Способ очистки отходящих газов от углеводородов
Изобретение относится j области очистки отходящих газов от углеводородов, вклю2 чая полициклические ароматические углеводороды , и может быть использовано для очистки выхлопных газов транспортных средств, отходящих газов топливно-энергетических систем. С целью повышения степени очистки окисление отходящих тазов осуществляют при 300-1200°С на катализаторе , содержащем металл, нанесенный на металлическую основу - стальные сетки или решетки, В качестве металла используют металл цериевой подгруппы и окисел металла цериевой подгруппы при следующем соотношении компонентов, мас.%: металл цериевой подгруппы 25-75; окисел металла цериевой подгруппы 25-75. Обеспечивается степень очистки газов от углеводородов 99%. 6табл. .. . - .
СОЮЗ COBETCKVIX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)л В 01 D 53/36
ГОСУДА СТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМ ТВО СССР (ГОСПА ЕНТ СССР)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 47 1181/26 (22) 22 12.89
4 7 02,93, Бюл. № 5 (6)0. (71) О спубл центр (72) А. ский научно-технический филиал Реканского инженерно-технического.Пестряков, С,В.Дозморов, В,Н,Колесни ов и Б.Л.Резник (56) Ал азов Т.Г. и др, Глубокое каталитическое о исление органических веществ.— M„
Химия 1985, И анов Г.А. и др. Промышленная и са. нитарйая очистки газов, 1976, ¹ 5, с. 26, 27. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГА30В дТ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к области очистI ки отходящих газов от углеводородов, вклюИзобретение относится к области очистки отходящих газов от углеводородов, в том числе от полициклических ароматических углевддородов OlAY), и может найти применение в системах очистки выхлопных газов транспортных средств и отходящих газов топливно-энергетических систем.
Известны эффективные способы очистки от одящих газов с использованием платиновых катализаторов (нейтрализаторы фирм "Окси-Франс" ), и родиевых катализатор в (нейтрализаторы фирмы "ЧоЬо" и
"$аао") на носителе — керамике.
Данные катализаторы дефицитны и дорогос1 оящи из-за высокой стоимости благородных металлов и не обеспечивают очистку
I отработанных газов от ПАУ. в частности от сильного канцерогена- 3,4-бензпирена.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ ка!
Ж, 1792728 А1 чая полициклические ароматические углеводороды, и может быть использовано для очистки выхлопных газов транспортных средств, отходящих газов топливйо-энергетических систем, С целью повышения степени очистки окисление отходящих газов осуществляют при 300-1200 С на катализаторе, содержащем металл, нанесейный на металлическую основу — стальные сетки или . решетки. В качестве металла исйользуют металл цериевой подгруппы и окисел металла цериевой подгруппй при следующем соотношении компонентов, мас.%: металл цериевой подгруппы 25 — 75; окисел металла цериевой подгруппы 25 — 75. Обеспечивается степень очистки газов.от углеводородов
99%. 6 табл. талитического дожига дымовых газов, включающий окисление отходящих газов на катализаторе M-2 (платина, нанесенная на нихром), Степень очистки дымовых газов достигает 95%, однако содержание ПАУ превышает ПДК этих канцерогенов в 2-4 раза, так как при повышении температурй дожига выше 600 С происходит разрушение носителя.
Цель изобретения — повышение степени очистки отходящих газов от углеводородов, включая ПАУ.
Цель достигается за счет того, что в известном способе, включающем окисление на катализаторе, содержащем металл, нанесенный на металлическую основу, в качестве металла используют металл цериевой подгруппы и дополнительно окисел металла
1792728 цериевой подгруппы при следующем сост- там сгорания пропан-бутановой смеси ношении компонентов, мас. (,: (смесь 2), которые приведены в табл. 2. В
Металл цериевой подгруппы 25 — 75 смеси 1 дополнительно содержалась сажа в
Окисел металла цериевой количестве 0,4 мг/м и 3,4-бензпирен в коз подгруппы 25-75 5 личестве 0,02 мг/м, а в смеси 2 — 3,4-бензз
-4 з в качестве основы испольэуютстальные сет- пирен в количестве 10 мг/м . Во всех ки или решетки и процесс ведут при 300- испытаниях скорость подачи газов состав. 12000С. ляла 50000 ч
Использование в качестве активной Оценку содержания СО проводят покомпоненты пары: металл — окйсел металла "0 средством ИК-сйектроскопии, NQg-хромацериевой подгруппы обеспечивает широ- тографически, сажи — гравиметрически и кий диапазон для каталитического окисле- 3,4-бензпирена — методом кваэилинейчатой ния органических углеводородов и люминесцентной спектроскопии. Эффекпродуктов их неполного сгорания, включая тивность катализатора (ЭК) оценивают по
СО и ПАУ, которые адсорбируются на повер- "5 каждой компоненте согласно формуле хности каталитической системы. Окисление С о органических веществ происходит в адсор- ЭК = (" „) «00«0 бированном слое, где в результате реакций
Ci адсорбированной молекулыгс металлом це- где С и CI — концентрация 1-й компоненты риевой подгруппы происходят актйвация 20 всмесидо и после пРохождениЯ чеРез катапервой вследствие образования- донорно- литическую систему акцепторйого комплекса и окисление ее в. ОпРеделение влиЯниЯ температУРы досоставе этого комплекса адсорбйрованным:- ..". ига ОтхОДЯЩих газов на степень очистки кислородом. наличие окисла металла цери- проводят на комплекте из трех клеток с соевой подгруппы катализируетпроцесс акис- 25 ставом 3. РеэУльтаты приведены в табл. 3,. ления как за счет адсорбированного . из ко оРой видно, что Уже прй темпеРатУре
0 чет KMqqopopq Bxopq 300 400 C W< сажи 8»© щего в состав окисла. В качестве каталити- . мальнаЯ конверси всех компонент смеси 1, ческой пары можно использовать либо пару. Влияние состава покрытия испытывают металл-окисел металла одного вида (лан- 30 на комплектах из тРех сеток с покРытиЯми, гана церия и другой) либо пару ме«алл укаэанными в табл. 1, и на объемной сетке окисел другого металла (например, 21 при 400 С, РезУльтаты испытаний в сравлантан „кись неодима) нении с прототипом для смеси 1 приведены зобретение осуществляется следую- .в табл. 4, а для смеси 2 — в табл, 5. Анализ щим образом 35 полУченных данных показывает, ч1о вне диПодготовкукатализаторовпрсводятсле- апазона концентРаций в имплантйрованном слое мас " дующим образом. В качестве металлической основы берут готовые стальные сетки Металл цериевой группы 25-75 с диаметром ячеек 10-25 мкм или объемную Окисел металла цеРиевой решетку толщиной 2 мм с тем же самым 40 "одгРуппы ге цериевой подгруппы и окислов металлов литическои системы. проводят путем обработки основы в плазме Каталитическую активность катализатОтлеющегоразрядаприследующихпарамет- РаопРеДелЯю осле обРаботки его Отраврах: плотность тока 0,5 A/смм напряжение 45 лЯющими или абразивными материалами, 450 В, давление газа в камере 5 мм рт,ст„для чего катализатор обРабатывают в течесодержание трисциклопентадиенила ланта- ние 6 ч возДушной смесью, СоДержаЩей серноида в газовой среде 5 мас.%. нистые соединения, или соединения
Глубину имплантированного слоя конт- "свинца, или искусственный пылевиДный. о ролируют согласно ОСТ 3-4704-60. Во всех 50 кварц, пРи 1000 С. Эффективность каталислучаях она составляет P 1-0,3 мкм. Состав затоРа иэ тРех сеток с имплантиРованн™ имплантированного слоя контролируют слоем 3 и объемной Решетки при 400 С длЯ рентгенофазовыманализомнаприборедрОН смес 1 показана в табл, 6.
3УМ. Составы слоев проведены в табл. 1. Реализация зобрете иЯ позволЯет поИспытания прототипа проводят на гото- 55 высить степень очистки отходЯщих газов от вом катализаторе M-2 согласно методике углеводородов, включая ПАУ,Ao99; .ПРедлагаемый катализатор проявляет повышенИспытания проводят в лабораторных нУю стойкость к отРавлению сеРнистыми и условиях на модельных смесях, отвечающих свинцовыми соединениями, к абРазивному составу выхлопных газов (смесь 1) и продук1792728
Таблица 1 ъемная решетка с д инои 2 мм.
Таблица 2
5 ормула изобретения пособ очистки отходящих газов от углево ородов, включающий .окисление на ката изаторе, содержащем металл, нанесен ый на металлическую основу, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве металла используют металл цериевой подгруппы и допол1 нительно окисел металла цериевой подгруппы при следующем соотношении компонентов, мас.,:
Металл цериевой подгруппы 25-75
Окисел металла. цериевой подгруппы 25-75 в качестве основы используют стальные сетки или решетки и процесс ведут при 3001200 С.
1792728
Таблица 3
3К О
Температуа о(СО
СН20
С4 110
3,4-Бенэпиен
Сажа
1200
79,3
100
61.8
99,9
1 00
78,4
99,8
99,9
99,9
99,9
100
31,2
90,1
100
49,1
48,4
99,5
100 .
100
99,9
99,9
99,9
100
П оисхо ит аз шение носителя
1300
Таблица 4
М Сетки
3х, о, СН О
СО
Сажа 3,4-Бензпиен
С4 10
Таблица
2 . 3
5
7
g
11
12
13
-14
16
17
18
19
21
П ототип
91,4
99,5
91.3
99,9
99,8, 100
99,8
999
99,8
99,9
99,9
1ОО
84,0
90,3
98,9
99,9 . 99,8
91,5
99,9
gg 9
99,9
9S,9
99,8
10Ñ
1ОО
10О
1ОО
79,0
87,5
98,6
99,9
99,9
98,5
99.5
99,4
99,8
99.3
99,8
99,8
gg Я
99,3
99„8
99,8
99,9
99;9
99,8
99,8
99,9
93,1
91,3
99,0
100 .
1-00
1ÎÎ
1ОО
1ОО
1ОО 199
99.9. .1ОО
1ОО
99,9
1ОО.
1ОО
99,О
100, 100
100.
99,8
99,8
Q9 Q
99.7
QQ 9
1ОО
43,5
95,3
99,1
100 100
72,0
1792728
Продолжение табл, 5
ЭК О,N Сетки
СО
С4Н 1о
СзН8
СНгО
3,4-Бензпиен
Сажа
11
12
13
14
16
17
18
19
21
h ототип
99 g
99,9
98,7
100 .1 00
83,4
99,0
99,5
99,8
99,3
99,8
99,9
99,9
99,9
99,8
90,7
99.3
99,6
99,9
99,9
99,9
99,8
99,9
99,5
91,3
70,1.Таблица 6
ЭК,, Сетки
Обработка
СО
C ИОг СНгО Сажа 3,4-6ензпи ен 99,9 90,7 87,4 93,5 91,3 99,9 93,4 91,4 95,6 88,3 95,7 80,5 99,8 83,4 98,8 96,5 97,4 97,4 96.8 99,9 99,8 99,9 99,0 99,5 100 100 98,8 100 97,4 98,8 94.3 93,3 95,0 92,7 99,9 97,4 96,6 100 97,6 98,5 97,3 94,8 93,4 98,1 99,1 99,5 98,4 99,3 97,5 99.9! П рототип 93,1 0,4 0,4 84,0 0,4 0,3 79,0 0,6 0,4 99,0 0,4 0,7 72,0 0,2 0,1 43,5 0,3 0,8 1,6 0,7 0,8 0,8 1,5 0,1 41,5 41.8 30,9 39,7 23,4 20,5 РеДактор Е.Хорина Заказ 470 Тираж 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 Без обработки $0г 0.8 % Ет4Р 0,07 % Пылевидный кварц Воздух, 1000 С Без обработки $0г 0.8% Ет4РО,07 Пылевидный кварц Воздух, 1000 С Без обработки $0г 08% Ет4Р 0,07% . Пылевидный кварц Воздух, 10000 С 100 . 40,8 Составитель Л.Утенко Техред М.Моргентал Корректор. Л.Лукач
