Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота

Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистичесиих

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (tt) 941284 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 01.80 (2! ) 2865613/23-26 (5l}M. Кл.

С 01 В 21/20

G 01 и 31/1О с присоеаинениеит заявки М (23)ПриоритетГосударственный каинтет

Опубликовано 07.07 82. Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 07. 07. 82 по делан изобретений н открытий (53} УДК543.272. .32(088.8) А.К. Терещенко, В.К. Куринный, Л.Т.; Иошковская и Т.Ф. Шорсткая

1 (72) Авторы изобретения

Киевское научно-производственное объединенйе-"Аналитприбор" (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВУОКИСИ

АЗОТА ДО ОКИСИ АЗОТА

Известен катализатор, представляющий собой стекловидный углерод,, нагретый до температуры. 200-600 ф).

Однако при повышенных температурах и в атмосфере, содержащей

5 кислород, стеклоуглерод выделяет избыточное количество окиси азота, что вносит. погрешность в измерение.

Для того, чтобы хемилюминесцентный первичный преобразователь, вкотором используется специфическая реакция окиси азота с озоном, применить для измерения концентраций двуокиси азота, последнюю необходимо восстановить (конвертировать) до окиси азота.: !

Работа в составе газоизмерительного прибора предъявляет ряд требований к катализатору, основные из которых состоят в сохранении высокой скорости и эффективности преобразого вания (не менее 954 в течение весьма продолжительного времени непрерывной эксплуатации.

Изобретение относится к газоаналитическим измерениям и может быть использовано при построении хемилюминесцентных газоанализаторов на окислы азота.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является катализатор на основе графита с нанесенным на

его поверхность молибденом или вольфрамом. Рабочая температура

450-550 С )2J.

Недостаток известного катализатора восстановления двуокиси азота до окиси азота состоит в ограниченном сроке службы (до 30 суток).

Цель изобретения - увеличение срока службы катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в катализатор содержащий

941284 4

Концентрацию двуокиси и окиси азота о

При пропускании через такой катализатор газовой смеси с МО обеспечивается достаточно эффективное (96-984) и быстрое (несколько секунд) преобразование до окиси азота при температуре 200 20 С. Срок служ" бы катализатора превышает 60 суток.

Предлагаемый катализатор характеризуется увеличенным сроком службы, что удешевляет техническое обслужива-; о ние газоанализатора, отсутствием влияния других азотносодержащих соединений за счет снижения рабочей температуры катализатора; отсутствием разложения окиси азота на составляющие, 25 что обеспечивает высокую точность из3 мерения концентрации окислов азота.

Пример . Катализатор готовят из колотых гранул графита промышлен-,-о ного производства марки МГ-ООЧ. Средний размер гранул 2х3х3 мм . Гранулы обрабатываются 5/-ным водным раствором молибдата аммония или вольфрамата аммония. В раствор добавляют гидро

35 окись натрия или калия с расчетом, чтобы содержание щелочного металла составляло 10-30 вес.Ф от содержания молибдеиа (аольфрама). После удалеиия избытка раствора и сушки, графит прогревают при 600-700 С в потоке водорода. Испытание катализатора проводят в конверторе проточного типа. Объем рабочей камеры 25 см

Скорость анализируемой газовой

45 смеси около 1 л/мин. На вход конвертора от генератора двуокиси азота подают газовую смесь МО + возду с содержанием NO, равном 0,2 10 об.Ф. я МО при содержании Мо, Ч, вес.Ф

2 0

Мо W

0 6 1, Мо, - W Мо Ч

80,0 79,0 87,0 95,5 98,5 98,0 97,0 96,5 98,0 95,0

78,5 77,5 96,5 97,0 96,5 97,5 98,5 97,0 97,5 98,0

3 графит, молибден или вольфрам, дополнительно введены натрий или калий при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Молибден или вольфрам 0,2-1,2

Натрий или калий 0,06-0,2

Графит Остальное йа входе и выходе конвертора измеря. ют с помощью гаэоанализатора АРМА, 2000 (нХориба") Япония. Температура рабочей камеры конвертора 200-20 С.

Изменение степени восстановления

NO (— 100ь) двуокиси азота в процессе

МО непрерывной работы катализатора на углеродной основе при различном содержании молибдена или вольфрама приведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что при содержании Мо или W менее 0,23 от веса графита катализатор имеет низкую степень преобразования, которая резко уменьшается через 10-15 суток непрерывной работы. При содержании

Мо или W более 1,2 вес.3 катализатор также обнаруживает уменьшение эффективности преобразования в процессе напрерывной работы.

Таким образом оптимальное содер) жание Мо,W находится в пределах

0,2-1,2 вес.3.

В табл. 2 и 3 приведены данные, отражающие изменение (в процессе непрерывной работы) степени восстановления двуокиси азота на катализаторе, содержащем 0,6 вес.4 Мо(табл.2) или W (табл. 3), при различном содержании щелочного металла (Na или К).

Иэ таблицы видно, что при содержании щелочного металла менее 0,06 и более 0,2 вес.ь степень преобразования NO> на катализаторе снижается до уровня 90ь уже после 15-30 суток непрерывной работы. Катализатор, со держащий щелочной металл в количестве 0,06 - 0,2 вес.3, сохраняет высокую степень преобразования МО в течение всего испытуемого периода.

Таким образом, оптимальное содержание щелочного металла 0,06-0,2 весФ

Предложенный катализатор имеет достаточно большой срок службы и обеспечивает высокую точность измере-. ния концентрации окислов азота.

Т а б л и ц а

941284

Продолжение табл, 1

77,0 72,0 95,0 98,0 97,0 98,0 96,5 98,0 94,0 94,5

72,0 69,5 93,0 96,5 97,5 96,0 95,0 95,5 96,0 90,0

14

70,5 68,0 96 5 94,0 96,0 96,5 97,5

96,5 95,0 89,0

62,0 63,5 97,0 97,5 96,5 97 0 96,5 94,0 93,0 90,0

26

50,5 51,5 92,0 96,0 96,0 95,0 98,5 94,5 92,0 84,5

91,0 94,0 93,0 94,5 95 5 96,5 80 0

88,5 89,0 91,5 92,0 91,0 90,5 84,0 73,0

84,0 82,0 79,5 32,0 81,0 80,5 58,0 60,5

65

78 0 75е5 70 0 73 5 74ю0 76 0 40 0 45,5

72 0 67 ° 5 65 ° 0 60 0 63 0 69 5

Таблица 2

NO

Изменение степени восстановления (--- 1003) двуокиси азота

ИОа в процессе непрерывной работы углеродного катализатора, содержащем 0,6 вес.4 молибдена при различном содержании щелочного металла (натрия или калия) Степень восстановления МО, 3 при содержании щелочного металла, вес.3

Продолжительность работы, сутки

0,4

0,06

0,2

0,1

К Na. К

Na. К

Na

97,0

1 97,0 96,5 95,0 98,0 94,5 97,5 96,0

3 95,5 95,0 96,0 96,5 97,0 97,5

5 98 P 97,0 97,0 95,5 96,0 98,5 94,0

10 96,5 98,0 96,5 97 0 96,0 95,0 94,5

14 95,0 94,0 95,5 98,5 95,0 93,5 97,5

97,5 95,0 94,5

98,0 93,5 93,0

95,0 94,0 94,5

94,0 91,5 89,0

96,5 87,0 89,0

941284

Продолжение табл. 2

ПродолжительСтепень восстановления МО, 4 при содержании щелочного металла, вес.3 ность работы, сутки

0,1 0,2 0,4

0,06

Na К Na К Na К Na К

Ма

95,5 85,5 87,о

96,0 . 96,0

20 96 О 92 0 97 0 94 5 94 о

96,0 83,0

97,0 83,5

26 94,5 90,5 94,0 95,0 93,5 97,5

32 92 О 91,0 98 О 96 О 97 5 94 О

40 90,5 9o,о 96,0 96,5 98,0 95,0

52 85,5 88,0 95,0 97,5 96,0 95,5

65 77,о 70,о 97,5 98,о 97,5 97,0

70 70,5 75,0 95,0 97,5 96,5 98,0

85,5

95,0

96,) 82,0

96,5

93,0

95,0

94,5

Таблица 3

N0 изменение степени восстановления (— ° 100/) двуокиси азота

N0a в процессе непрерывной работы углеродного катализатора, содержащем 0,6 вес.3 молибдена при различном содержании щелочного металла (натрия или калия) Степень восстановления М02 ic при содержании щелочного металла, вес "

Продолжитель

0,06 0,1

О 4

К Na К

О. О ность работы, с тки

Na К . Na К Ма К

94,5 97,0 96,0

98,5 97,5 95,0

94,0 95,0 97,0 95,5

97,0 95,5 96,0 96,5 94,5 95 О 96,5 93,0 96,5 95,5

95е5 97 5 96)5 97 5

94,0 97,0 95 5 94,5 93,0

95 5

97,0

96,0 16,5 98,0

97,0 92 .0 $4,5

57,5 98,0

95,5

97,5 96,5 95,0 89,о 87,0, 14

97,0

96,о 85,о 84,5 с,,5 96,0 93,6

94,0 98,0 97 IO 94,5 86,0 82,0

96 5 95 0 96,5

97 5 94,о 96,0

97,5 82,5 79,0

97 О 81,5 7" 5

95,0 95," 98,5 9",5

94,5 93 0 94,5 93,5

89,5 90,5 95,0 96,0

85,5 84,0 93,0 97,0

84,5 81 5 95 о 96,5

97,5 82,0 80,0

95,0 83,0 81,5

97,5 81,5 8О,5

96,0 82,0 81,5

941284

Продолжение табл. 3

81 f0 82 f0 94ю5 93ю5 95ю5 93 ° 0 98у0 96) 0 82,0 77 ° 5

76,0 78,5 96,0 96,5 97 0 96,0 94,5 94ю5 79,0 73,0

65

97,5 97,0 93,5 95,5 95,о 97,0 77,0 74,5

71,0 73,0 формула изобретения

Составитель Т.Беренштейн

Редактор В.Бобков Техред М. Рейвес Корректор А. Гриценко

Заказ 4748/3 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота, содержащий графит с нанесенным на его поверхность молибденом или вольфрамом, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, он дополнительно содержит натрий или калий при следую- 2s щем соотношении компонентов, вес.Ф.

Молибден или вольфрам 0,2-1, 2

Натрий или калий 0,06-0,2

Гоафит Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ClllA N 3870468,кл.23-232, 197".

2. Патент США Ю 3730686,кл.23-232

1973.