Katalysatormix maakt salpeterzuurindustrie schoner

Titel	:	Katalysatormix maakt salpeterzuurindustrie schoner
Publicatie datum:	:	5 maart 2002
Trefwoorden:	:	NOx, stikstof, katalysator, VROM, milieu, industrie, SCR, aardgas, methaan
Zie ook:	:	http://www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html

Onderzoekers van ECN hebben een techniek ontwikkeld die salpeterzuurfabrieken schoner moet maken. Door katalysatoren te combineren kan de industriële rookgasreiniging eenvoudiger en goedkoper.

Bij de productie van salpeterzuur komt lachgas (N2O) vrij, een sterk broeikasgas dat over een periode van honderd jaar 310 maal zoveel warmte vast kan houden in de atmosfeer als CO2. In Nederland vormt de salpeterzuurindustrie één van de grootste bronnen van lachgas. Minder uitstoot aan lachgas bij dit soort fabrieken kan derhalve een grote bijdrage leveren aan de doelstelling om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Momenteel beschikt de markt nog niet over een methode om lachgas te verwijderen. Naast lachgas stoot een salpeterzuurfabriek ook schadelijke stikstofoxiden (NOx) uit. De meeste van de zes salpeterzuurfabrieken beschikken ook nog niet over een installatie om stikstofoxiden te verwijderen uit hun rookgassen. Een gecombineerde verwijdering van zowel lachgas als stikstofoxiden biedt perspectief voor deze industrie. 2 in 1 ECN-onderzoekers Jan Pels en Ruud van den Brink hebben een techniek ontwikkeld die zowel stikstofoxiden als lachgas verwijdert uit een gasstroom. Met de techniek worden beide gassen met behulp van koolwaterstoffen omgezet in stikstof, water en koolstofdioxide. Uniek hierbij is dat de twee verschillende reinigingsstappen in één reactor plaatsvinden. De methode werkt goed met propaan als koolwaterstof, maar dit blijkt te duur voor industriële toepassing. De onderzoekers proberen dit jaar de methode geschikt te maken voor het goedkopere aardgas. Als dit lukt, kan de techniek worden toegepast in een proefinstallatie. De door ECN ontwikkelde techniek, op basis van selectieve katalytische reductie (SCR), maakt gebruik van twee katalysatoren. Dit zijn materialen die een omzetting versnellen zonder dat ze zelf worden verbruikt. De eerste katalysator zet stikstofoxiden om met behulp van de koolwaterstoffen propaan of methaan (aardgas). De tweede katalysator gebruikt het overgebleven koolwaterstof om lachgas om te zetten. De methode kan over een breed temperatuurgebied worden toegepast, waardoor de gasstroom niet tussentijds hoeft te worden opgewarmd. Dit maakt de nieuwe methode eenvoudiger dan de bestaande technieken. Hierdoor kan de uitstoot van stikstofoxiden makkelijker worden verminderd, wat gunstig is voor het milieu. Met de omzetting van lachgas kan het broeikaseffect worden aangepakt. ECN ontwikkelt katalysatoren voor rookgasreiniging. Links een ijzerzeoliet katalysator voor lachgas, rechts een kobaltzeoliet katalysator voor stikstofoxiden Goedkoper Om de kosten van de techniek verder te verlagen, doet ECN onderzoek naar twee afzonderlijke katalysatoren, één voor stikstofoxiden en één voor lachgas. Bij de eerste wordt aardgas (methaan) in plaats van propaan gebruikt. Hiervoor wordt een katalysator ontwikkeld die behalve in de salpeterzuurindustrie ook voor andere toepassingen geschikt is. Als dit resulteert in een succesvolle katalysator kan deze worden ingezet bij de rookgasreiniging van verbrandingsinstallaties. Wellicht vormt dit dan tevens een goede katalysator om stikstofoxiden en lachgas simultaan te verwijderen in de salpeterzuurindustrie. “Er zijn diverse technieken op de markt om de uitstoot van stikstofoxiden te verminderen,” zegt Van den Brink van ECN. “Voorbeelden zijn low-NOx-burners en katalytische reductie met ammoniak of ureum. Deze technieken zijn echter niet geschikt voor veel kleinschalige installaties, of slechts tegen hoge kosten. Ook brengt het gebruik van ammoniak en ureum veiligheidsrisico’s met zich mee. Daarom werken we aan een techniek om stikstofoxiden op een goedkopere en eenvoudigere manier te verwijderen: aardgas kost relatief weinig en is vrijwel overal beschikbaar via het aardgasnet. Bovendien worden de installaties vaak op aardgas gestookt. De stabiliteit van de katalysatoren vormt echter nog de grootste hindernis. Momenteel zijn we bezig met het ontwikkelen van een katalysator die aan de technische eisen voldoet.” Ook is ECN bezig met de ontwikkeling van een katalysator die alleen lachgas aanpakt. De onderzoekers werken samen met de Technische Universiteit Delft aan een katalysator die voor de verwijdering van lachgas helemaal geen koolwaterstof nodig heeft. Hierbij wordt lachgas direct door de katalysator omgezet in onschadelijk zuurstof en stikstof. Uit een studie van de mogelijke technieken om lachgas te verwijderen komt deze techniek als zeer kosteneffectief en eenvoudig uit de bus. Voor de salpeterindustrie is deze methode minder geschikt, aangezien het andere stikstofoxiden ongemoeid laat. Meer informatie: Ruud van den Brink ECN Schoon Fossiel 0224 – 56 4188 vandenbrink@ecn.nl