Катализатор для сжигания топлива

Катализатор для сжигания топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

, «М+44 «;,,„

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С01ф1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Ь0„„1216862

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) ? 3. 12. 91. Бюл. Р 4 7 (21) 3820486/04 (22) 04. 12. 84

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (71) Институт катализа CO АН СССР, Новосибирский государственнь|й университет им.Ленинского комсомола и Специальное конструкторско-технологическое бюро по катализаторам (72) З.Р.Исмагилов, Г.Б.Баранник, 0.А.Кириченко, И.В.Калугина, П.Ф.Локотка,, И.А.Садовникова, A.C.ÒHõîíà, В.A.ÓEtlàêîâ, Т.В.Иулина и Е.Я.Аладко (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 826798, кл. F 23 С 11/02, 1979.

Заявка Великобритании

Р 1349568, кл. В 1 Е, опублик. 1974.

Авторское свидетельство СССР

11 53339 1, KJI В 01 3 37/00, 1 973 (51) 5 В 01 .г 23/26, 1 23 С 11/02 (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СЖИГАНИЯ

ТОПЛИВА, содержащий хромит металла на носителе — оксиде алюминия. о т лнчаюп1ийся тем,что,с целью повышения термической ус гойиз нос оус тойчив ости, качестве хромита металла катализатор содержит хромит магния при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:

Хромит магния 10-26

Оксид алюминия 74-90

1Zj686? Иэобоетени относится к кят;.лиэяторям, используемым в проиыишенности длл процессов кятялитического сжигания топлив, протекающих при

400 1000 С.

Целью изобретения является повы-иение термической устойчивости и изнОсОУСТОйчивОстн Зя счет содержа-ния активного компонента другого

СОСТЯВЯ

H «Gi5peтение иллюстрируется след ) ющими примерямк, П р н м е р 1„ 1:cr носителя

1 -АjI. О., (диаметр Зерна 2--.3 мм, удел ьняя поверхность 220 м /г, прочность на раздавливание 245 кг/см У влагаемкость О. 43 мл/г) пропитывают по влягоемкости раствором бихромата магния с концен рацией 210 мг/мл (концентрация здесь и далее в пересчете на хромит магния), Образец Выдерживают при комнатной температуре,, интенсивно перемешивая 45-60 мин,. зятем сулят под ИК-лампами при, 110140 С да остаточной влажности 3-5Ж

О и прокяливяют в муфеле при 730 С

2 ч. Полученный катализатор имеет состав, -. яс.7;, 10 МяСг- О, 9С

А" О . Удельная поверхность 112 и« /г, Ч прочность на ра здавлиВЯние 270кг/ см;П р N м е;- .. AHRHaгичен примеру

НО ханцентр -;цня рястВОря 420 мг/мл

Полученный катализатор имест сос.т-.;â мас.Е: 18 ИНСК .0<,, 82 «jj"-Ag„0„.удель- ияя пОверхность . 4 5, /г, прочность

ИЯ ЯэдавлнВание 25 кг/см и и е ;, 3 Анцдогичен примеру "" к»онцен " дядин ояс творя о

653 мг;; гл, Полученный каталиэато мяс. - . 26 NgCx О, Ji, - А;" О.. Удельная поверхность

/ Г - РОЧ ОС Рса РЯЗЦ «Н ф„, В чие 345 у-; /с ««

П р::.;" м е р 4, Аналогичен примена носитель j " А1.,0 (днамстр зерна 2 ..3 -д удельн»,р,* пов ° рхнзс ру

105 м /г,, прочно " ь ИЯ раздавливание 190 кк/см -,, влягоемкаст=, 0,435 мч г). Температура термоабря0 ботки Btx у яенного каталиэатсj7B 720 С, Pàëó÷åHè.Ô каталиэатор имеет "..ccтяв,, мас. ; 100 И8Сг. О., 90 и -Ë j7,i3

Удельная поверхность 1 1 j и /Г проч=

НОсть H&. рЯздЯВливанке 265 кг/см- .

П р и и p p 5 >gнзлогичен приме ру 2 но носитель (i -/ь т 0 . ПО "ii«><,.ÐHНЫй Ка г - П3BTOP ".«I= fçт С OCТЯВ МЯС /

19 RgCx О, 81 ":1 - A. li. C»., . дальняя

К !

2О

«:.«

Я 6

jig

4;$

: О

15 поверхность 127 и /r, прочность на раэдявливяние 320 кг/см .

П р и и е р 6. Аналогичен примеру 3„ на носитель -АГ,О (диаметр зерна 2-3 мм, удельная поверхность

9.4 и /г, прочность на раэдавливание 305 кг/см, влагоемкость

0,,36 мл/г). Температура термообработки высуюенного катализатора

650 С. Полученный катализатор имеет состав, мас.7.: 19 NgCr О, 8 1 Ы -А О з у

Удельная поверхность 14 м /г, прочность на раздавливяние 535 кг/см2 °

II р и и е р 7. Аналогичен примеру 6, но концентрация раствора

344 мг/мл. Полученный катализатор имеет состав, мас.т.: 11 MgCr О, 89

2 4 ,. .-Afz0, Удельная поверхность

18 м /г, прочность на раздавливание

430 кг/см .

Пример 8. Аналогичен примеру 2 Н0 H

80 8 -А2 Оз. Удельная поверхность

69 м /г,, прочность на раздавливание

190 р г/см

Пример 9. Аналогичен примеру 2, но носитель (-АР 0« со следу" кщими характеристиками; удельная ловврхнОсть 190 м" /Г, прОчнОсть на раздявливание 2775 кг/см . влагоеикость 0,445 мл/г; пропитано б кг носителя. Температура термообработО ки высушенного катализатора 700 С.

Полученный катализатор имеет состав, :ac i Ж: 21 ИрСг.„О, 19 Ij" -Af О..

Удельная поверхна.ть 146 м /г, проч. ность на раэдявливяние 290 кг/см .

П p H « e p 10. Аналогичен приме.

«7у 6 НО но итель (у «„) Аg О (удельная повар .:.Иост 17 м2 1 прочность на раздавливание 280 кг/см2, . лагоемкость О, 35 мл/г) . Полученный катализатор имеет "îñòàâ,,мас. :

4 «Я"

« ная поверхность 19 и г, прочность ня ряэдявливяние 445 кг/см .

П р и и е р 11, Аналогичен примеру I, но носитель -А1/ Оз со следующими характеристиками: удельная поверхность 260 и /r, прочность на ряэдявливание 195 к"/ñì", влагоемхость 0,75 мл/г. вспученный катали:;aò эр имеет состав, нас, 7.:

17 ИдС;- О„, 83 Ij -А1,О . YH,eëbHàÿ

1 " 16(,r)2

30 поаерхность 193 и /г, прочность in ряздавливянпе 305 кг/см .

Пример 12 (сравнительный) .

Аналогичен примеру 11, но в качестве пропиточного раствора взят раствор бихроматя меди. Полученньп» катализтаор имеет состав, мас,7:

17 CuCr О„, 83 7 -А» 0>.Удельная поверхность 167 м /"., йрочность на раздавливание 225 кг/см .

Пример 13 (сравнительный) .

Аналогичен примеру 2, но в качестве пропиточного раствора взят раствор бихромата меди с концентрацией

570 мг/мл. Полученный катализатор имеет состав, мас.Ж: CuCrz04, 77 (--А О . Удельная поверхность

130 м /г,. прочность на раздавливание 225 кг/см .

Пример 14 (сравнительный). кг носителя 9 -Af 0> (диаметр зерен 2-3 мм, удельная поверхность

80 м /r, прочность на раздавливание

170 кг/см, влагоемкость 0,50 мл/г) пропитывают по влагоемкости раствором бихромата меди с концентрацией

200 мг/мл. Образец выдерживают при комнатной температуре, интенсивно перемешивая, 45 мин, затем сушат под ИК-лампами до остаточной влажности 3-57 и прокаливают в муфеле при 720 С 4 ч. Полученнь»й катализатор имеет состав, мас.X: 10 С»»Сг О, 90 О -А О >. Удельная поверхность

89 м /г1, прочность на раздавливание

180 кг/см .

Пример 15 (сравнительный).

Аналогичен примеру 1, но концентрация про»иточного раствора 105 мг/мл.

Полученный катализатор имеет состав, Ng« О4 94 7 «А гО

Удельная поверхйость 190 м /г, прочность на раздавливание 350 кг/см .

Пример 16 (сравнительный).

Аналогичен примеру 4, .но концентрация пропиточного раствора 70 мг/мл.

Катализатор имеет состав, мас.%:

5,6 NgCr 04, 94,4 8 -А О . Удельная поверхность 223 м /r, прочность на раздавливание 265 кг/см .

Пример 17 (сравнительный) .

Аналогичен примеру б, но концентрация пропиточного раствора 172 мг/мл. .Катализатор имеет состав, мас.7:

7 NgCr <04 93?? ?? -?? 1 ( ?????????????????????? 19 ??2 >

Устойчивость к воздействию высоких температур приготовленного катализа I оря определяк»т по измене»п»ю меха»»»»»ескoi»»»роч»»ост»» катализатора пс сле термообряботки при

1000 С в течение 2 ч, о

Устойчивость к одновреме»»»»ол»у воздействию больпп»х механических нагрузок, перепадов температур и химических воздействий, среды определяют по стационарной скорости истирания в модель»»ом аппарате КГТ-120 и по изменению механической прочности катализатора после 100 ч работы в нем. Условия испытания: топлиВО, дизельное топливо марки Л загрузка катализатора 5,5 кг, температура в зоне сгорания топлива

710-750 С, высота зоны сгорания

400 мм, линейная скорость газов в зоне сгорания топлива 1,5- 1,7 м/с.

Скорость истирания рассчитывают как отгоситель»»ое изменение массы катализатора в- аппарате за 1 сут работы.

Механическую прочность образцов определяют на приборе ИП вЂ” 9C или на прочномере П-500 (если прочность гранулы превышает 400 кг/см ). Величину прочности гранул (в кг/см ) вычисляют как отношение раэрушаю»пегa усипия (в кг) к ппощади сечения гранулы (в см ). Рассчить»вают среднее значение по 30 гранулам (P) н минимальное по пяти наименьшим . и (Р„,„).

Б табл. 1 приведены данные по термической устойчивости, а . табл.2 результаты»»сп».1тайий в модельном аппарате КГТ-120 катализаторов предлагаемого состава и прототипа, Помимо характеристик механической прочности в таблицах приведены также данные по каталитической активности и удельной поверхности ка — àëèçàòîðîâ. Испытания катализаторов на активность проводят проточно-циркуляционным методом в модельной реак»»»»и окисле »пя бутана, Ба меру активности принимают скорость реакции при концентрациях, об.%: бутана 0,2, кислорода

18,9, СО 1,2, водь» I,5 и температупах 300 и 400 С (N и Ы ) . Величину удельной поверхности (Б» ) определяют хрс»»атограф»»ческим методом по тепловой десорб»»ии яргона.

Использова»»»»е в кя»ест»зе катализатора хромнтя маг н»»я, нанесенного на различные (, )opi II Оьснля алюминия > позволяет получать 1 ерл».»стабильные катализаторы с вьк-.онuм:; л»» ханичесt586?

НОСИТЕЛЯ

Яг «у цр фЬ

, tYR3iN-.!BYGp К

И Юр 8 Ч /С Г М,,Р ф I,„=„ а;,/< >е

5ее, )8II

jj /ф е г

1 Р

ij ?BC a й

?45

2 и„, Оо25

О„ЗО 63 Ц5 5О

295

26 нр, aé

О 28 55 225 1165

",2G NG . :. :5 36О

АЗО !55

- 41, l О

0„36

fi9, 8 8-МО

Я 9

О,32 t8

")О

3"" О. 39 326

jIG .:(9:(s) AP G., 4) 55

«2О ЫБ

33 j -М,G., .f3

Ы 8-.А9 О, 35 « -"ЬР О

О„36 6О

О„1 2О!

36

5 l 7 кОЙ прочностью и нсхОднОЙ активнос тью и реакциях окисления углеводородов, обладакнцие большей по сравнению с меднохромовыми катализаторами,, полученными аналогичным способом„ устойчивостью к воздействию высоких температур и жестких условий реально работаюЩего аппарата сжигания тОП-.* ливио Воздушной смеси В кипящем !

СЛОЕ КатаЛИЗаТОРа И ИЗНОСОУстой" чивостью при длительной зксплуата@HJJi

Как Видно из примеров 33 и 34 (табЛ. 3) „алимомеднохромовий ката-. .ЛизатОр (протОтип) теряет прочностb поеле тдрмообЯаботкн причем .доявпч-.

ЙФся гранулы с прочностьзб менее

)00 кг/ст о В услОВиях зесплуатации

8 реальном аппарате KFT происхОдит е более резкое с жение прочности гранул катализатОра прототипа -., чем после термообработки: средняя про" -1

ВОФйлй 8Ос чудь сб щ3

Йамбр ж& иВ ность гранул ниже допустимого уровня 100 кг/см (табл. 2), что приводит к их дроблению.

Прочность предложенного катализатора после термообработки и после работы В КГТ либо не изменяется, либо Снижается незначительно, мини.; альная прочность не менее 100 кг/см (примеры i 11 таблo I и 2) °

Я Истирание предложенного катализа тора В аппарате В два раза ниже,чем катализатора-прототипа.

При концентрации активного компонента В катализаторе менее i0 мас,й 5 снижается каталитическая активность

,"примеры 15"17).

Верхний предел концентрации ак ивного компонента обусловлен ограничен.

:RoB растворимостью GNxpoMBTB магния .О IB Роде и зависит оТ Вл&ГОемкОсти

1 а б м н в .3

ОТЗПБЯЙУОф ИРСЛЮ Ъ ЭфМО обработки

22О 3ОО О,jj3 88 2Ffp

265 58 О,25 58 255 3 М

1216862

Таблица 2

Основные характеристики после. 100 ч работы

КаталиэаФ тор

Р „„, M 10, кг/см смэ /с ° г

893 „P) и /г кг/см

1,5

0,35

0,25

3,0

0,2!

3,0

Номера каталиэаторов соответствуют номерам примеров.

Составитель Т.Беласлюцова

Редактор И.Корина Техред Т.Тулик Корректор М.Самборская

Закаэ 4670 Тираж 404 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Истира" ние в аппарате за

1 сут,й

240 100

495 215