Катализатор для очистки газов от оксидов азота и серы

Авторы патента:

C01B17/60 - выделение диоксида серы из газов

B01J23/89 - в сочетании с благородными металлами

B01D53/60 - одновременное удаление оксидов серы и оксидов азота

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА И СЕРЫ, включающий оксиды железа (Ш), марганца (П), алю «шния, кальция и кремния, о т л игчающийся тем, что, с целью повьшения активности, он дополнительно содержит палладий и оксиды меди (П) и магния при следукяцем отношении компонентов , мас.%: Палладий0,1-1,0 Оксид меди (П) 1,0-10,0 Оксид магния t,5-3,9 Оксид железа (Ш) 40,0-60,0 Оксид марганца (П) 0,1-1,0 Оксид алюминия 1,0-5-, О Оксид кальция 1,0-2,0 Оксид кремния Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИМ ае oD

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3585153/23-04 (22) 16.02.83 (46) 15.06.84. Бюл. К 22

Э:»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) Е.М. Некрич, Ю.П. Хлебников и Э.В. Решетняк (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по оборудованию для кондиционирования воздуха н вентиляции (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Заявка Франции Ф 2466434, кл. С 01 В 17/60, В 01 D 53/36, опублик. 1981.

2. Авдеева А.В. Получение серы из газов. М., "Иеталлургия", 1977, с. 56 (прототип) .

3459 В 01 7 23/89, В 01 D 53/36//

С 01 В 17/60 (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА И СЕРЫ, включающий оксиды железа (Ш), марганца (П), алюминия, кальция и кремния, о т л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности, он дополнительно содержит палладий и оксиды меди (П) и магния при следующем отношении компонентов, Mac.X:

Палладий О, 1-1,0

Оксид меди (11) 1, 0-10, 0

Оксид магния 1,5-3,9

Оксид железа (Ш) 40,0-60,0

Оксид марганца (П) 0,1-1,0

Оксид алюминия 1 0-5.,0

Оксид кальция 1,0-2,0

Оксид кремния Остальное

1097370

Изобретение относится к катализаторам для очистки газов от оксидов азота и серы и может быть применено для очистки отходящих газов химических производств и воздуха, со- 5 держащего вредные примеси.

Известен катализатор для очистки газов от оксидов азота и серы, содержащий медь или оксиды меди, а также рутений и рений или их оксиды, нанесенные на носитель из у или

g = Af O с удельной поверхностью

50-500 .м /r, при содержании компонентов (в пересчете на металл);

5-15 мас.Х, Си и 0,01 вЂ” 2X Ru и Re, носитель остальное (1 j.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор (23 для очистки газов от оксидов азота и серы, содержащий оксиды железа (Ш), марганца (П), алюминия, кальция, кремния и титана при следующем содержании компонентов, мас.7:

Оксид железа (m) 23,0

Оксид марганца (П) 0,1

Оксид алюминия 62,0

Оксид кальция 0,4

Оксид кремния 12,0

Оксид титана 2,5 30

Однако известный катализатор характеризуется недостаточной активностью.

Так, например, 80-85 -ная степень очистки газа от оксидов азота и серы происходит при 900 С и объемной ско- 35 рости 350 ч "при восстановлении их метаном в присутствии известного катализатора, а при взаимодействии SOg и ИО с СО подобная степень очистки достиг ается при 600 С и объемной ско- 40 рости 200-400 ч .

Цель изобретения вЂ” повышение активности катализатора.

Указанная цель достигается тем, что катализатор для очистки газов 45 от оксидов азота и серы, содержащий оксиды железа (Ш), марганца (ff), алюминия, кальция и кремния, дополнительно содержит палладий и оксиды меди (П) и магния при следующем от- . SO ношении компонентов, мас.7.:

Палладий 0,1 вЂ” 1,0

Оксид мели (11) 1, 0-10

Оксид ма г ния 1,5-3,9

Оксид железа (П) 40,0-60,0

Оксид марганца (11) 0,1 вЂ” 1,0

Оксид алюминия 1,0-5,0

Оксид кальция 1,0-2,0

Оксид кремния Остальное

Предлагаемый катализатор по сравнению с известным обладает повышенной активностью. Так, например, 80-85Х-ная степень очистки газа от оксидов азота и серы происходит при 650-700 С при восстановлении их метаном в присутствии предлагаемого катализатора, а при взаимодействии SO и NÎ с СО подобная степень очисткй достигается при 350-400 С.

Предлагаемый катализатор получают путем пропитки магнетизированной железной руды растворами нитратов или других солей меди и палладия с последующей сушкой и термообработкой.

Испытания проводят в проточной установке с фильтрующим слоем.

Результаты испытания активности катализаторов, характеризующейся степенью восстановления NO u SO метаном или оксидом углерода (водородом), вычисляют по анализам концент,раций оксидов азота и серы в азоте до и после катализа при следующих входных параметрах: соотношения

СН/(МО + 802) = 2,5 и температур

650-700 С, соотношения СО/(NO + SOg)= вЂ” 3,5 и температур 350-400 С. Во всех опытах дозировкой в азот поддерживались постоянным начальное содержание

NO = 0,01-0,033, SO = 0,03-0,1Х и объемная скорость 2 10 ч .

Пример 1. Железную руду обрабатывают путем магнетизирующего обжига при 500 С в течение 3 ч в восстановио тельной атмосфере. Это придает ей требуемую пористость за счет удаления гуминовых и сернистых соединений. Обработанную железную руду фракции

1,0-3,0 мм, содержащую, мас.X: Fe>O>

60,0, МпО 1,0; АЕ 0 5,0; Si0230,5;

MgO 2,3", СаО 1,2, загружают в реактор и пропускают газовую смесь указанного выше состава.

Степень восстановления NO и SO2 метаном и оксидом углерода (об.X) приведена в табл. 1.

1097370

Таблица 1 Температура, С

СО

БО2

SO2

350

62 30

400

650

700

Таблица 2

Температура, С о сн„

S02

350

400

650

700

Пример 2. Обработанную путем магнетизирующего обжига железную руду фракции 1,0-3,0 мм при

35 С раздельно пропитывают 10Х-ным о раствором нитрата меди и 5Х-ным пал ладия в течение 5 ч каждым, после чего гранулы сушат при 120 С в тео чение 3 ч, прокаливают при 500 С

Пример 3. Обработанную путем магнетизирующего обжига железную руду фракции 1,0-3,0 мм при 40 С раздельно о пропитывают 15Х-ным раствором нитрата . меди и 10Х-ным палладия в течение 5 ч каждым, после чего гранулы сушат при

120 С и течение 3 ч, прокаливают при о

500 С в течение 3 ч до удаления окси в течение 3 ч до удаления оксидов азота и выдерживают 3 ч в восстановительной атмосфере при 25 С. Полученный контакт содержит, мас.X: Fe O>

40,0; МпО 0,1; А 203 1,0; 8102 51,9, NgO 3,9; СаО 2,0, СиО 1,0; Pd 0,1.

В табл. 2 даны степени восстановления NO и S02 (об.Х). дов азота и выдерживают в восстановительной атмосфере 3 ч при 25ОС. Полученный контакт содержит, мас.Х: Ге Оь

50; МпО 0,55, А1203 3,0, 8102 36,2

NgO 2,7; СаО 1,5; СиО 5,5; Pd 0,55>.

В табл. 3 даны степени восстановления NÎ и S02 (o6.X).

1097370

Таблица 3

СН

Температура, С

SO>

350

400

650

700

Таблица 4 температура, С

СО

СН ио ) NO

802

350

100

400

650

700

100 аНИИПИ Заказ 4095/8 Тираж 533 . Подписное

Фкпиап ППП "Патеит", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Пример 4. Обработанную путем агнетизирующего обжига железную руду фракции 1,0-3,0 мм при 50 С раздельно пропитывают 20%-ным раствором нитрата меди и 15%-ным раствором палладия в 25 течение 5 ч каждым, после чего гранулы сушат при 120 С в течение 3 ч, проо аливают при 500 С в течение 3 ч до

Спекание и существенное падение активности по БО и SO не наблюдалось в течение 3000 ч. 50

Положительный эффект, пблуче нный при использовании изобретения, заклюудаления оксидов азота и выдерживают в восстановительной атмосфере 3 ч при о

25 С. Полученный контакт содержит, мас ° %: Fe20360,0, МПО 1,0, А1203 5.0, SiOg 20,5; MgO 1,5; СаО 1,0; СиО .10,0, Pd 1,0.

Степень восстановления NO и $С приведена в табл. 4 (об.%). чается в совместном восстановлении

NO и 802 и снижении температуры процесса восстановления, т.е. в расширении температурного диапазона работы газоочистительных установок.