Катализатор для сжигания газовых выбросов в нестационарном режиме

 

Изобретение относится к каталитической химик в частности к катализатору для сжигания газовьм выбросов в нестационарном режиме. С целые увеличения меха Ф1ческой лро «1ости и термостабильности катализатфа, он в качестве yipomna металла содержит хромит меди и/или магния формулы Mg Си Сг О . где X О 1, и качестве носителей - глину или шт«ер керамического лроизводства. лредварительно прокалежые при 500-550°С, лри следующем соотношении комлонентов, мас%: xpoiWT металла -152, носитель - остальное. Получежый катализатор обладает высокой термичеосой стабильностью (при 900° С 38.3 прот«« 14.3w/CM известного катализатора). 2 таба

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

54; EilTh - l

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4234112/04 (22) 2294.87 (48) 36.1293 Бюй йв 47-48 (71) Институт катализа CO АН СССР (72) Исмагилов ЗР„Баранник ГБ„ Суриков ВА; Шаров Н.Г„Гриднев ION; Куликовская НА; Шнрабина

РА; Кириченко ОА; Садовникова МА (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗОILIX 8Ы6РОСОВ 8 ЙЕСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ (37) Изобретение относится к катаапической х мии В частности к кататаиатору дпя Окигания газова выбросов в нестационарном режиме. С цетио (и) $Л (u) 1462Я2 Al (51) В 132 б В01Р 3 увеличения механической прочности и термостабипьности катализатора он в качестве кровна металла содержит хромит меди и/или магния формулы Mg Cu Cr 0 где х 0 —. 1, и качестве носи„тх х 2 4 телей — глину или шликер керамического производства, предварительно прокаленные при

500 550 С, при следуихцем соотношении компо-. нентов, мас%: хромит металла 6,4 — 152, носительостальное. Получеюый катализатор обладает высокой термической стабильностью (при 900 С 383, против 14.3нг/см известного катализатора). 2

2 табл

1462557

Изобретение относится к катализаторам, используемым в промышленности для сжигания с целью обезвреживания и утилизации газовых смесвй с низким и переменным содержанием примесей нестационарным методом.

Целью изобретения является увеличение механической прочности и термостабильности за счет содержания в качестве хромита металла хромита меди и/или магния, в.качестве носителя — глины или шликера керамического производства, предварительно прокаленных при определенном соотношении компонентов.

Пример 1. Катализатор состава 11,7 мас. 7ь хромита Mgl-хСОхСг204 (х-0-1), шликерный носитель (состав, 7ь: 64,7

S l02; 24,2 А!20э; 1,2 РегОэ; 1.0 СаО; 1,8 MgO;

7 (МагО+К20) ) — остальное, готовят следующим образом.

А. Приготовление носителя. Масса из .шликера влажностью 10 после пластификации обладает хорошей пластичностью.

Массу формуют на шнек-прессе или плунжерном прессе в виде колец. Диаметр 12 мм, толщина стенки 3 мм. Носитель провяливают на воздухе, затем сушат при 110 С 4 ч.

Прокалка при 500 С 2 ч. Влагоемкость прокаленного носителя 0,2 мл/r, механическая прочность Р2 (раздавливанием, на торец)

90,5 кгlсмг, Р (по образующей) 5,6 кг/смг.

Б. Приготовление катализатора. Навеску 57,9 r носителя пропитывают 20 мин в избытке раствора бихромата магния, концемтрация раствора 0,60 г М9Сгг04/мл, количество раствора 150 мл, Затем образец, высушивают под ИК-лампой при 1100С до остаточной влажности 5 мас, (, и прокаливают в муфельной печи при 700 С 4 ч. Полученный катализатор имеет прочность на раэдавливание Р по образующей 28,7 кгlсм, Р на торец 158.8 кг/см, Скорость

2 окисления бдана при х=60%, при 400 С

118 102 см /м с.

П р и м .е р 2. Катализатор состава 8,7 мас. (хромита Mgl-хСохСг204 (х=1), 91,3 мас. носителя. Катализатор готовят на носителе состава аналогичного примеру 1, но с геометрическими размерами кольца — диаметр 8 мм, толщина стенки 2 мм, Носитель готовят аналогично примеру 1. Катализатор готовят пропиткой носителя по влагоемкости раствором бихромата меди. Концентрация раствора 0,56 г CuCr204/мл, Затем образец сушат под ИК-лампой и прокаливают в муфельной печи при 700 С 4 ч. Основные характеристики образца приведены в табл. 1.

Пример 3. Катализатор состава 10,3 мас. )(, хромита Mgl-xCuxCr204 (х=0,5). 90.7 мас. носителя, гоотовят аналогично примеру 1. носитель отличается размерами.

Пропитывают носитель смесью растворов бихроматов меди и магния. концентрация раствора 0,57 г хромитаlмл.

Пример 4. Аналогичен примеру 3. отличается концентрацией активного компонента и размерами колец носителя.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но

10 катализатор готовят пропиткой 59,5 r колец носителя по влагоемкости раствором бихромата магния, концентрация раствора 0,60 г

MgCr2O4/мл, содержание хромита магния

6,4 мас.7.

15 Пример 6. Аналогичен примеру 3, отличается размером колец носителя.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, иллюстрирует запредельное минимальное значение концентрации активного компо20 нента.

Пример 8. Прототип — образец катализатора ИКТ-12-8.

Пример 9. Катализатор состава 14,7 мас.)(хромита Mgl-xCuxCr204 (x=0,5), 85,3

25 мас.=,ь носителя иэ прокаленной глины (состав, : 63,5 $102, 24,5 А!20з: 1,5 РегОз, 1,5

СаО; 2,0 MgO; 7,0 (йагО+йгО)) готовят аналогично описанию в примере 1 основного текста пропиткой носителя из прокаленной

30 природной глины (температура прокалки

550 С, 2 ч) смесью растворов бихроматов меди и магния. Получают катализатор с размером колец 5х2 мм. Каталитическая активность W — скорость реакции полного

35 окисления бутана при ХС4Н1о-60, 3000С

2,15 10 см С4Н l p/м с. Механическая

-г э г прочность на оаздавливание по образующей 45,4 кг/см . на торец 340.3 кгlсмг, Пример 10. Катализатор состава 7 5

40 мас. хромита меди CuCr204, 91,5 мас,$ носителя (состав, ф,: 75 SIO2; 24 А!203;

1 MgO) готовят аналогично примеру 9. Получают катализатор с активностью И/-0,33 х х 10 см С4нюlм с. т,е. меньшей, чем у

-г з 2

45 катализатора в примере 9.

Пример 11. Катализатор состава 8,2 мас.)(, хромита меди CuCr204; 91,8 мас. носителя (состав, : 64 Sl02; 35 А120э;

1 MgO) гоговят аналогично примеру 9, пол50 учают катализатор с механической прочностью на раздавливание по образующей после прокалки при 700 С 24,2 кг/смг. после прокалки при 900 С 16,2 кг/смг, т.е. характеризующийся меньшей термоста55 бильностью, чем катализатор в примере 9.

Каталитическую активность приготовленных катализаторов определяют JlpoTovно-циркуляционным методом в отношении реакции полного окисления бутана. За меру активности принимают значение скорости

1462557

Таблица 1

Активность W10 . см

С4Н1о/м с, при темпеат е, С

Содержание активного компонента, мас.

Размеры кольца (диаметр х толщина стенки). мм

Механическая п2оочность, кг/см

Пример по образующей

400

300 на торец

1,76

11.8

10,5

47,1

15,3

7,7

16.8

2.6

3.01

28,7

1 1,7

12 х3

158.8

163.0

164,2

350,1

253,8

210,4

70.5

140.5

2

4

6

17.6

8.7

8х2

1,47

22,3

10,3

16х4

1.00

2.13

44,5

14.9

5х2

20,1

12 х3

1,10

6,4

36.2

1,84

15,2

15x3

0,35

0,56

16,2

8х2

4,5

17,2

15 к3

30 реакции W при степени превращения бутана Х 60 .

Условия испытаний катализаторов: температура 300 и 400 С. состав исходной смеси 0,5 об.g СаН1о, воздух остальное.

Механическую прочность катализаторов определяют на приборе МП-9С. Величину прочности (кг/cM ) определяют для г приложения разрушающего усилия по образующей и на торец испытуемой гранулы, Термическую стабильность образцов катализаторов проверяют по изменению механической прочности после прокалки в муфельной печи при 900 С в течение 2 ч.

Катализатор, приготовленный нанесением активного компонента — хромита меди или хромита магния, или смешанного хромита меди и магния — на шликерный носитель, обладает высокой каталитической активностью и механической прочностью.

Это. наблюдается на носителе из колец различного диаметра и с различной толщиной стенки (см. табл. 1). Увеличение содержания активного компонента от 6.4 до 15,2 мас.7ь повышает активность и механическую прочность. Уменьшение содержания активного компонента — до менее 6,4 мас, ф, (пример 7) снижает активность и механическую прочность. Увеличение содержания активного компонента до более 15,2 мас.7(, ограничено растворимостью хромового ангидрида в воде и влагоемкостью носителя.

Предлагаемый катализатор обладает высокой термической стабильностью. Его механическая прочность при прокалке на воздухе при 900 С возрастает (см. табл. 2), тогда как воздействие высоких температур приводит к снижению механической проч5 ности образцов катализатора иКТ-12-8 (см, табл. 2).

В табл, 1 (примеры 1-7) приведены данные по каталитической активности и механической прочности катализаторов

10 предлагаемого состава и прототипа (пример 8).

Катализатор согласно изобретению по сравнению с известным катализатором

ИКТ-12-8 обладает повышенной механиче15 ской прочностью и термостабильностью и может работать в условиях аппарата для нестационарногоо метода сжигания или обезвреживания газовых выбросов, поскольку имеет форму колец, что существен20 но снижает гидравлическое сопротивление слоя. Носитель для катализатора изготавливают иэ доступного и недорогого сырья— шликера керамического производства или природной глины.

25 (56) Алхазов Т.Г. и др. Глубокое каталитическое окисление органических веществ.

M. Химия, 1985, с. 65, Мулинэ Т.В. и др. Способ приготовле30 ния алюмомеднохромового катализатора и его свойства .- Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Научные основы приготовления катализаторов. Новосибирск.

1983, с. 107.

1462557

Таблица 2

Составитель В, Теплякова

Редактор Л. Герасимова Техред М.Моргентал Корректор М, Ткач

Тираж Подписное

Н00 "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3467

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В НЕСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ, содержащий хромит металла нэ носителе, отличающийся тем, что, с целью увеличения .механической прочности и.термостабильности катализатора, он в качестве хромита металла содержит хромит меди и/или магния следующей общей формулы:

М91-х СохСг2 04 где х 0-1, в качестве носителя глину или шликер керамического производства, предварительно прокаленные при 500 - 550 С, при следующем соотношении компонентов, мас. ф,:

Хромит металла

Носитель