Способ получения катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей

Способ получения катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (I II

ЮЯЕС8Н}ЗНмЯ

ПАТЕНТНО Тайн.ЕСН... ,„

ЬИБЛ!!СТЕ1.;А

ГОСУДАРСТНЕННЬ1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 15.01.92. Бюл, Р 2 (21) 4123277/04 (22) 25.09.86 (7I) Дзержинский филиал Государственного научно-исследовательского института по. промышленной и санитарной очистке газов (72) А.С.Дряхлов, Б.Е.Улыбин, Л.П.Финогеев и В.И.Кисаров (53) 66.097.3(088.8) (56) Патент США М 4318888, кл. В 01 D 53/36, 1982.

Allinglam Xnd Finish, 1964, 16, 9 195, с.35-38.

Авторское свидетельство СССР ,У 1170676, кл. В 01 3 37/00, 1984 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ KATAJ513ATGPA .

ДЛЯ. ОЧИСТКИ ГАЗОВЬИ ВЬ1БРОСОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей. Цель — получение катализатора с повышенной активностью при совместном окислении органических примесей. Изобретение относится к способам получения катализаторов для сайитар" ,иой очистки газовых выбросов от pasличных органических соединений в присутствии горючих аэрозолей, i частности для одновременного дожигания растворителей и аэрозолей лака в производстве эмалированных проводов, Целью изобретения является повы шение активности катализатора при (51) 5 В 01 3 23/44, 37/00

В 01 D 53/36 и горючих аэрозолей лака, с повышенным сроком службы и пониженной Металлоемкостью. Получение каталы4атЬра ведут в присутствии аэрозольной пыли путем нанесения палладия из электролита на металлический носитель в виде набора гофрированных лент. Носитель используют с шевронным располо— жекием гофр под углом (+20) - (+ 75) и осаждение на него палладия из раствора проводят методом переменкой полярности при режимах работы на первой фазе: температура электролита 3035 С; плотность тока.I О-l,2 A/äè, полный период 10 с; катодный период

1 с; анодный период 9 с и на второй g фазе. плотность тока 2,0-2,5 А/дм, катодный период 9 с, анодный период

1 с. Палладирование целесообразно осуществлять из водно"o раствора электролита следующего состава, г/л: двуВ е хлористой палладий в г.ересчете на металл 1,5-1,8; двузамещенкый фоафорнокислый аммокий 10-16; двузамещеиный фосфорнокислый натрий 50-601 вода до 1 л. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. совместном окислении органических примесей и горючих аэрозолей, повышение срока службы и снижение металлоемкости sa счет использования носителя с шевронным расположением гофр под углом + 20 - -75 и осаждения на него палладия методом переменной полярности при определенных режимах работы из электролита определеннова состава.

3 149606

Il p и м е р l. В„ элсктролизер емкостью 1,5 л заливают 1 л палладирующего раствора следующего состава, г/л: двухлористый палладий в пересчете на металл 1,5; двузамещенный фосфорнокислый аммоний 10; двуэамещенный фосфорнокислый натрий 50; дистиллированная вода до 1 л.

В электролизер опускают дна элек- 10 трода из палладиеной фольги являю-.

0 2 щейся анодом площадью 1 дм, и пла-. стинки иэ стали IX18HIOT также пло; щадью i дм, являющейся катодом.

Режим работы на первой фазе про- 15 цесса

Температура, С 30

Плотность тока, А/дм 1,1

Полный период

Катодный период с 1

Анодньй период, с 9

Время выдержки,мин 10

Режим работы на второй фазе проO 25 цесса

Плотность тока, А/дм 2,0

Катодный период,с 9

Анодный период, с 1

Время выдержки, мин 20

При такой обработке на пластине из стали IХ18НIОТ высаживается палладий в количестве 0,1 мас.Ж в виде металла серебристо-матового цвета. 35

Пример 2. В тот же электролиэер заливают 1 л палладирующего раст-. вора следующего состава rjh:дву хлористый палладий B пересчете на металл, 1,65; двузамещенный фосфор" нокислый аммоний 12; двуэамещенный фосфорнокислый натрий 55; дистиллированная вода до 1 л.

В электролизер опускают два электрода из палладиеной фольги пло-, 45 щадью 1 дм, являющейся анодом, и

2 пластинки из стали IXI8H10T также площадью 1 дм, являющейся катодом.

Режим работы на первой фазе процесса

Плотность тока, 2

1,15

Полный период,с l0

Катодный период,с

Анодный период,с 9 55

Температура, С 32

Время выдержки,мпн II

Режим работы на второй фазе процесса:

4

Плотность тока, Лlдм 2,3

Катодный период,с 9

Анодный период,с 1

Время ньдержки,мин 30

В результате такой обработки на пластине из стали IX18HIOT высаживается палладий н количестве 0,2 мас.X в гиде металла серебристо-матового цвета.

Пример 3. В тот же электролизер заливают, I л раствора следующего состава, г/л: двухлористый палладий в перес1ете на металл 1,.8;двузамещенный фосфорнокислый аммоний 15; двузамещенный фосфорнокислый натрий

60; дистиллированная вода - до 1 л.

В раствор помещают такие же, как указано в примере 1, два электрода.

Режим работы на первой фазе процесса

Плотность тока, А/дм I 20

Полный, период,с 10

Катодный период,с 1

Анодный период,с .9

Температура процесса, С

О 35

Время выдеряжи,мин 12

Режим работы на в то рой фаз е процесса .

Плотность тока, А/дм 2,5

Катодный период,с 9

Анодный период, с 1

Время выдержки,мин 30

В результате такой обработки на пластине из стали марки IX18Í10Ò высаживается палладий н количестве

0,25 мас.7 в виде металла. серебристоматового Цвета.

Образцы по примерам 1-3 испытынают в реакции окисления и-ксилола в проточной циркуляционной системе. Сопоставление активностей образцов катализатора,приготовленных по примерам

1-3 .(масса образца катализатора 1 r) дано в табл.l.

Как видно, активность образцов практически одинакова. Поэтому палладий на стандартные металлические гоф" риронанные ленты наносят в минимальном количестве, т.е. 0,1 мас.Х, Пример ч, В электролизер емкостью 3,0 л заливают палладирующий раствор-в количестве 2,5 л состава, укаэанного в примере 1. В электролиsey опускают дна электрода из палла-.

1496067 диевой фольги и гофрированной ленты иэ стали IXI8Н10T с шенроиным расположением rn@p и снободным сечением каждой по 1,94 дм . Размеры свобод2 ного сечения электродов обусловлены стандартными размерами металлических матов (6,05Х0,32 дм ), из набора которых состоит промышленный каталитический блок. Направляющая гофр рас-10 положена под углом + 20

I38

1-10-

231

Э,О ° 1О

Нанесение палладия н виде металла серебристо-матоного цвета осущест вляют так, как указано в примере I.

Пример 5. По примеру 4, только направляющая гофр расположена под углом 30 .

Пример 6. По примеру 4, только направляющая гофр расположена под углом + 60

Пример 7. По примеру 4, только направляющая гофр расположена под углом + 75

Пример 8. На гофрированную,25 .ленту с прямыми каналами трапецеидальной формы указанных выше размеров наносят палладий в ниде палладиевой черни, как указано н известном способе. ЭО

Из полученных по примерам 4-8 гофрированных пластин собирают стандартные каталитические блоки, состоящие из двух или трех металлических матов.

Характеристики каталитических матов и блоков следующие:

Длина мата,м 0,605 Ширина мата,м 0,300

Высота мата, и Ор032 40

Число шевронных гофр на длину мата, шт.

Толщина ленты,м

Толщина гофрироД ванной ленты,м . 1,3:!0=

Число рядов гофрированной ленты по ширине мата,шт

Общее число шевБО ронных гофр в мате, шт Отношение длины прямой ленты к длине гофрированной, 1,235

Сечение. одного ряда гофрированной ленты размером

2 «1, 235 "О, 605 и «О, 032 и 4,78.10 м катализатора н мате (4,31 кг ) /5,81"

«10 M3)} 742 кг/мэ

Ма с са к атал итич е ского блока размером

0 605«0,30«0,067 м (4,31 2),кг

Масса каталитического блока размером

Gs605«0s30«0,098 м (4,31«3), кг 12,9

Металлические ле.рты после их обеэжиринания и нанесения палладия собирают н маты, укладывают в блок и устанавливают в производстве эмалирования проводов ПО Москабель на горизонтальных эмаль-станках. Кроме того испытывают также и аналог, т.е.блок фирмы KATEC., Результаты испытания блока с шенронным расположением гофр (БШГ) и различными углами направляющей гофр (/), блока с прямыми каналами (БПК) (прототип), à также бло-. ка фирмы КАТЕС (аналог) приведены в табл,2. Иэ табл.2 нидно, что наибольшей эффективностью н реакции дожигания растворителей и аэрозолей лака обладает блок, в котором направляющая е гофр расположена под углом - 20 .Дальнейшее уменьшение такого угла в насадке нежелательно из-за технических трудностей ее изготовления, 8,62

Объем мата размером 0,605«0,30

«0,032

Удельная поверхность одного мата

{д 78 10 (м

231/5,81 -10 1мэ)

Масса мата,кг

Объем одного ряда гофрированной ленты размером

1,235-0,605 м

«0,032 м -l --lO м

Иатинньтй объем. гофрированных лент н мате (2,39

«IO 231}

Свободный объем катализатора (5,81-0,552) 10 /

5,81 10

Масса катализатора в мате

7800 (кг/м )5 52 "

"l0 м

Насыпная масса

5,81 10 м

1900 м /

4,3!

2,39 -10 м э

5,52 10 мз

0,905 м

4,3! кг

1496067

В табл.2 приведены результаты сопоставления активности блока с шеврон.кым расположением гофр (elй 20 ) c активностью блока с-прямыми каналами, взятого по прототипу, а также блока фирмы КЛТЕС. ",. Как видно, па блоках

БШГ и БПК степень дожигания растворителей выше, чем на катализаторе фирмы KATEC. Более высокая эф@ектив- 10 ность дожигания растворителей ка отечественных блоках достигается за счет более высоких их удельных поверхностей (Я„д) по сравнению с $ д катализатора фирмы КАТЕС. Действительно, 15 величина Б УА блоков с прямыми каналами, шевронным расположением гофр и фирмы КАТЕС составляют соответственно

2800,. 2000 и 936 м /м . Как видно, Sóä блока с прямыми каналами больше 20

S блока с шеврокным расположением чА

rohp в 1,35 раза, однако их начальная эффективность в реакции дожигания растворителей практически одинакова, 25

Иеталлоемкость блока с шевронным расположением гофр в два раза ниже металлоемкости блока с прямыми каналами (прототипа).

Эффективность дожигания аэрозолей 30 лака на блоках с шевранным располоt жением гофр и фирмы КАТЕС практически одинакова (составляет 95-96%) и существенно выше эффективности,достигаемой ка блоке с прямыми какала- 35 ми (40-48,5%, см.табл.2).

Как видно иэ табл.2, степень дожигания растворителей на блоке фирмы

КАТЕС и особенно блоке с прямыми каналами существенно снижается в про- 40 цессе .их длительной работы в отличие от блока с шеврокным расположением гофр, где такого снижения практически не происходит. Такое снижение акТНВНосТН обусловлено сдиракием палладиевой черни с катализатора аэрозолями лака и нарушением равномерного покрытия активного слоя эа счет его агрегирования, Унос палладиевой черни с катализатора может достигать 50

80%. Больший эффект дезактивации блока с прямыми каналами по сравнению с блоком фирмы КАТЕС обусловлен более быстрым сдиракием палладиевой черни в первом случае. Действитель" 55 но, на блоке с прямыми каналами палладиевая чернь составляет 0,1%, а на катализаторе фирмы КАТЕС

1,SX.

Формула изобретения

1. Способ получения катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей в присутствии аэрозольной пыли путем нанесения палладия из электролита на металли- ческии носитель в виде набора гофрированных лент, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения ка" талиэатора с повышенной активностью при совместном окислении органичес" ких примесей и горючих аэрозолей лака, с повышенным сроком службы и пониженной металлоемкостью, используют носитель с шевронным расположением гофр под углом (+20)-(475) и осаждение на него палладия иэ раствора проводят методом переменкой полярности при режимах работы на первой фазе:

Температура электролита, С 30-35

Плотность тока,А/дм 1,0-1,2

Полный период, с 10

Катодный период,с l

Акодный период,с 9 и иа второй фазе:

Плотность тока, А/дм

Катодкый период,с

Анодный перисд, с

2, Способ по п. l t o т и и ч а юшийся тем, что паиладирование осуществляют из водког раствора электролита следующег< состава, г/л:

2,0-2,5

Двухи ор истый налладий в пере— счете ка метали

l,5-1,8

На блоке с шеврокным расположением гофр палладий находится не в виде палладкевой черни, которая мажется и легко снимается рукой с поверхности катализатора, а в виде конфигурации с блестящей серебристого цвета поверхностью. Эта поверхность не мажется и не снимается с катализатора.

Количество палладия на блоке с шевронным расположением гофр такое же, как и на блоке с прямыми каналами.

Таким образом, катализатор, полученный по предлагаемому способу,обеспечивает более высокиепоказатели процесса обезвреживания газовых выбросов от растворителей и аэрозолей лака.

1 96067

Двузамещенный фосфорнокислый аммо ний

Двузамеценный Аос

50-60 форнокислый натрий

Дистиллированная вода

Та бли ца 1

10-16

До 1л

Концентрация

Степень превращения, Х

Температура процесса,"С образец 1, образец 2, образец

Pd 0,17 Pd 0,2X Pd 0,257 и-ксилола, г/м

93

92,5 ., 94,0

92

1,0

1,0

400

Таблица 2

Результаты испытания блоков с шевронным расположением гофр {БШГ) и сопоставления их активности с активностью блока фирмы "КАТЕС" и блока с прямыми каналами (БПК) в производстве эмалирования проводов

Хамцаитрюум принес

ДЫ К таюи торе иес

PscT рител ра тели

t2О

175 т 20 гп го н» н

«н» н .

: 99 90

» клтес . (виелог) Составитель В.Теплякова

Редактор Г.Мельникова -Техред N,Õîäàíè÷ . Корректор Л.Патай

Заказ 791 Тир ах Подписное

ВНЯВШИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

1

6

12

1 3 б

l2

3 б

6,0

5,5

4,2

5,7

4,0

6,0

6Ä.7

3е5

7,0

5,0

4,3

4,0

5,4 бе 7

4,7

597

0,10

0,15

0,12

0, l1

О, 14

0„ l0

0 15

0,16

0it0

0,15

0,16

0,11

0,14

0,17

0,13

О, 120

0,163

0,210

0,370

0,080

0,090

0,12

0,077

0,070

0,20

0,30

0 60

0„22

0,34

0,28

0,57

О, 0045

0,012

О, 022

О, 033

О, 007

0,005

0,007

0,004

0,060

0,072

0,О77

0,09l

0,0044

0,0055

0,0077

0,ОО78

98,0

97,0

95,0

93,5

98,0.

98,5

98,0

97,8 .

99,0

96,0

93,0

81,0

И,О

95,0

94,0

90,0

95,5

92 0

82,0

70,0

95 0

95,2

95,4

95,0

40,0

45,0

48,5

43т0

96,0

96,1

9S,5 .94,0