Катализатор для очистки газовых выбросов от вредных примесей

Катализатор для очистки газовых выбросов от вредных примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социвпистичесиик реснубиии

<«910180 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05.80 (21) 2922230/23-04с присоединением заявки Рй (51)М. Кл.

B Ol f 23/74

В Ol J 21/06 Ьвударетееииы6 «еиитет

СССР ав делен иэабретений и открытии. (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82, Бюллетень М 9 (53) УДК 66.097. .3 (088.8) Дата опубликования описания 09.03.82 (72) Авторы изобретения

О. Н. Коваленко, П. Г. Бырульников и В. В. По

Ордена Трудового Красного Знамени институт к

Сибирского отделения AH СССР (7l ) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

GT ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ

Изобретение относится к катализат рам глубокого окисления, предпочтитель но, для процессов дожигания органическ щ ,примесей и водорода, которые присутствуют в газовых выбросах, образующихся в результате технологических процессов

5 или в результате сгорания топлива дви- гателей.

Известно, что в процессах глубокого окисления углеводородов, окисления СО, та водорода наиболев активной среди окислов переходных металлов является за» . кись-окись кобальта ) 1).

Однако С о О4 характеризуется невысокой удельной поверхностью и низкой

13 механической прочностью. Эти недостат ки можно устранить применением носителяе

Известны катализаторы дожигания .на металлическнх носителях, например, содержащие платину или палладий (2J °

Наиболее близким к изобретению является катализатор для очистки газовых . выбросов от вредных примесей, содержаший закись-окись..кобальта на носителеалюминате магию твшт следующем соотношении компонентов, . вес.%а закись-окксь кобальта 13 25, носительостальное З).

Известный катализатор готовят пропиткой гранул носителя МЯ М Ярасплавом крист аллогидрата кобальта с .последующей сушкой и прокаливанием при

450 С в течение 6 ч.

Однако этот катализатор имеет невысокую активность (см. табл).

Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Для этого катализатор для очистки газовых выбросов-от вредных примесей содержит закись-окись. кобальта на носителе-металлическом титане при следующем соотношении компонентов, вес.%: закись-окись кобальта 3,7-10,0, носитель-остальное.

Данный катализатор по сравнению с известным обладает повышенной активностью (см. табл).

91018

В катализаторе э качестве носителя. используют пористый металлический материал (пористый титан), используемый в промышленности в качестве фильтров (4).

Использование титана, имеющего про- 1 чность гранул 1000 ar/cM и теплопроводность 9 вт/м.груд при 500 С, что зн чительно выше, чем в случае использования алюмината магния, имеющего проч, aonb lOO zr/oì и xeaaoaposogsocrs

4,5 вт/град при 500 С позволяет приме нять данный катализатор в высокоэкэотермических .процессах, дожигания и в

1 процессах создания нейтральных атмосфер . и создать конструкцию с малым газоди- 15 . намическим сопротивлением потоку и высокой геометрической поверхностью. .Катализатор готовят следующим обрвI зом.

: 1. Подготовка носителя. 20

Требуемое . количество пористого металлического титана обезжиривают ацетоном и сушат под инфракрасной лампой.

2. Приготовление расплава {раствора) криствллогидрата взотнокислого кобальта.

Расплав кристаллогидрата азотнокислого кобальта готовят, нагревая навеску этого вещества при 80-100 С. Коппена рация получаемого расплава определяется количеством кристаллиэационной воды в молекуле кристаллогидрата Со (Щ ) ба g и равна в пересчете на Со О ) 6,7 вес.%.

При получении катализаторов с меньшим содержанием кобальта могут быть исполь- . зованы водные растворы Со(HO>), полученные растворением навески кристаллогидрата Со(Н О ) . 6Н Ов необходимом количестве воды.

3. Пропитка.

Обработанный по и. 1; пористый носитель погружают в расплав (раствор)., нагретый до 80-100 С, твк, чтобы он весь был покрыт им,. и оставляют на 30.мин.

После этого титан вынимают из расплава, встряхивают для удаления избытка рас43 плава и сушат при 50-80 С в течение

3-6 ч.

4., Термообработка.

Высушенный носитель помещают в печь и прокаливают иа воздухе. Темпера- Э турный режим. следующий: повышение температуры от комнатной до 400 С-ЗО мин., при 400 С -2 ч, медленное охлаждение при естественном остывании печи 3-5 ч.

При этом происходит разложение Co(NGy ) до СоЗО,, После охлаждения полученного катализатора до комнатной температу- ры его взвешивают и определяют привес.

0 1

Обычно за одно пропитывание:наносится приблизительно 5 вес.% Со 04.

П р и м:е р 1. В качестве носителя используют пористый металлический титан (удельная поверхиость 9у* 0,04м / пористость 50%, радиус пор 3,5/4, тол шина пластин 1 мм, плотность 3,1 гlсмЪ

Носитель весом 9,38 r. обеэжиривают ацетоном и сушат.под инфракрасной лампой в течение часа при 100 С.

Готовят раствор азотнокислого кобальта концентрации 0,22 г Со 04 (мл). Для . этого навеску 16,14 г Со(ЙО ) . 6 Н О растворяют в 20 мл Н О. !

Обезжиренный носитель погружают в приготовленный раствор, нагретый до

90 С, так, чтобы он весь был покрыт раствором и оставляют на 30 мин. После этого титан вынимают иэ раствора, встряхивают и сушат при 60 С в течение 4 ч.. о

Высушенный образец проквливвют в печи на воздухе. Температуоный режим: повышение температуры от комнатной до

400 -30 мин, при 400 С - 2 ч, мед ленное охлаждение при естественном остывании печи - 3 ч.

При этом наносится 0,1 r Со О, что составляет 1 вес.% 5 образца, определенная по методу тепловой десорбции вргонв, равна 0,55 м /r. и

Пример .2. Аналогичен. примеру 1.

Раствор азотнокислого кобальта «онцентрвции.0,67 r C@O4 /мл готовят растворением 48,40 r кристаллогилрата

Co(H+)g». 6Н О в 20 мл Н О.

Вес исходного носителя 10,01 г, вес носителя с Со О, - 10,38 r, привес. равен 3,7 вес.% g оoб6рpаeэeц в e 1l,2 м /г катализатора.

Пример 3. Аналогичен примеру 1.

Огличие состоит в том,. что в качестве пропиточного раствора берется расплав кристаллогидрата Со(Й Оу . 6 Н О концентрации 6,7 вес.% Со Я .

На носитель весом 4,5Ь г наносят, 0,23 г Со О, что составляеч; 5 вес.%, 9уд образца равна 0,8 м /r катализатора.

Пример 4. Аналогичен примеру 1.

Отличается тем, что в качестве исходного берут образец катализатора, полученного по. примеру 3.

Вес исходного образца - 5,57 г, вес образца с Со О - 5,85 r, привес равен

5 вес.%, общее содержание Со О в образце составляет 10 вес.%, g образца 0,6 м /r катализатора.

5 910180 6

Пример 5. Аналогичен примеру 1. Осе катализаторы были испытаны. в

Отличается тем, что в качестве. исход- модельных реакциях окисления водорода ного берут образец.катализатора, полу- и метака, проточно-циркуляционнйм меченного по примеру 4. тодом, поскольку .исследованиями (1) поВес образца 5,27 г, привес равен . казано, что, если катализатор активен в

0,25 г, что составляет 5 вес.% Co+4, реакциях окисления водорода.и метана, общее содержанке СО О в образце 15 вес.%, выбранных в качестве модельных, то он образца 0,4 мЖг. будет активен к в других реакциях глубо ! кого окисления - (окисн углерода, углево П Р и м Е Р 6. Аналогичен пРимеРУ 1.1о дородов и ap.).

Отличается тем, что в качестве исходно» Состав исходной смеси - 1 об.%, вого берут образец катализатора, полученно- дорода (метана), остальное кислород го по примеру 5, (либо воздух, если окисление метана), Вес исходного носителя 4,66 г, привес- скорость подачи газовой смеси - 10 л/ч, равен 0,95 r, общее содержание СВОА g скорость циркуляции - 600 л/и. в образце 20 вес.%„S образца 0,3 м /г. Каталитическая,активность образцов катализатора. в реакциях окисления водорода и метана. ислеиие метана кисление водорода остав каталиэаора, вес.%

W 500PC. 10" > ,5 об. k СН

300 С, 1/час. м

g 50% Hg

as 1 cM аталиэаора С

0,9

261

1 1

2 3,7

3 5

4 10 ,5 15

209

96,3

2,1

6,7

210

3,9

208

264

2,1

261,5

6 20 80

М.

Прототип

2,0

0,14

254

+g 50% Н - температура достижения 50% степени превращения водорода для 1 см З катализатора. о 61500 С, 0,5 об.% СН - скорость реакции окисления метана при

500 С и текущей концентрации метана в реакционной смеси 0,5 об.%, см СН /сек.r

3 катализатора.

ВНИИПИ . Заказ 941/3 Тираж 577 Подписное

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, уц. Проектная, 4

К- Прототип представляет собой Со О /Мц А8 О, содержание окисизакиск кобальта 13 sec;, щ = 32 м Ir, плотность 2,2 г/см .

2 3

-».Ь ..

Ю

Формула изобретения 4 Источники информации, та""затор A s D HGTKH газовых выбросов от вредных примесей, содержащий 1. Поповский В. В. Процессы глубокого окисления. Инолит катализа СО

АН СССР, Н в бирж, 1973, с. 23. повышения активности катализатора, он содержит в качестве носителя металлы- 2. Авторское свидетельство СССР, ческий титан при следующем. соотношении % 292700, кл. В 01 У 23/42, 1971. компонентов, вес.%: закись-окись кобаль- 3. Патент Великобритании % 1377191, та 3,7-10,0, металлический титан оста- «л. В 1 Е, В 01 т, опублик 1974 льное. (прототип) °