Способ очистки отходящих газов от альдегидов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Способ очистки газов от альдегидов. Использование: очистка газов в металлургии и химии от альдегидов, в частности, при сушке форм и стержней, от фенолальдегидных, мочевиноальдегидных смол и других полимерных материалов, используемых в литейном производстве. Для обеспечения очистки от полициклических ароматических углеводородов и повышения долговечности в способе очистки отходящих газов от альдегидов , включающем окисление на катализаторе , содержащем благородный металл на носителе, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно промотированное лантаноидом или его оксидом, при следующем соотношении компонентов , мас.%: серебро 1,0-4,5; лантаноид или его оксид 0,05-0,23; носитель остальное, процесс ведут при температуре 150-400°С, а в качестве носителя используют пемзу или оксид алюминия. 1 з,п. ф-лы, 5 табл. СО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21),4791174/26 (22) 22.12,89 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (71) Омский научно-технический филиал Республиканского инженерно-технического центра СО АН СССР (72) А.Н.Пестряков, С.В,Дозморов, В.Н.Колесников и Б,Л. Резник (53) 66,074.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1080838, кл, В 01 0 53/34, 1982, Авторское свидетельство СССР
¹ 1186237, кл. В 01 0 53/34, 1983.
Григорович А.Д. Новые катализаторы в процессах газоочистки.— Киев, 1984, с. 3436, 46, 47. (54) СПОСОб ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ АЛЬДЕГИДОВ (57) Способ очистки газов от альдегидов.
Использование: очистка газов в металлурИзобретение относится к химии и металлургии и предназначено для очистки отходящих газов от альдегидов, в частности формальдегида, выделяющихся при сушке форм и стержней на фенолальдегидных, . карбамидальдегидных и других полимерных материалах, используемых в литейном производстве.
Известны способы очистки отходящих газов от альдегидов сорбцией последних жидкими или твердыми сорбентами, Однако эти способы требуют частой смены сорбентов из-эа их быстрой дезактивации и существенных трудозатрат на восстановление сорбентов и обезвреживание альдегидов, выделяющихся в ходе этого восстановления.. Ж 1745318А1 (Я)з В 01 D 53/34, B 01 J 23/10 гии и химии от альдегидов, в частности, при сушке форм и стержней, от фенолальдегидных, мочевиноальдегидных смол и других полимерных материалов, используемых в литейном производстве. Для обеспечения очистки от полициклических ароматических углеводородов и повышения долговечности в способе очистки отходящих газов от альдегидов, включающем окисление на катализаторе, содержащем благородный металл на носителе, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно промотированное лантаноидом или его оксидом, при следующем соотношении компонентов, мас.%: серебро 1,0 — 4,5; лантаноид или его оксид 0,05 — 0,23; носитель, остальное, процесс ведут при температуре
150 — 400 С, а в качестве носителя используют пемзу или оксид алюминия. 1 з,п, ф-лы, 5 табл.
Наиболее близким к предлагаемому решению является прямоточный способ очистки отходя щих газов литейного О " производства от альдегидов при высоких (ЛЭ температурах, включающий контактирование с катализатором окисления, содержа- QQ щим благо роднин металл (платину) на пористой основе. В качестве катализатора использовался промышленный катализатор ° аай
АП-56, содержащий 0,5 мас.% платины на. оксидноалюминиевой основе, Его испытания показали, что через 30- 40 ч работы наблюдается резкое снижение (на 70-90% в зависимости от состава газов) активности
АП-56 вследствие адсорбции ПАУ и других тяжелых углеводородов на его поверхности.
Это требует проведения регенерации катализатора или его замены, что затрудняет
1745318 производственный цикл литейных цехов вследствие непрерывного режима их работы.
Цель изобретения — очистка отходящих газов от полициклических ароматических углеводородов и повышение долговечности катализами ора.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе очистки отходящих газов от альдегидов, включающем окисление на катализаторе, содержащем благородный металл на носителе, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно промотированное лантаноидом или оксидом лантаноида при следующем соотношении компонентов, мас.%: серебро 1,04,5; лантаноид или оксид лантаноида
0,05-0,23; носитель остальное. Процесс ведут при 150-400 С, а в качестве носителя используют пемзу или оксид алюминия. Использование серебра обеспечивает повышенную стойкость катализатора к спеканию и закоксовывэнию, которые снижают активность катализатора. Введение лантаноидов или их оксидов повышает окислительную активность катализатора к дожигу альдегидов и ПАУ. С целью зкономии серебро наносится в количестве, необходимом для минимального покрытия поверхности носителя, а количество лантаноидов или их оксидов определяется величинами содержания
ПАУ в отходящих газах, но не должно превышать 0,23% (5% от содержания серебра), так как дальнейшее увеличение содержания лантаноидов или их оксидов не приводит к снижению величин выбросов альдегидов и
ПАУ.
Пример. Все испытания проводят нэ стенде, имитирующем работу сушила стержней, по следующему алгоритму. Образец стержневой смеси массой 100 r, содержащий 5 мас.% связующего материала, помещают в сушильную камеру стенда и сушат при 150, 200, 250, 300, 350 С, Отходящие газы периодически отбирают и анализируют на содержание формальдегида, акролеина, СО и 3,4-бензпирена. Определение СО проводят по поглощению в области 21702020 см нэ спектрометре ИКС-29, альдегидов — хроматографически на хроматографе
ЛХМ-8МД, 3,4-бензпирена (БП) — методом квазилинейчатой люминесцентной спектроскопии. Во всех испытаниях с катализатором масса последнего составляла 10 r. В качестве связующих материалов используют фенолформальдегидную смолу ОФ-1, крепитель КО (кубовые остатки ректификации жирных кислот) и смолу ГТФ вЂ” газогенераторнэя фракция возгонки горючих сланцев.
25. водят в водород-аргоновой плазме тлеющего разряда, содержащей 10%
Предварительные испытания, проведенные на стенде без катализатора, показали, что максимальные выбросы альдегидов и БП происходят в течение первых 10 мин при 250 — 300 С (табл, 1 и 2), Ввиду этого дальнейшие испытания проводят при 300 С для пробы, отобранной в течение первых 10 мин после начала сушки.
Приготовление катализатора осуществляют в две стадии, На первой готовят серебряный катализатор путем пропитки носителя в количестве (соответственно нумерации образцов в табл. 3) 99.07; 98,95;
97,36; 94,77; 94,25 r в 100 мл водного 10%ного аммиачного раствора азотнокислого серебра, содержащего соответственно нумерации образцов 1,42; 1,57; 3,94; 7,87; 8,65 г А9ИОз, Пропитку проводят в течение 8 ч, после чего излишки воды удаляют продувом горячего воздуха и восстанавливают аммиачный комплекс серебра воздействием паров формальдегида. На второй стадии наносят промотирующую добавку. В случае металлических лантаноидов нанесение проциклопентадиенила соответствующего лантаноида. В случае оксидов лантаноидов нанесение проводят дополнительной пропиткой катализатора со слоем серебра в
100 мл водного раствора азотнокислой соли лантаноида, взятого из расчета на получение концентраций промотора, приведенных в табл. 3. После удаления избытка воды катализатор прокаливают 2 ч при 350 С, а затем 6 ч при 700 С.
Готовый катализатор устанавливают непосредственно за сушильной камерой, Результаты испытаний приведены в табл. 3 и 4, Из полученных результатов видно, что при концентрации серебра ниже 1,0% и лантаноида (лантана) — ниже 0,05% активность катализатора начинает падать, а при их концентрациях выше 4,5 и 0,23% соответственно их активность уже не изменяется.
Поэтому концентрационные диапазоны серебра и лантаноида (оксида лантаноида) следует установить равными 1,0 — 4.5 и 0,05—
A.23 À соответственно, Из табл. 4 следует, что природа лантэноидэ (окисла лантаноида) и носителя (пемза или оксид алюминия) практически не влияет на активность катализатора.
Испытание срока службы катализатора проводят на примере состава 4 (табл, 3) путем установки катализатора на промышленном сушиле литейного цеха. Из результатов испытаний (по СНБО, СО и БП), приведенных в табл. 5, видно, что предлагаемое ре1745318 шение работоспособно в течение 90-100 ч, что в три раза дольше, чем работоспособность прототипа.Дожиг БП возрос с 37 до
60-70 7ь.
Таблица1
*) Здесь и в табл 2-5 ПДК* )з мг/м равны; для формальдегида 0,2, для акролеина з
0,5, для БП -0,00015 и для С0-4,0.
Таблица2
Предлагаемое техническое решение позволяет снизить по сравнению с прототипом выброс альдегидов в атмосферу рабочей эоны в 3 раза, а по сравнению с простой вентиляционной системой в 27 раз.
Использование прямоточной системы для каталитического дожига позволяет применять данный способ в любой действующей вентиляционной системе без каких-либо серьезных конструктивных изменений. Кроме того, использование и редлагаемого катализатора позволяет снизить величины выбросов в атмосферу С0 и высокотоксичного канцерогена — 3,4-бенэпирена.
Формула изобретения
1. Способ очистки отходящих газов от альдегидов, включающий окисление на катализаторе, содержащем благородный ме5 талл на носителе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью очистки от полициклических ароматических углеводородов и повышения долговечности, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно
10 промотированное лантаноидом или оксидом лантаноида при следующем соотношении компонентов, мас, j,:
Серебро 1,0-4,5
Лантаноид или
15 оксид лантаноида 0,05-0,23
Носитель остальное, и процесс ведут при 150-400 C.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве носителя используют
20 пемзу или оксид алюминия.
1745318
Таблица3.
Великими аибросоа, ед. ПДКГ»
Катализ аторм состав
Pt Ag L«Носитель
«1403
Формальдегид I Акрополи
- )-т- :!::- ы..---. Г Г ка Гтф
Беа каталиаатороа
13,8 6,8 . 5,4 14,5 22,7 5 ° 8 75 28 28а
Прототип (an-56) 05 - - 995
009 От7 а ° 7 09 02 52 ° 5 196 196
Предла гаемиц сплав
4,3
2,7
1,0
0,8 а,8
1,5 14,0
I,0 8,4
0,7 2,3
0,5 1,0
0 5 1,О
1,8 0.9 1,1 0,8
0,7 0,7
0,6 0,6
0,6 0,6
О ° 8 1,О, 0,7 0,7
0,6 05
0,6 0,5
0,6 0,5
007
0,7 0,7 а ° 5 0,2
0,5 0,2
0,5 0,2
0,03 99,07
0 05 98,95
01» 9736
0023 94077
0,25 94,25
0,9
1,0
2,5
5,0
5,5
Таблица»
Носитель.Лаитамомд . (ЕГО О>Мсел) Формальдегид
jKO (000t001) 0 000
КО ГТФ
ОФ ГТФ
О,б О,б О.S
OO-1 ) КО
1 ° Î I,О
ЛТ,Оа
Пемза
0,6
0,5
0,7
0,4
OтS 1 ° О 0>9
Отб I>0 0,8
0,5 1,0 1,0
0,7 0,7 0,4
0,9 0,8
О,б 0,7
0,7 О,б
0,6
О,З
ЛТгоь
Пемза
Ка
1,0 0,9
1,0 О,а
0,5 0,9
008
0,9
О,б 0,5 0,4
«1 О
Пемза
О,б,0,7
I ° 1
0,9
0,9
0 6
Еп
0,4
О,Т
0,5
0,7
0,7
O,S
«1 Фаз
Пемза
0,7
0,7
0.7
0,5
О ° 3
0,3
0,4
1,0
0,5
0,7
0,5
0,5
1,0
0,9
0,9
0,9
О,а
«ltOS
Пемза
Ьазат
0,4
004
О,S
О,б
«1>01
По за
0,4
Ната, О,б
O0S
0,3
0.4
0,4
004
0,4
О,б
О,S
О,б
0,6
О,б 0,7
0,5 0,7
0,5
Dy1O4
«I2Dy
Пе>>за
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
«1204
Пе>ьт а
0,3
Етз03
О;5 0,9
0,5 0,9
0,7
0,4 0,5 0,5 0,3
0,4
О,Т
Составитель А.Пестрякова
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова
Редактор О.Головач
Заказ 2343 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, 7К 35. Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101
0,5- 0,5
0,4 0,6
0,4 0,5
0,4 0,3
О. 4 ОТЗ
0,4 0,4
О,4 0,4
0,4 0>ll
0,5 D,З
0,5 0,5
0,5
O>S
0,5
О,б
0,4
0,4
0,5
0,4
0,3
0,2 0,8
0,3 0>9
0,3 0,9
0,2 0,8
0,2 Р>9
0,3 1,0
0,3 1,0
0,3 1,О
0,3 0,9
0,3 0,7
0,3 0,7
О,3 О,а
0,2 0,7
0,2 0>7
0,3 0,7.
О,З 0,7
009 1,0
1,0 О,О
0,9 1,0 о,а 1„о
0,5 0,4
0,5 0,5
О,б 0,7
О,б 0,5
О,б 0,7
0,5 0,5
005 О>б
0,5 О,б