Upcycling von Altkatalysatoren aus konventionellen SCR-Anwendungen
Die Ziele des Forschungsvorhabens sind das Upcycling von Altkatalysatoren aus konventionellen SCR-Anwendungen (selektive katalytische Reduktion) zum Einsatz in der Niedertemperaturentstickung sowie detailliertere Untersuchungen hinsichtlich der dynamischen Wechselwirkungen zwischen Abscheidung des partikulären Katalysatormaterials in Faserstrukturen, dem Aufbau des Filterkuchens und dem NOx-Umsatz des Verfahrens.
In Forschungsaktivitäten der industriellen Gemeinschaftsforschung [1], [2] konnten durch umfangreiche Untersuchungen mit den Kombinationen aus MnCe und MnCeSn für die Niedertemperaturentstickung (NT-SCR) geeignete reaktive Komponenten identifiziert werden. Die Entwicklung neuartiger Katalysatormaterialien setzte dabei auf Metalloxide als Trägermaterialien (TiO2 und AlO3 in Kombination mit SiO2). Die mit diesem Forschungsprojekt geplanten Untersuchungen haben eine wirtschaftliche Optimierung bei vergleichbarer Performance des Katalysators hinsichtlich NOx-Minderung, Unterdrückung der N2O-Bildung und Desaktivierung durch Katalysatorgifte wie H2O und SO2 zum Ziel. Der dafür gewählte Ansatz sieht vor, Altkatalysatoren aus konventionellen Anwendungen der katalytischen Entstickung entsprechend aufzuarbeiten, mit den reaktiven Komponenten zu dotieren und als Trägermaterial zu verwenden. Dies führt zu einer Erweiterung der Wertschöpfungskette und ist besonders in Hinblick auf die Stilllegung von Kohlekraftwerken und den in den dortigen Abgasreinigungen verbauten SCR-Katalysatoren ein innovativer Beitrag zur Ressourcenschonung und Reststoffminderung.
Neben der Aufbereitung des Altkatalysatormaterials für die Anwendungen im Filterschichtverfahren und in der Schüttung steht auch der Einfluss der unterschiedlichen Abgasparameter auf den NOx-Umsatz im Fokus der experimentellen Untersuchungen.
Altkatalysator aus V2O5 als Trägermaterial für Dotierungen mit MnCe zur Anwendung in der katalytischen Niedertemperaturentstickung
Aus den Untersuchungen im Rahmen der o. g. Forschungsaktivitäten ist außerdem bekannt, dass die Abscheidung des partikulären Katalysatormaterials in der Faserstruktur und der Aufbau eines Filterkuchens einen substantiellen Einfluss auf den NOx-Umsatz des Verfahrens haben. Im Rahmen des aktuellen Forschungsprojektes soll dieser Einfluss an vier verschiedenen Filtermedien nun detaillierter untersucht werden. Darüber hinaus wird angestrebt, mit den gewonnenen Erkenntnissen eine Modellstruktur für die im Filter stattfindenden Prozesse zu entwickeln und diese mit der Katalyse zu koppeln. Damit soll die Machbarkeit zur hinreichend genauen Vorhersage des NOx-Umsatzes bei Kenntnis von Parametern wie der Faserstruktur des Filtermediums, der Anzahlgrößenverteilung des Katalysators, Anströmgeschwindigkeit, Spezieskonzentrationen usw. auf numerischem Wege bewertet werden.
[1] IGF Forschungsvorhaben AIF-FV-Nr.: 18515 BG: Entwicklung eines energieeffizienten Verfahrens zur katalytischen Niedertemperatur-Entfernung von NOx aus industriellen Abgasen, https://www.iuta.de/vernetzung/igf-forschungsprojekte/aif-nummer/18515/
[2] IGF Forschungsvorhaben AIF-FV-Nr.: 19650 BG: Modifikation und Prozessparameter zur Optimierung von NT-SCR-Katalysatoren hinsichtlich Stabilität, Deaktivierung und Wirtschaftlichkeit, https://www.iuta.de/vernetzung/igf-forschungsprojekte/aif-nummer/19650/
Förderhinweis:
Das Forschungsprojekt wird über die Projektförderung „INNO-KOM“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert. Der Projektträger ist die EuroNorm GmbH (FKZ: 49VF210045).
