Катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси углерода

Катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистически и

Республик (n> 882590 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (я)м. кл.з (22) Заявлено 20.12. 79 (21) 2855245/23-04 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

В 01 J 21/08

В 01 J 23/72

ГесуяарствеииыЯ кеиитет

СССР ие яелви изебретеииЯ. и еткрмтиЯ (53) УДК 66.097.3 (088.8) Опубликовано 231181 Бюллетень NQ 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81 г

Е. Б. Королева, A. Л. Кондрашева, Н. Ф.: Федоров, И.П. Алексеева, A.Ï. Душина н Л.Е. Х1нтвинов (72) Авторь изобрет.ения

Опытное конструкторско-технологичес ое бюро

"Кристалл" с опытным производством Ленинградского технологического института им. Ленсов та (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЗДУИНЫХ

СМЕСЕЙ ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА

Изобретение относится к катализаторам для очистки газовоздутаных смесей от токсичных примесей, в частности от окиси углерода, и может

5 быть использовано для удаления СО из газовых технологических выбросов и выхлопных газов.

Известен палладий-рутениевый катализатор для очистки гаэовоздумных смесей от окиси углерода, содержащий до 50% ат. рутения на носителе,в ка-честве которого он содержит бентонитовую глину, окись алюминия или силикагель t.13.

Недостатками этого катализатора являются содержание в качестве активной добавки драгоценного металла (иэ группы Рс);сложность его синтеза, включающего, KIRK правило, обработку продуктов при высоких температурах, 2О часто неоднократную, таблетирование полученной контактной массы; малая экономичность, особенно в случае применения Pt u Pd-катализаторов; малая стабильность (отравляемость водой, аммиаком и пр, ).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для очистки гаэовоздушных смесей от З0 окиси углерода, включающий медьсодержащий компонент, в качестве которого импользуют окись меди, в количестве 5-80 мольн. Ъ, окись церия и носитель — окись алюминия С23.

Недостатком известного катализатора является недостаточная активность. Так, окисление окиси углерода на известном катализаторе заканчивается при 310 С. Степень окисления 95%, объемная скорость 1200 ч ч

Цель изобретения — повышение активности катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор содержит медьсодержащий компонент — снликат меди на носителе — двуокиси кремния при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Силикат меди 85,4-99,4

Двуокись кремния 0,6-14,6

Катализатор получают обработкой в статических условиях навески, силикагеля марки КСК 0,1 М раствором аммиаката меди в 0,3 М избытке аммиака (рН 10,0) с последующей проиывкой продукта слабым раствором аммиака и водой, что позволяет получить при комнатной температуре продукт с высокоразвитой поверхностью и рав. 882590 номерным распределением активной добавки - силиката меди. Содержание меди в получаемом продукте определяют как по разности концентраций ионов меди исходного и равновесного растворов, так и по десорбции меди из твердого продукта после извлече-. ния ее Соляной кислотой (1!1). Содержание меди в том и другом случае определяют. химическим объемным методом (иодометрическим титрованием).

Наличие силиката меди подтверждено ИКС-методом.

Процесс Удаления СО;осуществляют . в динамических условиях в каталитической трубке при 275-300%С объемной скорости потока 2700 ч и ис- 15 ходной концентрации окиси углерода в гаэовоздушной смеси 0,5 об.%.

Пример 1. Силикагель марки

КСК (твердое вещество — .Т) заливаЮт

0,104 N раствором аммиаката меди (жидкость — Ж); Т < Ж 6,5 ° 1000. ,Взаимодействие проводят.в течение . 40 сут. Раствор сливают, полученнЫй продукт промывают приблизительно

0,3 М раствором аммиака, затем— дистиллированной водой (до отрица™ тельной реакции иа ион НН ). Влажный осадок высушивают на воздухе.

Получают катализатор состава, вес.%: силикат меди 85. 4 и двуокись кремния 14,6,. .30

Влажную газовоздушиую.смесь, со" держащую 0,5 об. % СО, пропускают через слой 5 см катализатора.с объем" ной скоростью 2700 ч при 200 ;300 С. Окись углерода удаляется иэ

-смеси при 25@ С на 72%, при 275 Сна 94%, при 300 С вЂ” на 100%. Пря

275 С проверяют стабилЬность работы катализатора по окислению CO в течение 300 ч, которая составляет,ф

90%, т.е. снижения активности практически не наблюдается.

Пример 2. Силикагель Марки

КСК дважды обрабатывают раствором аммиаката меди. Исходный силикагель заливают 0,104 М раствором аммиаката меди в 0,3 М избытке аммиака (T:Æ

6,5:1000) на 30 сут. Затем полу» чейный продукт обрабатывают 0,094 М . раствором аммиаката медя (Т Ж ®

10г1000) в течение 30 сут. По окой" ® чайки взаимодействия образец отде" ,ляют от жидкости, промывают слабым раствором аммиака, затем водой и высушивают на. воздухе.

Получают катализатор состава, И вес.% силикат меди 95,2 и двуокись кремния 4,8.

Влажную газовоздушную смесь,содержащую 0,5 об.% СО, пропускают через слой 5 см катализатора с объемной щ скоростью 2700 ч при 200-300 С.

Окись у ;лерода удаляется из смеси при 250 С на 74%; при 275 С - на

95%; при, 300 С - на 100%. При

275©C проверяют стабильность работы

Пример,Ф Темгература 4 С.

Степень окисления СО,% б

200 36,0 250

72,0

275 94,0

100

300

200 39,0

250 74,0

275 95,0

300 100

200 40,0

250 75 0

275 95,0

300 100,0

В табл.2 приведена сравнительная эффективность в процессе очистки газовоздушных смесей от окиси угле-. рода настоящего и известных катайизаторов. катализатора по окислению CO в течение 300 ч, которая составляет 90%, т.е. снижения активности катализатора практически не наблюдается.

Пример 3. Силикагель марки

КСК дважды обрабатывают раствором ммиаката меди. Сначала взаимодействие проводят в течение 30 сут с

0,104 М раствором аммиаката меди (Т:Ж - 6,5:1000), затем в течение

45 сут с 0,094 М раствором аммиака- . та меди (Т:Ж = 10:1000).Далее про-, дукт отделяют от жидкой фазы, промывают аммиаком и водой и высушивают Hct воздухе.

Получают продукт состава,вес.%: силикат меди 99,4 и двуокись кремния 0,6.

Влажную гаэовоздушную смесь,содержащую 0,5 об.% СО, пропускают через слой 5 см катализатора с объемной скоростью 2700 ч при 200-300 С.Окись

Ф углерода удаляется из смеси при

250 С на 75%; при 275 С вЂ” на 95%;при.

300 — на 100%. При 275 С проверяют стабильность работы катализатора по окислению СО s течение 300 ч, которая составляет 90%, т.е. снижения активности катализатора практически не наблюдается.

В табл.1 приведены данные об активности катализатора по примерам, 1-3 s реакции окисления СО.

Т а б л и ц а 1

882590

Степень окисления через

300 ч рабо ты, Ъ

Степень окисления,В

Катализатор

Известный E23

310

Известный Г13

40,0

200

92,5

300

98,5

400

99 5

500

По примеру 1

36,0

200

72,0

94уО

100200

39,0

По примеру 2

24,0

275

9.5, 0

100

300

4 0, 0

7 5, 0

200

По примеру 3

, 250

95,0

100

300

Формула изобретения 85,4-99,4

Катализатор для очистки газовоз- 0,6-14,6 душных смесей от окиси углерода, включакщий медьсодержащий компонент Источники информации. на носителе, о т л и ч а ю щ и й- 5 принятые во внимание при экспертизе с я тему чтор с целью IIDBMdBHHR активности катализатора, он в каче- : 1. Авторское свидетельство СССР стве медьсодержащего компонента со-,,р 217389, кл. iB 01 J 23/44, 1967. держит силикат меди, а в качестве носителя — двуокись кремния при сле- 60- 2. Авторское свидетельство СССР дующем соотношении компонентов, Р 212994, кл. В 01 J 23/32, 1966 вес.Ъз (прототип).

ВНИИПИ Заказ 10042/9 Тираж 570 Подписное

Силикат меди

Двуокись кремния

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.Ïðoåêòíeÿ,4

Как видно из табл.4, катализатор

:позволяет получить при заданных условиях проведения процесса (С, t) большую степень окисления СО при высокой стабильности очистки во времени. Так, практически 100%-ная степень окисления окиси углерода на предлагаемом катализаторе, достигается при 27з- С, на образце прототипа окисление заканчивается при .310 С, а на образце аналога при 3004С. Достаточно высокая степень окисления

СО (75%) достигается на предлагаемом катализаторе уже при 250 С. В сравнении с известным катализаторами предлагаемый является более простым по химическому составу, более простым и дешевым по способу приготовления, т.к. синтез его не требует использования драгоценных металлов (Pd и Pt). Кроме того он стабилен во впемени в Irpollecce окисления СО. Га блица 2