Катализатор для очистки газообразных выбросов от оксида углерода

Авторы патента:

B01D53/94 - каталитическими способами

Изобретение относится к катализаторам для очистки газообразных выбросов от токсичных примесей, в частности от оксида углерода, и может найти применение в химической, энергетической, машиностроительной, автомобилестроительной отраслях промышленности. Задачей изобретения является создание катализатора для очистки газообразных выбросов от оксида углерода, обладающего высокой активностью в широком интервале температур. Поставленная задача достигается тем, что катализатор для очистки газообразных выбросов от оксида углерода содержит следующие компоненты, мас.%: оксид хрома 41,058,0; оксид железа 25,031,0; оксид цинка 16,527,5; оксид кремния 0,30,4; оксид кобальта 0,10,2. Преимуществами предлагаемого катализатора по сравнению с прототипом являются более высокая активность, более низкая температура окисления оксида углерода при высокой объемной скорости, широкий температурный интервал, экономичность использования оксида цинка по сравнению с оксидом меди. 1 табл.

Известен катализатор для очистки газообразных выбросов от оксида углерода, содержащий платину и палладий в количестве 0,25-0,5 вес.% на шариковом алюмосиликате (Авторское свидетельство СССР 166656, МПК В 01 J 23/40, 1965).

Недостатками известного изобретения являются содержание в качестве активной фазы дефицитных и высокостоимостных металлов группы платины и малая стабильность (отравляемость водой, аммиаком).

Известен также катализатор для очистки газообразных выбросов, содержащий окислы меди, хрома, кальция, фосфора, алюминия, тальк и графит, окись висмута или окись бария при следующем соотношении компонентов, мас.%: окись меди 27,5

31,0; оксид хрома 92,3

25,0; оксид кальция 1,6

1,8; оксид фосфора 16,5

18,4; окись висмута 0,9

4,0; тальк 5,8

7,2; графит 4,4

5,4; алюминий - остальное (авторское свидетельство СССР 954100, МПК B 01 J 23/78, БИ 32, 1982 г.). Максимальная активность катализатора 90% достигается при температуре 500^oС.

Недостатками известного изобретения являются термическая неустойчивость вследствие наличия наряду с хромитом меди избыточного оксида хрома и высокая спекаемость катализатора с образованием новых менее активных соединений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является катализатор для очистки газообразных выбросов от оксида углерода, содержащий окись меди, оксиды хрома, кобальта, железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: окись меди 1,13

59,0; оксид хрома 0,25

36,8; оксид кобальта 0,36

36,5; оксид железа 1,1

78,5 (Авторское свидетельство СССР 521925, МПК В 01 J 23/86, 1976).

Недостатками известного изобретения являются недостаточно высокая активность, отравление примесями соединений серы, свинца.

Задачей заявляемого изобретения является создание катализатора для очистки газообразных выбросов от оксида углерода, обладающего высокой активностью в широком интервале температур.

Поставленная задача достигается тем, что катализатор для очистки газообразных выбросов от оксида углерода содержит следующие компоненты, мас.%: оксид хрома 41,0

58,0; оксид железа 25,0

31,0; оксид цинка 16,5

27,5; оксид кремния 0,3

0,4; оксид кобальта 0,1

0,2.

Введение в катализатор оксида цинка совместно с оксидом хрома увеличивает активность катализатора и устойчивость к воздействию отравляющих веществ. В качестве носителя используется недефицитный и недорогой оксид кремния.

Для лучшего понимания сущности изобретения приводится пример.

Технологический процесс приготовления катализатора очистки отходящих газов от оксида углерода включает следующие стадии: подготовку компонентов, приготовление компонентов (смешение компонентов), формование элементов катализатора, сушку катализатора, активацию катализатора.

Оксид железа (III) (ГОСТ 4173-77) - 25 г смешивают с 0,1 г оксида кобальта (II) (ГОСТ 4467-79) и 0,3 г оксида кремния (ГОСТ 9428-73), после чего эту смесь нагревают до 500-600^oС. Затем получившуюся массу охлаждают до комнатной температуры (25-30^oС) и, последовательно добавляя к ней 20 г оксидов цинка (II) (ГОСТ 10262-73) и 25 г оксида хрома (III), тщательно перемешивают смесь. Потом к получившейся композиции добавляют воду из расчета 300 мл на 1 кг получившейся смеси оксидов, добавляют в нее полиакриламид (из расчета 10 г на 1 кг получившейся смеси), выполняющий функцию временного связующего. Затем получившуюся смесь выдерживают в течение 24 часов при комнатной температуре и далее продавливают через фильеры для получения гранул (диаметром около 3-5 мм). Эти гранулы высушивают при 80-90^oС в течение 2-3 ч, после чего подвергают активации, для чего их обдувают током воздуха при температуре 500-600^oС в течение 4-5 ч (в результате чего ранее введенный в смесь полиакриламид полностью окисляется до газообразных продуктов (паров воды, азота и углекислого газа), удаляющихся вместе с потоком воздуха из подвергаемой активированию смеси оксидов). После активации продукт охлаждается до комнатной температуры.

Остальные примеры проводятся аналогично.

Активность катализатора определяется в кварцевом реакторе диаметром 18 мм и длиной 300 мм при следующих условиях: концентрация оксида углерода 3 об.%; содержание кислорода в воздухе 6 об.%; скорость газа 0,83 м/с; температура газа 200

350^oС; носитель газа - воздух. Содержание оксида углерода в отходящих газах до и после реактора определяется с помощью газоанализатора марки 121-ФА.

Устойчивость к воздействию отравляющих веществ определялась по методике НАМИ, Автомобильная промышленность. 1995 г. 8, стр.33).

Физико-химические показатели заявляемого катализатора и прототипа представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый катализатор при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид хрома 41,0

58,0, оксид железа 25,0

31,0, оксид цинка 16,5

27,5, оксид кремния 0,3

0,4, оксид кобальта 0,1

0,2; при объемной скорости 30000 ч^-1 и температуре 350^oС позволяет получить большую степень окисления оксида углерода (98,0-99,0%) и необходимую устойчивость к воздействию отравляющих веществ (8,0-15,0%).

При использовании катализатора, выходящего из заявленного интервала, максимальная степень окисления оксида углерода составила 89,0-93,0%.

Преимуществами предлагаемого катализатора по сравнению с прототипом являются более высокая активность, более низкая температура окисления оксида углерода при высокой объемной скорости, широкий температурный интервал, экономичность использования оксида цинка по сравнению с оксидом меди.

Формула изобретения

Катализатор для очистки газообразных выбросов от оксида углерода, содержащий оксиды хрома, железа и кобальта, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид цинка, оксид кремния при следующем соотношении компонентов, мас. %: Оксид хрома - 41,0

58,0 Оксид железа - 25,0

31,0 Оксид цинка - 16,5

27,5 Оксид кремния - 0,3

0,4 Оксид кобальта - 0,1

0,2

РИСУНКИ

Рисунок 1

Способ получения никель-алюмо-хромового катализатора для окислительно-восстановительных процессов, в частности для метанирования оксидов углерода // 2205068

Изобретение относится к способам получения никель-алюмо-хромовых катализаторов, использующихся для процессов гидрирования, очистки газов, для процессов метанирования оксидов углерода

Катализатор для получения n-метиланилина // 2205067

Изобретение относится к органическому синтезу, а именно к катализаторам для получения N-алкилированных ароматических аминов в отсутствие водорода

Катализатор для глубокого окисления органических соединений и оксида углерода в газовых выбросах и способ его получения (варианты) // 2199388

Изобретение относится к катализаторам и способам получения оксидных катализ

Катализатор для глубокого окисления органических соединений и оксида углерода в газовых выбросах и способ его получения (варианты) // 2199387

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

Хромсодержащий катализатор и способ его получения (варианты) // 2191625

Изобретение относится к хромсодержащим катализаторам и способам их получения, применяемым для окисления органических соединений, водорода и оксида углерода в газовых выбросах промышленных производств

Катализатор для глубокого окисления органических соединений и оксида углерода в газовых выбросах и способ его получения (варианты) // 2188707

Способ получения катализатора для гидрирования ароматических соединений, для метанирования со и со2 // 2186623

Изобретение относится к способу получения катализатора для гидрирования ароматических углеводородов, очистки газов от кислорода и оксидов углерода, для метанирования СО и СО2 и других процессов

Катализатор для дегидрирования изоамиленов в изопрен // 2186619

Изобретение относится к химической, нефтехимической промышленности и может быть использовано для дегидрирования изоамиленов в изопрен

Катализатор для синтеза хладонов // 2179885

Изобретение относится к производству катализаторов синтеза фторорганических соединений (пентагалоидэтанов общей формулы С2HСlхF5-х, где х изменяется от 0 до 4), в частности, для получения трифтордихлорэтана, тетрафторхлорэтана и пентафторэтана (хладоны 123, 124 и 125 соответственно)

Автомобильный каталитический нейтрализатор отработавших газов // 2211724

Изобретение относится к каталитической очистке выхлопных газов

Каталитически активная структура // 2209116

Изобретение относится к проточной для отработавших газов двигателя внутреннего сгорания каталитически активной структуре, прежде всего к сотовой структуре, сформированной по меньшей мере из одного металлического листа, имеющего каталитически активную поверхность

Катализатор, носитель катализатора, способ их приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота // 2199389

Изобретение относится к катализаторам и способу удаления оксидов азота как из сухих, так и влажных и серосодержащих отходящих газов углеводородами С2-С16 в окислительных условиях

Изобретение относится к катализаторам и способам получения оксидных катализ

Катализатор и способ очистки отходящих газов от оксидов азота (варианты) // 2194573

Изобретение относится к катализатору и способу удаления оксидов азота как из сухих, так и влажных и серосодержащих отходящих газов углеводородами С2-С16 в окислительных условиях

Катализатор, носитель катализатора, способы их получения (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота // 2192307

Изобретение относится к катализаторам, носителю катализатора, способам их получения и способам очистки отходящих газов от NОх, включая дымовые газы ТЭС, выхлопные газы автомобилей, а также в производстве азотной кислоты

Хромсодержащий катализатор и способ его получения (варианты) // 2191625

Катализатор хромово-никелевый для комплексной очистки газовых выбросов от оксидов азота и монооксида углерода // 2191624

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от токсичных газовых выбросов, а именно к катализаторам для комплексной очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от оксидов азота и монооксида углерода

Способ очистки водородсодержащей газовой смеси от оксида углерода // 2211081

Изобретение относится к процессу каталитической очистки водородсодержащих газовых смесей от оксида углерода и может быть использовано в различных областях химической промышленности, например в производстве аммиака, а также в водородной энергетике, в частности, в качестве топлива для топливных элементов