Способ получения катализатора для очистки отходящего газа
Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению катализатора для очистки отходящего газа. Цель - увеличение термостабильности и активности катализатора. Получение ведут путем пропитки волокнистого муллитокремнеземистого материала раствором уксуснокислой меди. Процесс проводят с последующей сушкой и прокаливанием при 250-400°С. Предпочтительно пропитку осуществляют раствором уксуснокислой меди, обеспечивающим количество оксида меди в катализаторе 4-6 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 37/02 23/72
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / (21) 4479259/04 (22) 31.08.88 (46) 07.09.91, Бюл. М 33 (72) В.А.Прохоров и А.Г.Арянин (53) 66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 256736, кл. В 01 J 23/70, 1969.
Авторское свидетельство СССР
М 707598, кл. В 01 J 37/02, 1980. (Л
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА
ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩЕГО ГАЗА
Изобретение относится к области очистки воздуха от вредных органических примесей, в частности к способам получения катализатора глубокого окисления вредных органических примесей и окиси углерода в отходя щих газах.
Целью изобретения является получение термостойкого, активного катализатора, для чего в качестве носителя используют волокнистый муллитокремнеземистый материал, а пропитку ведут насыщенным раствором уксуснокислой меди непосредственно в каталитическом реакторе.
Пример 1. В 100 мл дистиллированной воды растворяют 0,4 r уксуснокислой меди. Навеску в 100 мл муллитокремнеземистого волокнистого материала марки .
MKPP-130 помещают на решетку термокаталитического реактора и прокаливают при
1000-1300 С в токе воздуха в течение 20-30 мин. Охлаждают реактор до 20-30 С. навеску носителя пропитывают по влагоемкости.. Ж 1674954 А1 (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению катализатора для очистки отходящего газа, Цель — увеличение термостабильности и активности катализатора. Получение ведут путем пропитки волокнистого муллитокремнезе мистого материала раствором уксуснокислой меди. Процесс проводят с последующей сушкой и прокаливанием при 250-400 С.
Предпочтительно пропитку осуществляют раствором уксуснокислой меди, обеспечивающим количество оксида меди в катализаторе 4-6 мас. -,ь. 1 з,п. ф-лы, 3 табл. приготовленным раствором уксуснокислой меди, которым орошают слой носителя в течение.15-20 мин. Сушку катализатора проводят в реакторе при 100-120 С до превра- в щения материала из голубого в черный цвет, 0 после чего катализатор прокаливают при
400 С в течение 4 ч в токе воздуха. Послойный химический анализ полученного образца показал равномерное распределение окиси меди по всему обьему волокнистого (Л муллитокремнеземистого материала. Об- 4Ъь щее содержание окиси меди в образце 3 мас.$.
Каталитическую активность полученных образцов определяют в динамической проточной установке в отношении модельной реакции полного окисления фенола и окиси углерода кислородом воздуха. Для испытаний берут 6 мл катализатора, исходная концентрация фенола и окиси углерода 5 мг/л, обьемная скорость реакционной смеси составлялэ 10000 ч .
1674954
Пример ы 2-5. Аналогичны примеру
1, но муллитокремнеземисгый материал пропитывают раствором уксусной меди в пересчете на окись меди 4, 5, 6 и 7 мас.$ соответственно.
Температуры 1007(-ного превращения фенола и CO на полученных катализаторах, характеризующие их активность, приводятся в табл.1 (для сравнения приводятся данные о каталитической активности промblujëåuHого алюмомедноокисного образца катализатора).
Иэ табл,1 видно, что полное сгорание фенола и оксида углерода до углекислого газа и воды происходит на катализаторах по предлагаемому способу при содержании окиси меди 4-6 мас. (, при температурах на
30-50 С ниже по сравнению с алюмомедноокисным катализатором, содержащим 0-10 мас.7ь СиО. Без катализатора на носигеле окисление фенола с заметной скоростью начинается лишь при температ.уре выше
750 С.
В табл.2 приводятся данные, характеризующие термостабильность катализатора, т.е. степень сохранения активности при температурных перегревах.
В табл.2 представлены результаты исследования каталитической активности контактов, прошедших выдержку при 750 С, Как видно иэ приведенных данных, катализаторы, нанесенные на у-AlzOz и керамику (кольца Рашига), снизили активность в реакции окисления фенола при 400 С соответственно на 20 и 35 (,. Это вызвано спеканием катализатора с окисью алюминия. Активность медноокисного катализатора на муллитокремнеэемистом волокнистом материале не снижается даже после 10 ч работы контакта при 550 С. Это обусловлено тем, что новый тип носителя остается эластичным и отсутствует спекание катализатора, поскольку волокна муллита с поверхности остеклованы окисью кремния, которая препятствует взаимодействию оксида меди с окисью алюминия, что и препятсгвует снижению активности.
Испольэова; ие в качестве пропитывающего раствора ацетата меди помимо упрощения технологии получения катализатора и устранения из отходящих газов окислов азота и аммиака позволяет наносить оксид меди в виде сильно диспергированной фазы на поверхность муллитокремнеэемистых волокон, Это достигается за счет большого размера сольватированной молекулы аце20
55 тага меди, котаоая имеет два больших лиганда органической (уксусной кислоты) по соавнению с лигандами (анионами) азотной или угольной (карбонаты меди) кислот. При такой конфигурации ацетата хемосорбированные кристаллы оксида меди оказываются как бы разделенными между собой активными центрами окиси алюминия, что способствует при нагреве пропитанного катализатора до 200-250 С десорбции уксусного ангидрида и значительному сокращению его концентрации в отходящих газах прокалки катализатора.
В табл.З представлены данные, характеризующие термостабильность оксида меди, нанесенного на волокна муллитокремнеземистого материала в реакции окисления фенола п и 400ОС и объемной скорости 10000 ч после термообработки при 750"C в течение 10 ч из предлагаемых пропитывающих растворов, Как видно из табл.3. катализатор, полученный иэ ацетата меди, сохраняет высокую активность, тогда как оксид меди, полученный из растворов, взятых для сравнения, снижает активность на 301ь.
Кроме того, в процессах приготовления катализаторов, основанных на использовании азотнокислой меди или аммиачнокарбонатного комплекса меди, при прокалке выделяется значительное количество вредных веществ. В способе, основанном на ацетате меди, оно существенно меньше, Таким образом предложен более экологически чистый по сравнению с известными способ получения высокоактивного и термостабильного нанесенного катализатора, отличающегося вдвое более низким содержанием окиси меди, Формула изобретения
1. Способ получения катализатора для очистки отходящего газа от вредных органических примесей и оксида углерода путем пропитки носителя раствором соли меди с последующей сушкой и прокаливанием при
250-400 С, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения термостабильности и активности катализатора, в качестве носителя используют волокнистый муллитокремнеэемистый материал и в качестве соли меди— уксуснокислую медь.
2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что пропитку осуществляют раствором уксуснокислой меди, обеспечивающим Количество оксида меди в катализаторе 4-6 мас. (,.
1674954
Таблица 1
Таблица 2
Тв блица 3
Концент j Темп!. рация!
".аствор д пропитки
Процент на косит
В ренн, >! Ин
Время Процент! выдери- превра ки при кения рат1 ра, С
СнО, Уксуснокислая медь
4-6
20- 30 20
4-6
Азотнокислая меда
65,0
50-60 20
26,0
8-10
67
15-25 20
8-1 3
8 — 13
6-8
А>еиак 330
1О
Составитель B.Tåïëÿêîeà
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Кучерявая
Редактор С.Пекарь
Заказ 2957 Тираж 316 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Аммиачнокарбонатный комплекс меди песта, выделяемых прн прокалке при
400 С>кг/т
Пары уксусного ангид рида 50
Окислы азота
400 кг на 1 т натаяв>затора фенола на СиО на MKRM прн 400 С
