Патент ссср 825134

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

in)825134

Ф .г (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0 305,79 (21) 2 76155 8/2 3-0 4 (51)hh. Кл з с присоединением заявки ¹

В 01 J 23/84//

С 02 F 1/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 66.097. . 3(088.8) Опубликовано 30.04,81. Бюллетень №16

Дата опубликования описания 3004,81

М. A. Яблокова, Е. А. Власов, A. С. Решанов и В. Н. Соколов (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Октябрьской Революций и ардена

Трудового Красного Знамени технологическими .ынститу . —им. Ленсовета (7f ) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИИ

СТОЧНЫХ ВОД ГИДРОЛИЗНО-ДРОЖЖЕВОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к катализа-1 торам, используемым для окисления вредных примесей сточных вод гидролизно-дрожжевого производства, и может быть использовано в гидролизной, целлюлозно-бумажной, пищевой и других отраслях промышленности, где имеются стоки, загрязненные продуктами гидролиза древесины, пентоэными и гексозными сахарами, органическими кислотами, гуминово-лигниновыми веществами, продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.

Известен катализатор для очистки сточных вод от окисляемых орга- 15 нических соединений -альдегидов, спиртов, кетонов, фенолов, алифатических и ароматических аминов, карбоновых кислот, гербицидов, растворителей, биологически трудноокисляе- 20 ьых веществ и т. и., включающий около 4 вес.% СиО, 5 вес.% Сг09и 3 вес.%

Мп0 на з = А1о 0% (Ц.

Однако катализа ор укаэанного сос!

5 тава, полученный путем внесения порош-5 иа Сг О s$-At О при формовке гранул, при окислении сточных вод гидролизно-дрожжевого производства активности не проявляет. Нанесение же

С r>0> на 7 -А 1< ОЭ пропиткой гранул . 30 растворами легкораэложимых соединений хрома с последующей термообработкой приводит к образованию на носителе не только Сr ОЭ, но и соединений, в которых хром ймеет валентность +6.

Эти соединения, растворяясь в воде, загрязняют ее. Сточные воды, очищенные от органических веществ на таком . катализаторе, требуют дополнительной дорогостоящей очистки от ионов хрома.

Известен также катализатор окисления вредных компонентов выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, содержащий 6-12% Ni в пересчете на

Ni0, Со 1-.5% в пересчете на Со О, и

Ип0> 0,5-3% на А1>03 Г2, Применение указанного катализатора для окисления загрязнений сточных вод гидролизно-дрожжевого производства притемпературе 175 Си давлении 10-12 атм позволяет за 2 ч .сни- . зить химическое потребление кислорода (ХПК) последрожжевой бражки с 12400 мг О /л лишь до 4950 мг/л,J т. е. активйость его сравнительно невысока (60%). Это объясняется химическим составом известного катализатора, в котором наряду с окислами никеля и кобальта присутствуют метал-. лические Ni и Со, образовавшиеся

825134 в результате активации контактной массы водородом при 400-450 С. ПосФ <> ледние придают катализатору Гидрирую- п>нo а не охи слительные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для окисления вредных примесей отходов гидролизнодрожгкевого производства, содержащий

4-12 вес. Ъ ИпОд, 6 — 12 вес. -o C 04 и 2-6 вес.Ъ Си0 над-Аl О Г31.

Окисление последро>кжевой бражки на указанном катализаторе при 175 С и давлении 10-12 атм в течение 1 ч снижает ХПК на 75Ъ, а в течение 2 ч на 90,5Ъ. При его использовании время пребывания последрож>хевой бражки в каталическом реакторе, необходимое для достижения степени окисления, обеспечивающей воэмо>хность возврата очищенной воды в систему оборотного водоснабжения, составляет около 2 ч.

Степень очистки сточных вод, дости- jlj гаемая эа 1 ч окисления на известном катализаторе, недостаточно высокая — до 75о.

Учитывая огромные объемы стоков дро>юкевых цехов (250 м /1 т кормовых дрож>хей), такое время пребывания сточной воды в реакторах потребует применения аппаратов больших размеров, имеющих большую металлоемкость, 1 а, следовательно, и высокую стоимость. 0

Снизить время пребывания последро>хжевой бражки в реакторе мо><но за счет использования более активного катализатора.

Цель изобретения — повышение активности катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор для окисления сточных вод гидролизно-дрож>хевого производства, включающий двуокись марганца, окись кобальта и носитель — 1" — 40

-окись алюминия, дополнительно содержит окись железа при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Двуокись марганца. 4,0-10,0

Окись кобальта 3,0- 8,0 4

Окись железа 3,0- 7,0

Окись алюминия Остальное

Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью — степень очистки сточных вод гидролизно-дрожжево- 50

ro производства, достигаемая за 1 ч окисления, возрастает до 88,8Ъ.

Содержание в катализаторе указанных количеств окислов поливалентных элементов, марганца и кобальта, обусловлено специфичностью действия контактной массы в жидкой среде. В жид кости ионы поливалентного металла (Mn и Со) легче гидратируются, что приводит к ускорению каталитического процесса. Присутствие небольших 60 (до 7 вес.Ъ) количеств окиси железа является необходимым условием повышения активности катализатора, так как окись железа образует.шпйнелевидМые соединения (типа СоГе 04) .не толь-65 ко с окислами марганца и кобальта, но и с з- -окисью алюминия (FeAl>04), являющиеся каталитически активнымй в реакции окисления.

Указанные пределы содержания активных компонентов обусловлены тем, что нанесение на у - A1 0 менее 4 вес.Ъ

ИпО ; 3 вес.Ъ CooO+ и 3 вес.Ъ Fe<03. не позволяет получать достаточно активный катализатор, а нанесение более 10 вес,о Ип0 8 вес.Ъ Со О. и

7 вес.Ъ Fe О «Ре приводит к увеличению активности катализатора.

Пример 1. Для приготовления

100 r катализатора, содерх<ащего 10 вес.Ъ Mn0 ; 3 вес.Ъ Со30, 3 вес. Ъ Fe<03 и 84 вес.. Ъ у-А1 0э, 84 г гранул активной окиси алюминия пропитывают последовательно 7,35 мл

25Ъ-ного раствора нитрата кобальта (d = 1,24 г/мл) и 29,8 мл 25Ъ-ного раствора нитрата железа (d=1,228 г/мл), затем 36,8 мл 40Ъ-ного раствора нитрата марганца (4 = 1,399 г/мл) в пересчете на безводные соли.

После двух стадий пропитки растворами нитрата кобальта и >хелеза производят сушку при 110 С в течение 4 ч и отжиг при 400 С в течение 20 ч при медленном подъеме температуры.

После пропитки гранул раствором нитрата марганца и сушки от><иг производят при 200 С в течение 24 ч.

Пример 2. Для приготовления

100 г катализатора, содер><ащего

4 вес.о оИпО, 8 вес.о оСоэО, 7 вес.Ъ Fe О, и 81 вес.Ъ у-Аl О 81 r гранул активной окиси алюминия пропитывают последовательно 32,8 мл

18--ного раствора нитрата кобальта (d = 1,163 г/мл) и 69,5 мл 25Ъ-ного раствора нитрата >хелеза (d =1,228 г/мп) затем 10,7 мл 50Ъ-ного раствора нитрата марганца (d = 1,537 г/мл). Термообработку производят, как в примере 1.

Пример 3, Для приготовления

100 г катализатора, содержащего б вес.Ъ

МпО .,б:вес.Ъ СоЭО, 4 вес.Ъ Ге О. и 84 вес. Ъ р"-А120, 84 r гранул активной окиси алюминия пропитывают последовательно 11,5 мл ЗОЪ-ного раствора нитрата кобальта (d = 1,30 г/мп) и 51,8 мл 20Ъ-ного раствора нитрата железа (d = 1,174 г/мл), затем

26,3 мп 35Ъ-ного раствора нитрата марганца (d =,1,336 г/мл). Термообработку производят так ><е, как и в примере 1.

Очистка сточных вод гидролизнодрожжевого производства с использо-, ванием предлагаемого катализатора может проводиться в барботажных реакторах как с неподвижным слоем катализатора, так и с суспендированным катализатором, при 170 - 180 С и давлении 10-12 атм в течение 1 ч.

Результаты окисления сточных вод гидролиэно-дрожжевого производства

825134

Степень очистки, %

Катализатор

ХПК очисленнои воды, мг О /л

Предлагаемый 1 1735

2 1575

3 1390

86,0

87,3

88,8

3125

Известный

74,8

3,0-7,0

Остальное

Окись железа

Окись алюминия

Составитель 3. Басырова

Редактор A. Власенко Техред С.Мигунова,Корректор H. Бабинец

Заказ 2449/54 Тиран 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, .(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Óèãîðoä, ул. Проектная, 4 при температуре 175 С, давлении

10 кгс/см и времени 1 ч предлагаемым катализатором (исходный показатель ХПК-12400 мг О /л) приведены в таблице. . Применение предлагаемого катализатора позволяет при умеренно повышенных температуре в давлении (175 .С и 10 атм) снизить количество загрязнений по ХПК на 86-88,8% за

1 ч окисления. На известном катализаторе та же степень окисления (85%) достигается лишь в результате 2 ч пребывания сточной воды в реакторе, Формула изобретения

Катализатор для окисления загрязнений сточных вод гидролизно-. дрожжевого производства, включающий двуокись марганца,.окись кобальта и носитель — — окись алюминия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит окись железа при следующем содержании компонентов, вес.Ъ:

Двуокись маргарца 4,0-10,0

Окись кобальта 3,0-8,0

:-огда как за 1 ч количество загрязнений уменьшается только на 75%.

Активность катализатора по сравнению с известными увеличена на

10-15%, что позволяет сократить

5 время окисления сточной воды до качества, необходимого для возврата в оборотную систему водоснабжения, в 2 раза. Соответственно в 2 раза могут быть уменьшены объемы реакторов окисления, что дает большую экономию ме". талла и производственных площадей, капитальных вложений в очистные сооружения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР У 97184, кл. 85 С 1, С 02 С 5/04, опублик.

1973.

2. Патент Франции Р 2131159, 40 кл. F 01 и. 3/00, опублик. 1972.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2646618/04, кл. Б 01 J 21/04, 1978 (прототип).