Example 8 was reworked analogously. This time it was in accordance Example 6 prepared carrier material used. The finished one Catalyst contained 2.0 ± 0.05% by weight of palladium and 0.5 ± 0.02% by weight Copper. Abrasion number, distribution of pore diameter, specific surface area, pore volume and average Pore diameters corresponded to the values of the carrier used materials.
Beispiel 8 wurde analog nachgearbeitet. Diesmal wurde das gemäß Beispiel 7 hergestellte Trägermaterial verwendet. Der fertige Katalysator enthielt 2,0 ± 0,05 Gew.-% Palladium und 0,5 ± 0,02 Gew.-% Kupfer. Abriebzahl, Verteilung der Porendurchmesser, spezifische Oberfläche, Porenvolumen und mittlerer Poren durchmesser entsprachen den Werten des verwendeten Trägermate rials.Example 8 was reworked analogously. This time it was in accordance Carrier material produced in Example 7 is used. The finished one Catalyst contained 2.0 ± 0.05% by weight of palladium and 0.5 ± 0.02% by weight Copper. Abrasion number, distribution of pore diameters, specific surface area, pore volume and medium pores diameter corresponded to the values of the carrier material used rials.
Anwendung des gemäß Beispiel 8 hergestellten Palladium und Kupfer enthaltenden Trägerkatalysators zur Entfernung von Sauerstoff und Nitrat aus Wasser in der Wirbelschicht. Use of the palladium produced according to Example 8 and Support catalyst containing copper to remove Oxygen and nitrate from water in the fluidized bed.
Verwendete Apparatur:
Eine Rohwasserleitung führte zunächst in einen Schwebstoffilter
und dann in eine Druckerhöhungsvorrichtung. Aus der Druckerhö
hungsvorrichtung führte eine Leitung in einen Begasungsreaktor.
In diesem Begasungsrektor konnte über Silikonmembranen Wasser
stoff in das Wasser eingetragen werden. Der Begasungsreaktor
war mit einem Reaktor verbunden, welche der katalytische Sauer
stoff und Nitratabbau durchgeführt wurde. In diesem Reaktor
waren 22 kg des gemäß Beispiel 8 unter Verwendung von Träger
material des Beispiels 1 hergestellten, Palladium und Kupfer
enthaltenden Trägerkatalysators enthalten waren. Eine aus dem
Reaktor führende Auslaßleitung für das behandelte Wasser führte
in einen Schwebstoffilter. Das den Schwebstoffilter verlassende
Wasser konnte dann als Reinwasser dem jeweiligen Anwendungs
zweck zugeführt werden.Equipment used:
A raw water pipe led first into a suspended matter filter and then into a pressure increasing device. A line led from the pressure increasing device into a gassing reactor. In this gassing reactor, hydrogen could be introduced into the water via silicone membranes. The gassing reactor was connected to a reactor which carried out the catalytic oxygen and nitrate degradation. This reactor contained 22 kg of the supported catalyst prepared according to Example 8 using the support material of Example 1 and containing palladium and copper. An outlet line for the treated water leading out of the reactor led into a suspended matter filter. The water leaving the suspended matter filter could then be fed to the respective application as pure water.
Versuchsdurchführung:
Der Versuch wurde während einer Zeitdauer von über 9 Wochen in
einem niedersächsischen Wasserwerk durchgeführt. Der Nitratge
halt des Rohwassers (Grundwasser) schwankte zwischen 40 mg und
60 mg pro Liter. Der Sauerstoffgehalt betrug 4,2 mg/l. Die
Temperatur des Rohwassers betrug 11°C.Carrying out the experiment:
The test was carried out over a period of over 9 weeks in a waterworks in Lower Saxony. The nitrate content of the raw water (groundwater) fluctuated between 40 mg and 60 mg per liter. The oxygen content was 4.2 mg / l. The temperature of the raw water was 11 ° C.
Das Rohwasser wurde zunächst durch den Schwebstoffilter geführt und dann in der Druckerhöhungsvorrichtung auf einen Wasserdruck von 5 bar gebracht. Im Begasungsreaktor wurde das Wasser mit Wasserstoff begast. Das mit Wasserstoff beladene Wasser wurde mit einer Durchflußmenge von 2000 Liter pro Stunde durch den Reaktor geleitet, in welchem das Trägerkatalysatormaterial in der Wirbelschicht gehalten wurde. Sowohl der Nitratgehalt des zu behandelnden nitratbelasteten Grundwassers als auch der Nitrat-Gehalt des behandelten Grundwassers wurden über den Zeitraum von mehr als 9 Wochen aufgezeichnet. Der Fig. 1 kön nen die Nitrat-Konzentrationen des unbehandelten bzw. des be handelten Grundwassers, die über eine Vielzahl von Messungen ermittelt wurden, entnommen werden. Die Nitrat-Abbauleistung konnte zu 3,5 g Nitrat pro Kilogramm Katalysator und Stunde er mittelt werden. Wie die Fig. 1 beweist, ist der Katalysator über Monate hinweg standfest und liefert auch bei schwankenden Nitrat-Mengen konstant gute Ergebnisse.The raw water was first passed through the suspended matter filter and then brought to a water pressure of 5 bar in the pressure increasing device. The water was gassed with hydrogen in the gassing reactor. The hydrogen-laden water was passed through the reactor at a flow rate of 2000 liters per hour, in which the supported catalyst material was kept in the fluidized bed. Both the nitrate content of the nitrate-contaminated groundwater to be treated and the nitrate content of the treated groundwater were recorded over a period of more than 9 weeks. Of FIG. 1 Kgs NEN nitrate concentrations of the untreated or the be treated groundwater that were determined over a plurality of measurements are taken. The nitrate degradation performance could be determined at 3.5 g of nitrate per kilogram of catalyst per hour. As shown in FIG. 1, the catalyst is stable for months and provides consistently good results even with fluctuating amounts of nitrate.
Einige Analysendaten des unbehandelten und behandelten Grund wassers sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.Some analysis data of the untreated and treated reason water are summarized in the following table.
Die gemäß den Beispielen 9 bis 13 hergestellten Trägerkatalysa toren erwiesen sich als ebenfalls langzeitstabil. Ihre Selekti vität beim Nitrat-Abbau war sehr gut.The supported catalyst prepared according to Examples 9 to 13 gates also proved to be stable over the long term. Your selekti Nitrate depletion was very good.
Die gemäß den Vergleichsbeispielen 14 und 15 hergestellten Trä gerkatalysatoren wiesen hingegen weder im Hinblick auf die Ab riebfestigkeit noch im Hinblick auf die Selektivität beim Nitratabbau befriedigende Eigenschaften auf. The Trä prepared according to Comparative Examples 14 and 15 On the other hand, catalytic converters showed neither with regard to Ab rub resistance with regard to the selectivity at Nitrate degradation has satisfactory properties.
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfernung von Sauerstoff und Nitrat aus Wasser in einem diskontinuier lichen Rührreaktor.Implementation of the removal method according to the invention of oxygen and nitrate from water in one batch liche stirred reactor.
Die Umsetzung wurde in einem diskontinuierlich betriebenen Rührreaktor durchgeführt, welcher einen temperierbaren, 250 ml fassenden Reaktor mit einem Magnetrührer enthielt, in welchen Wasserstoff am Boden über einen porösen Kunststoffschlauch mit Nadelventil zur Einstellung des Wasserstoff-Volumenstroms ein geleitet werden konnte. Die Apparatur war ferner mit einer pH-Meß- und Regeleinheit versehen, deren in dem Reaktor befind liche pH-Meßelektrode die während der Reaktion stattfindende Abweichung des pH-Wertes vom pH-Anfangswert messen und über eine Dosiervorrichtung die Änderung des pH-Wertes durch Zugabe von wäßriger verdünnter Salzsäurelösung ausgleichen kann. Das zur Konstanthaltung des pH-Wertes zudosierte Säurevolumen, welches der umgesetzten Nitratmenge proportional ist, wurde auf einem Meßschreiber aufgezeichnet.The reaction was carried out in a batch mode Stirred reactor carried out, which a 250 ml containing reactor with a magnetic stirrer, in which Hydrogen at the bottom with a porous plastic hose Needle valve for setting the hydrogen volume flow could be directed. The apparatus was also with one Provide pH measuring and control unit, whose are in the reactor Liche pH measuring electrode that takes place during the reaction Measure the deviation of the pH value from the initial pH value and over a metering device to change the pH by adding can balance from aqueous dilute hydrochloric acid solution. The acid volume metered in to keep the pH constant, which is proportional to the amount of nitrate converted has been determined recorded on a chart recorder.
In den Reaktor wurden 240 ml Wasser mit einem Nitratgehalt von 50 mg/l und einem pH-Wert von 6,0 sowie 2,0 g des gemäß Bei spiel 8 hergestellten Trägerkatalysators gegeben. Die Tempera tur im Reaktor wurde auf 10°C eingestellt, und es wurde mit Wasserstoff mit einer Begasungsrate von 30 l/h begast. Nach 68 Minuten war das Nitrat vollständig abgebaut. Die spezifische Nitratabbauleistung des Katalysators bis zum vollständigen Um satz von 50 mg Nitrat in 240 ml Wasser wurde auf 1 Stunde und 1 g Katalysator berechnet.240 ml of water with a nitrate content of 50 mg / l and a pH of 6.0 and 2.0 g of the acc given game 8 supported catalyst. The tempera tur in the reactor was set to 10 ° C, and it was with Fumigated hydrogen with a gassing rate of 30 l / h. To The nitrate was completely degraded in 68 minutes. The specific Nitrate degradation performance of the catalyst up to the complete change Set of 50 mg of nitrate in 240 ml of water was on for 1 hour and 1 g of catalyst calculated.
Spezifische Nitratabbauleistung:
5,5 mg Nitrat/h × g Katalysator.Specific nitrate degradation performance:
5.5 mg nitrate / h × g catalyst.
Claims (13)
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1992
- 1992-03-13 DE DE4207960A patent/DE4207960A1/en not_active Withdrawn
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