NOx-Katalyse

NOx-Katalyse

Ziel der Forschungsarbeiten zur NOx-Katalyse ist Entwicklung eines energieeffizienten Verfahrens zur katalytischen Niedertemperatur-Entfernung von NO_x aus industriellen Abgasen. Notwendig hierfür sind maßgeschneiderte Niedertemperatur-Kata­ly­satorsysteme, die in Anwesenheit von NH₃ zu einer quantitativen Umsetzung von NO_x aus Abgasen führen. Besonderes Merkmal des Verfahrens ist, dass das Katalysatormaterial partikelförmig in den Abgasstrom dosieren wird. Diese Anwendung ist besonders attraktiv im Temperaturfenster von 140 – 180 °C, weil dann die Nutzung des Materials im sog. Flugstrom- oder Filterschichtverfahren möglich ist. Dieses Verfahren wird zur Abscheidung saurer Schadstoffe (SO₂, HCl), von Quecksilber und Dioxinen und Furanen bereits häufig eingesetzt. Die dafür verwendeten Adsorbenzien haben jedoch keine auslegungsrelevanten reduzierenden Eigenschaften in Bezug auf NO_x. Die katalytische Niedertemperatur-Entstickung (im Temperaturbereich < 200 °C) in feuchtem (bis ca. 25 Vol.%), mit weiteren Schadstoffen (SO₂, HCl) verunreinigtem Abgas stellt eine besondere technische Herausforderung dar. Insbesondere unerwünschte Nebenreaktionen kön­nen zur Deaktivierung des Katalysators führen. Geeignete Katalysatormaterialien sind bisher nicht verfügbar.

Abb. 1: Prüfstand MMTC 2000 EHF in der Halle 5 des IUTA

Die Forschungsarbeiten werden gemeinsam mit dem Institut für Technische Chemie der Universität Leipzig durchgeführt, das die Katalysatorentwicklung übernommen hat. Der Schwerpunkt der Arbeiten am IUTA liegt in der Ausarbeitung geeigneter verfahrenstechnischer Konzepte und in der Absicherung der Materialeigenschaften durch Tests unter realitätsnahen Betriebsbedingungen. Kernstück der Versuchsanlage ist ein Prüfstand für abreinigbare Filtermedien, der für standardisierte Filtertests nach VDI 3926 konzipiert wurde. Der Prüfstand ist bis auf 250 °C beheizbar. Bei 90 °C kann eine relative Feuchte bis 80 % geregelt eingestellt werden. Zur Nachbildung einer definierten Abgasmatrix wurde der Prüfstand durch eine Gasmischstation zur Konditionierung unterschiedlicher Schadgaszusammensetzungen erweitert.

Neben dem NO_x-Umsatz und der daraus ersichtlichen Desaktivierung des katalytischen Materials durch weitere Gasbestandteile können mit dem Prüfstand auch Aussagen zum Verhalten des Materials im Flugstrom und an der Filterschicht gemacht werden.