Катализатор для очистки выхлопных газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОписАние иЗОБРетени т

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5043743/04 (22) 10.03.92 (46) 30.10.93 Бюп. Ne 39-40 (71) Институт структурной макрокинетики PAH (72) Мержанов АГ; Боровинская И.П.; Лорян ВЭ.;

Григорян ЭА; Першикова Н.И.; Смирнов КЛ. (73) Институт структурной макрокинетики РАН (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОП(19) RRU U(И) 2001674 С1 (51) 5 В01321 12 801 D53 36

НЫХ ГАЗОВ (57) Использование: в каталитической химии, в частности в процессах каталитической очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания

Сущность изобретения: в качестве катализатора глубокого окисления продуктов сгорания используют катализатор — сиалон состава SiO Al О N

2 4 4 4

М

CO

СР

Ch

4

2001674

Изобретение относится к процессам каталитической очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДБС), а именно к катализаторам глубокого окисления продуктов сгорания ДВМ.

Известен Pt-Pd катализатор окислительной очистки выхлопных газов ДВС на блочном носителе из нитрида кремния ПТ7-5, содержащем 10,5 (А!рОз, Pt Pd 0.210.22 .

Выхлопные газы, содержащие окись углерода, углеводороды и окись азота. обезвреживают каталитическим дожиганием при температуре 140 — 250 С и объемной скорости 30 — 140 10 ч з -1

Недостатком катализатора является высокая стоимость и сложность приготовления катализатора и регенерации благородных металлов при утилизации носителей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является очистка отходящих газов от вредных примесей путем пропускания газов при повышенной температуре через слой катализатора. представляющего собой окись меди. нанесенную на окись алюминия, Отходящие газы, содержащие окись углерода, фенолы. альдегиды, обезвреживают каталитическим дожиганием на нанесенном окисно-медном катализаторе пои 350 — 470 С и объемной скорости 10 10 ч

Недостатком катализатора является многостадийность процесса осаждения окиси меди на у -окись алюминия, высокая токсичность промывных вод, наличие в процессе дожигания подконтактного теплообменника для предварительного подогрева отходящих газов.

Целью изобретения является расширение ассортимента катализаторов окислительной очистки выхлопных газов.

Поставленная цель достигается применением/3-сиалона состава SizAlq04N4 в качестве катализатора окислительной очистки выхлопных газов ДВС, /3 -сиалон состава Sip-xAlxOxNg-x (где х 4,2) известен как конструкционный материал, но в качестве катализатора глубокого окисления продуктов сгорания

ДВС ранее не применялся.

Заявляемый катализатор может быть приготовлен известным способом.

Готовят экзотермическую смесь из взятых порошков кремния и смесь оксидных и нитридных соединений алюминия. При этом компоненты берут так, что после реакции азотирования состав продуктов выражается формулой Р2А!404Й4. Полученную смесь по5

55 мещают в реактор, который заполняют азотом до давления 0,1-500 МПа. Затем проводят реакцию азотирования в режиме направленного послойного горения после локального воспламенения экзотермической смеси с помощью вольфрамовой спирали, на которую подают кратковременный импульс электрического тока напряжения

20-50 В и силой тока 30-70 А. Раскаленная спираль, соприкасаясь с экзотермической смесью; инициирует реакцию горения в тонком слое смеси с азотом. За счет тепла, выделившегося в резульате экзотермической реакции смеси с азотом, прогревается и воспламеняется следующий слой, Таким образом, формируется фронт горения, который распространяется по смеси, После окончания синтеза давление в реакторе сбрасывают до,атмосферного и извлекают спек порошка из/3 -сиалона, который затем размалывают до порошка с микронными размерами зерен. После химической обработки в кислых и щелочных средах получают готовый продукт/3 -сиалон заданного состава с определенной удельной поверхностью, обладающий, как обнаружено авторами, каталитическими свойствами. Приготовленный катализатор испытывали на каталитическую активность в реакциях окисления в проточной системе при атмосферном давлении с непрерывной регистрацией компонентов на хроматографе, Пример 1. В шаровую мельницу загружают смесь порошков, содержащую 49 мас. порошка кремния, 36,6 мас.7ь порошка оксида алюминия — модификации и 14,4 мас. порошка нитрида алюминия, перемешивают в течение 60 мин. Затем полученную смесь засыпают в графитовый стакан.

Далее смесь в графитовом стакане помещают в реактор и заполняют азотом до давления 50 МПа. после чего инициируют горение смеси подачей электрического тока на спираль, которая находится в контакте с исходной смесью. После окончания реакции давление в реакторе сбрасывают и извлекают конечный продукт, который представляет собой спек с относительной плотностью примерно 0,5. Полученный после размола спека порошок химически обрабатывают в кислой щелочной среде. Удельная поверхность полученного порошка Р-сиалона 17,8 м /г.

Приготовленный таким образом катализатор испытывают следующим образом. 1 мл порошка засыпают в проточный реактор и нагревают до температуры реакции, Далее в реактор подают газовую смесь с температурой 200 С, содержащую окись

2001674

Составитель А.Мержанов

Техред М. Моргентал КОРРектоР М.Ткач

Редактор Т.Пилипенко

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3142

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 углерода 10 об., углеводороды 1,0 об. (,, окись азота 1,0 об.7,, кислорода 8,0 об,ф,, азот — остальное, При температуре слоя катализатора 500 С происходит практически полное окисление вредных примесей. После дожигания в отходящих газах окись углерода, углеводороды и окись азота отсутствуют, Анализ компонентов реакции проводился на хроматографе ЛХМ-8М, Формула изобретения

Применение j3 = сиалона состава Slz Ala 04 (56) Антонова Н.А. и Попова Н.М.! Всесоюзная научно-техническая конференция.

"Блочные носители и катализаторы структуры". 1990 г., г. Пермь.

5 Авторское свидетельство СССР

М 789574, кл. С 10 К 3/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1626601, кл, С 04 В 35/58, 1989.

N4 в xasecTse KaTanvaaTopa pns o vc>KM e хлопных газов.