Контакт для очистки воздуха от монооксида углерода и способ его получения

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению контакта для очистки воздуха от монооксида углерода. С целью повышения активности контакта и уменьшения тепловыделения при очистке он содержит следующие компоненты в мас.%: диоксид марганца 14 - 18; деалюминированный на 25 - 27 мас.% морденит остальное. Получение контакта ведут путем нанесения диоксида марганца из водного раствора нитрата марганца, содержащего 0,59-0,89 г/мл Мп МОзЬ бНаО, на морденит. Нанесение ведут путем пропитки при соотношении твердой и жидкой фаз 10:3, обеспечивающем указанное массовое содержание компонентов в контакте. 2 с,п.ф-лы, 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 29/26, 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (1 ч

Г-,, "«а,, ч,.и- р,.

ОП ИСАН И Е ИЗО БР ЕТЕ Н ИЯ I: К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (21) 4616843/04 (22) 08.12.88 (46) 15.04.91, Бюл.¹14 (71) Институт физической химии им. Л,В.Писаржевского (72) В.M,Âëàñåíêo, С.А,Соловьев, Н.B,Турутина, Г.М.Белоклейцева и В.Г.Ильин (53) 66.097.3 (088.8) (56) Кац М, Гетерогенное окисление окиси углерода. Катализ, катализаторы органических реакций. М.: Иностранная литература, 1955, с. 241 — 247.

Пигузова Л,И. Высококремнеземные цеолиты и их применение в нефтепереработке. и нефтехимии. M.: Химия, 1974, с. 163.

Патент СССР ¹652868,,кл. В 01 J 29/16, 1973. (54) КОНТАКТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ

МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И СПОСОБ ЕГО

ПОЛУЧЕНИЯ I

Изобретение относится к способу получения контактов, используемых для очистки воздуха с помощью промышленных противогазов, в том числе в аварийных ситуациях, а также для очистки воздуха закрытых помещений от примесей токсичных веществ, в частности монооксида углерода.

Цель изобретения — повышение активности контакта и уменьшение тепловыделения при очистке за счет содержания в качестве цеолита деалюминированного до определенной степени морденита при определенном соотношении компонентов, а также за счет использования при получении контакта водного раствора нитрата марганца определен„„5U„„1641418 А1 (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению контакта для очистки воздуха от монооксида углерода. С целью повышения активности контакта и уменьшения тепловыделения при очистке он содержит следующие компоненты в мас.%; диоксид марганца 14 — 18, деалюминированный на 25 - 27 мас.% морденит остальное. Получение контакта ведут путем нанесения диоксида марганца из водного раствора нитрата марганца, содержащего 0,59 — 0,89 гlмл Мп(ЙОЗ)г 6Нг0, на морденит. Нанесение ведут путем пропитки при соотношении твердой и жидкой фаз 10:3, обеспечивающем указанное мас- Я совое содержание компонентов в контакте.

2 с,п.ф-лы, 5 табл. ной концентрации и нанесения диоксида марганца на деалюминированный морде-. нит путем пропитки при определенных условиях, 00

Пример 1, Для получения активированного (чаогично дваоюминированного) )» морденита к 100 к морденитовой породы зернением 3 — 5 мм, состава, мас.%: SiOzl

64,56, TiOz 0,23, А!гОЗ 12,02, РегОз 0,95, FeO

0,83, МпО 0,10, MgO 0,68, Са 3,58, ИагО 0,94, КгО 2,03, PzOg 0,07, НгО 14,01, приливают

125 мл 3 н. раствора НО и выдерживают при

92 — 96 С и периодическом перемешивании в течение 2,3 и 4 ч. После этого гранулы отмывают от ионов CI дистиллированной

1641418 приведенный в табл.1. 5

30

50 емкости flo монооксиду углерода.

Существенное влияние на величину сорбционной емкости контактов по СО оказывает концентрация Мп02, а следовательно концентрация пропиточного раствора, 55 количество пропиток, Естественно, что с целью упрощения технологии получения контакта процесс пропитки рационально вести в одну стадию. Однако это требует применения высококонцентрированных водой и сушат при 110 С в течение 2 — 4 ч при постоянной влажности, Полученные образцы активированного (частично деалюминированного) морденита имеют состав, Пример 2. Для приготовления контакта в 100 г деалюминированного морденита (приготовленного по примеру 1) приливают

30 мл водного раствора нитрата марганца различной концентрации, приготовленного из препарата марки ч.д.а., перемешивают, обеспечивая равномерную пропитку, высушивают на воздухе в течение 12 ч при 25 С и прокаливают при 350 С в течение 6 ч для разложения нитрата марганца с образованием Мп02. В зависимости от требуемого содержания диоксида марганца s контакте пропитку морденита осуществляют в одну

-или несколько стадий (с последующей сушкой и прокалкой), используя пропиточные растворы разной концентрации.

Испытания активности контакта в процессе очистки воздуха от монооксида углерода проводят в реакторе проточного типа.

Ниже приведены примеры испытаний.

Пример испытаний 1, 6 r контакта, предварительно прокаленного в токе воздуха при

400 С в течение 4 ч и охлажденного в эксикаторе до комнатной температуры, помещают в реактор и со скоростью 100 мл/мин через реактор пропускают воздушную смесь, со.держащую 0,6% СО, Адсорбционную емкость контакта (см /r) определяют по количеству СО, поглощенного единицей массы . катализатора до начала и роскока монооксида углерода через слой (контроль хромато граф иче с ки й).

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из приведенных данных видно, что наибольшую поглотительную способность по

СО имеют контакты (образцы 4,5,6,10,12), содержащие в своем составе морденит, деалюминированный на 25 — 27%, и диоксид марганца в количестве 14 — 18%. Увеличение степени деалюминирования морденита (до 27%) не приводит к увеличению поглотительной способности контактов, а повышение содержания МпОг (выше 18%) приводит даже к снижению величины сорбционной

15 растворов нитрата марганца и отрицательно сказывается на сорбционных характеристиках контакта (образец 11). По-видимому, это связано с тем, что при высоких концентрациях нитрата марганца в пропиточном растворе имеет место неравномерное осаждение Mn(NOgg на поверхности модифицированного цеолита, что влечет за собой агломерацию Мп02 на стадии прокалки образцов, Поэтому при пропитке цеолита наиболее целесообразно использование раствора, содержащего не более 0,89 г

Мп(ИОз) в 1 мл раствора (образец 5) и применение двухкратной пропитки, Уменьшение концентрации нитрата марганца (менее

0,59 г/мг) нецелесообразно, приводит к усложнениюю технологии (3 и ропитки), не оказывая положительного влияния на сорбционные свойства контакта.

Пример испытаний 2. Очистку ведут по способу, описанному в примере испытаний 1, на образце контакта 5 (табл. 2), но при многократном повторении процесса адсорбция— десорбция. По истечении времени защитного действия слоя контакт подвергают регенерации путем его прогрева в токе воздуха при

450 С в течение 4 ч. После этого контакт охлаждают до 25 С и проводят процесс адсорбции СО. . Результаты приведены в табл.3.

Из данных табл.3 видно, что величина адсорбционной емкости контакта и время защитного действия слоя практически не изменяются после 9 циклов регенерации. Таким образом, предлагаемый контакт может быть использован в процессе очистки воздуха от СО с последующей регенерацией, в процессе которой контакт восстанавливает поглотительные свойства не менее 9 раз.

Пример испытаний 3. Процесс очистки ведут по способу. описанному в примере испытаний 1, на образце контакта 5, использованном в примере испытаний 2, но при различной концентрации монооксида углерода в очищаемом воздухе. При этом определяют степень очистки воздуха от СО (в %) в течение 30 мин, а также фиксируют температуру газа после прохождения через слой контакта. Для сравнения процесс ведут в тех же условиях на известном контакте, состоящем из окиси цинка (67 мас,%) и перманганата серебра (33 мас.%).

Данные приведены в табл.4.

Из приведенных в табл.4 данных видно, что использование для очистки воздуха от СО контакта по изобретению позволяет в 4 — 6 раз уменьшить степень каталитического окисления и снизить температуру очищаемого воздуха при сохранении высокой степени очистки.

1641418

Формула изобретения

Таблица 1

Зависимость состава морденита от длительности деалюминирования

В табл.5 приведены результаты опытов по очистке воздуха от монооксида углерода при использовании: известного поглотителя СО (опыт 1), оптимального контакта по предлагаемому методу (опыт 2), деалюминированного морденита (опыт 3), контакта на основе синтетического цеолита 13X (NaX, производства ГОЗ ВНИИ НП) (опыт 4), кон( такта на основе деалюминированного морденита, полученного методом ионного обмена (опыт 5).

Из данных табл,5 видно, что наиболее эффективным в процессе очистки воздуха от монооксида углерода является контакт, содержащий 16;ь MnOz йриготовленный на основе деалюминированного морденита.

Только на этом контакте удается полностью очистить воздух от монооксида углерода в основном за счет хемосорбционного связывания при минимальном повышении температуры газа в процессе очистки.

1. Контакт для очистки воздуха от монооксида углерода,.содержащий диоксид марганца на цеолите, отличающийся тем, что, с целью повышения активности контак* Степень деалюминирования образца. та и уменьшения тепловыделения при очистке, в качестве цеолита контакт содержит деалюминированный на 25 — 27 мас. морденит при следующем содержании компо5 нентов, мас,$:

Диоксид марганца 14 — 18

Деалюминированный на 25 — 27 мас. морденит Остальное

10 2. Способ получения контакта для очистки воздуха оТ монооксида углерода путем нанесения диоксида марганца иэ марганецсодержащего раствора на цеолит с последующейтермообработкой, атл ич а ю щи йс я

15 тем, что, с целью получения контакта с повышенной активностью, в качестве марганецсодержащего раствора используют водный раствор нитрата марганца, содержащий

0,59 — 0,89 гl мл Мп(ИОз)г 6Н О, в качестве

20 цеолита используют морденит, деалюминированный на 25 — 27 мас.7ь, и нанесение ведут путем пропитки при соотношении твердой и жидкой фаз, равном 10:3, обеспечивающем следующее содержание ком25 понентов в контакте, мас.ф,:.

Диоксид марганца 14 — 18

Деалюминированный на 25 — 27 мас. морденит Остальное

1641418

Таблица 2

Зависимость содержания МпО в контакте от условий его получения и сорбционная емкость контакта по СО

* Пиролюзит

Таблица 3

Влияние регенерации контакта на величину его адсорбционной емкости по CO è время защитного действия слоя

1641418

Таблица 4

Влияние концентрации СО в очищаемом газе на степень очистки и изменение температуры газа

Таблица 5

Зависимость степени очистки и изменения температуры газа от концентрации СО в очищенном газе для различных контактов

1641418

Продолжение таблицы 5

Составитель В.Теплякова

Редактор Н.Киштулинец Техред Э.Цаплюк Корректор M,Êoáûëÿíñêàÿ

Заказ 1103, Тираж 333 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

*Условия испытаний аналогичны примеру испытаний 3, табл.4, за исключением длительности проведения испытаний,-которая увеличена от 30 до 60 мин.