Катализатор комплексной очистки выхлопных газов от оксидов азота и углерода

 

Использование: многокомпонентный оксидный катализатор для комплексной очистки газовых выбросов от оксидов азота и углерода. Сущность изобретения: катализатор представляет собой механическую смесь промышленных катализаторов никельхромового и медь-цинк-никелевого, взятых в соотношении (0,1 5,0) 1 соответственно. В состав катализатора входят оксиды никеля, хрома, меди, цинка, алюминия.

Изобретение относится к катализаторам для очистки газовых смесей от токсичных примесей, в частности от оксидов азота и углерода, и может быть использовано для удаления их из газовых технологических выбросов и выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Известно, что наиболее эффективными в процессе комплексной очистки выхлопных газов от токсичных компонентов являются катализаторы на основе металлов платиновой группы [1] Однако недостатками этих катализаторов являются их дефицитность и высокая стоимость.

Известен катализатор, представляющий собой медно-никелевый сплав из семейства монелей, состоящий из 66% Ni; 31,5% Cu; 0,9% Mn; 1,35% Fe; 0,12% C; 0,005% S; 0,15% Si [2] Применение этого катализатора позволяет проводить очистку выхлопных газов от оксидов азота и углерода, а также углеводородов. Но указанный катализатор эффективно работает только при достаточно высоких температурах (выше 400оС).

Из научно-технической литературы известно, что для очистки выхлопных газов от окислов азота с помощью природного газа был использован никельхромовый гранулированный катализатор, который проявлял высокую каталитическую активность при температуре 450оС и при отношении СН42 0,5 [3] К недостаткам данного катализатора следует отнести необходимость введения в очищаемый газ избытка восстановителя (природного газа или водорода) и проведение процесса только при высокой температуре.

Наиболее близким к предлагаемому катализатору по технической сущности и получаемому результату является промышленный катализатор НТК-1, применявшийся для восстановления окислов азота в присутствии СО [4] В состав известного катализатора входят окислы Zn, Cr и Сu. Катализатор эффективно (степень превращения более 80% ) восстанавливает NOx при температуре выше 230оС, близкая к 100% конверсия NOx наблюдается при температуре выше 275оС. Катализатор проявляет активность и в присутствии кислорода, однако при этом в газовую смесь следует добавлять значительный избыток восстановителя оксида углерода.

Недостатком известного катализатора является его низкая активность при невысоких температурах и неселективность в присутствии кислорода.

Целью изобретения является создание катализатора комплексной очистки газов от оксидов азота и углерода, обладающего высокой активностью и селективностью в широком интервале температур.

Цель достигается использованием для процесса комплексной очистки газов многокомпонентного оксидного катализатора на основе промышленных контактов. Предлагаемый катализатор представляет собой механическую смесь промышленных катализаторов никельхромового и медь-цинк-никелевого НТК-10-1, взятых в соотношении (0,1-5,0):1 соответственно.

Никельхромовый катализатор (ОСТ 6-03-314-75) применялся в качестве форконтакта в колоннах гидрирования. В его состав входят NiO ( 48 мас.) и Cr2O3( 27 мас. ). Катализатор медь-цинк-никелевый НТК-10-1 применялся в производстве бутиловых спиртов. В его состав входят CuO ( 40 мас.), ZnO ( 30 мас.) NiO (5 мас.) и Al2O3 (17 мас.).

На предлагаемом катализаторе достигается практически полное удаление оксидов азота и углерода при температуре от 100 до 450оС, объемной скорости газовоздушного потока 20-30 тыс.ч-1 при наличии в смеси значительного количества кислорода (до 10 об.).

В научно-технической и патентной литературе нет сообщений о катализаторе очистки газов от оксидов азота и углерода с указанной совокупностью существенных признаков. В связи с этим заявленное решение соответствует критерию "новизна".

Предлагаемый катализатор отличается от катализатора прототипа, во-первых, количественным содержанием окислов цинка, меди и хрома, во-вторых, дополнительным введением никельхромового катализатора в таком количестве, чтобы соотношение катализаторов НТК-10-1 и никельхромового составило 1:(0,1-5,0). Именно эти признаки в совокупности приводят к тому, что полученный катализатор обладает высокой активностью и селективностью уже при температуре 100оС.

П р и м е р 1. Используют катализатор с соотношением компонентов Ni-Cr: НТК-10-1 1:1. Состав газовой смеси на входе в каталитический реактор, об. O2 6,8; N2 88,5; C2H6 0,25; C3H8 0,4; CO 4,0; NOx 0,05. Объемная скорость потока 20 тыс.ч-1, температура 110оС. Степень превращения СО и NОх практически 100% П р и м е р 2. Используют катализатор с соотношением компонентов Ni-Cr: НТК-10-1 2:1. Состав газовой смеси на входе в каталитический реактор, об. O2 8,3; N2 89,7; C2H6 0,4; C3H8 0,5; CO 1,0; NOx 0,1. Объемная скорость 20 тыс. ч-1, температура 450оС. Степень превращения СО и NOx 100% П р и м е р 3. Берут катализаторы никельхромовый и НТК-10-1 в соотношении 0,1:1 (1 см3 никельхромового катализатора и 10 см3 НТК-10-1) и смешивают в емкости соответствующего объема до равномерного перемешивания гранул. Полученную механическую смесь помещают в реактор. Очищаемый газ пропускают через слой катализатора при повышенной температуре. Состав газа на входе в каталитический реактор, об. O2 5,4; N2 92,7; C2H6 0,3; C3H8 0,55; CO 1,0; NOx 0,05. Объемная скорость потока 20 тыс.ч-1, температура 215оС. Степень превращения СО и NOx практически 100% П р и м е р 4. Берут 10 см3 никельхромового катализатора и 2 см3 катализатора НТК-10-1 и готовят их механическую смесь так же, как описано в предыдущем примере. Катализатор помещают в реактор. Через слой полученного катализатора при повышенной температуре пропускают очищаемый газ следующего состава, об. O2 5,4; N2 93,0; NOx 0,1; CO 0,8; C2H6 0,2; C3H8 0,5.

Объемная скорость газового потока 20 тыс.ч-1, температура 350оС. Степень превращения СО 100% NOx 99%

Формула изобретения

КАТАЛИЗАТОР КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА И УГЛЕРОДА на основе окислов меди, хрома, цинка, отличающийся тем, что он представляет собой механическую смесь промышленных никель-хромового и медь-цинк-никелевого катализаторов, взятых в массовом соотношении (0,1 5,0) 1 соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения оксидных катализаторов, применяемых в процессах глубокого окисления оксида углерода и органических примесей в газовых выбросах промышленных производств

Изобретение относится к области приготовления катализаторов для дегидрирования алкилароматических углеводородов

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению хромсодержащего монолитного катализатора сотовой структуры для полного окисления углеводородов и монооксида углерода

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от оксида углерода и может найти применение в химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности и позволяет снизить температуру процесса очистки

Изобретение относится к многоосновным полиаминокислотам, в частности к 2-аллил-2-метил-2-оксиэтиловому эфиру этилендиаминтетрауксусной кислоты, используемому в качестве уловителя сероводорода и диоксида углерода

Изобретение относится к извлечению оксида углерода из газов конверсии углеводородного сырья

Изобретение относится к технологии очистки воздуха от примесей органических веществ и СО, применяемой в нефтехимической, химической и газоперерабатывающей отрасли промышленности и позволяющей удешевить способ за счет исключения использования катализатора при сохранении высокой степени очистки

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для очистки отходящих газов от оксида углерода
Наверх