СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА Российский патент 1997 года по МПК B01J23/889 B01J37/04 B01J23/84 B01J101/62 

Изобретение относится к очистке газов от вредных примесей и может быть использовано, в частности для разложения озона в производствах с его участием, а именно водоподготовке, очистке сточных вод, обработке полупроводников в микроэлектронной промышленности, дезинфекции в медицине и сельском хозяйстве и т.п.

Известен способ получения катализатора для разложения вредных примесей, включающий смешение диоксида марганца, оксида меди и связующего (бентонитовой глины) в соотношении 100:(15 30):14, формирование гранул, их сушку при 60 90^oC в течение 9 15 ч и термообработку при 260 350^oC в течение 20 40 мин (Патент СССР N 1806008, кл. B 01 J 37/04, 23/84 26.11.91).

Недостатком известного способа является нестойкость гранул полученного катализатора по отношению к воде.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ в котором катализатор получают путем смешения диоксида марганца, оксида меди и связующего (талюма) в соотношении (30 40):(20 30):(30 50), формования гранул посредством прессования смеси компонентов в матрице с последующим выдавливанием гранул, их гидротермальной обработки при 90 100^oC в течение 4 ч, сушки при 200^oC в течение 2 ч и прокаливании при 300^oC в течение 3 ч (авт.св. СССР N 1768274 кл. B 01 J 23/84, B 01 D 53/36, 29.12.90).

Недостатком данного способа является низкая производительность технологического процесса получения катализатора вследствие невозможности формования гранул на шнековом грануляторе, из-за непластичности пасты смеси компонентов.

Целью изобретения является повышение производительности технологического процесса получения катализатора путем осуществления возможности формования гранул, состоящих из диоксида марганца, оксида меди и связующего (талюма) в соотношении (30 40):(20 30):(30 50) на шнековом грануляторе.

Цель достигается предложенным способом, включающим смешение диоксида марганца и оксида меди со связующим (талюмом), формование гранул; гидротермальную обработку, сушку и прокаливание.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что формирование гранул ведут на шнековом грануляторе, а талюм перед смешением компонентов обрабатывают водой при 70 100^oC в течение 0,5 5,0 ч, а затем прокаливают при 200 1000^oC в течение 1 6 ч.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут 0,6 1,0 кг талюма, обрабатывают его водой при 70 100^oC в течение 0,5 5,0 ч, а затем прокаливают при 200 1000^oC в течение 1 6 ч. Обработанный таким образом талюм загружают в лопастной смеситель с паровой рубашкой, в который предварительно загружено 0,6 0,8 кг диоксида марганца и 0,4 0,6 кг оксида меди (в пересчете на сухое вещество). Процесс перемешивания ведут при 40 70^oC в течение 0,3 1,0 ч. Полученную пасту выгружают и формуют на шнековом грануляторе при 100 120^oC и давлении 35 45 атм через фильтры с диаметром отверстий 1,0 3,5 мм. Сформованные гранулы выдерживают на воздухе при комнатной температуре в течение 8 36 ч, подвергают гидротермальной обработке при 80 100^oC в течение 2 5 ч, сушат при 80 200^oC в течение 3 10 ч и прокаливают при 300 400^oC. Производительность предлагаемого способа по формованным гранулам составляет 85 114 кг/ч. Производительность по формованным гранулам по известному способу (авт.св. СССР N 1768274, 29.12.90) составляет 8 10 кг/ч.

Пример 1. Берут 0,8 кг талюма и обрабатывают его водой при 90^oC в течение 4 ч, а затем прокаливают при 350^oC в течение 4 ч. Обработанный таким образом талюм загружают в лопастной смеситель с паровой рубашкой, в который предварительно загружено 1,4 кг пасты диоксида марганца с влажностью 50% и 0,9 кг пасты оксида меди с влажностью 55% Процесс перемешивания ведут при 50^oC в течение 0,7 ч. Полученную пасту выгружают и формуют на шнековом грануляторе через фильтры с диаметром отверстий 1, 2 мм. Сформированные гранулы выдерживают на воздухе при комнатной температуре в течение 24 ч, подвергают гидротермальной обработке при 90^oC в течение 4 ч, сушат при 120^oC в течение 6 ч и прокаливают при 350^oC. Производительность по формованным гранулам составила 114 кг/ч.

Пример 2. Ведение процесса как в примере 1, за исключением температуры и времени обработки талюма водой, которые составили 70^oC и 0,5 ч соответственно. Производительность по формованным гранулам составила 85 кг/ч.

Пример 3. Ведение процесса как в примере 1, за исключением температуры и времени обработки талюма водой, которые составили 100^oC и 5 ч соответственно. Производительность по формованным гранулам составила 108 кг/ч.

Пример 4. Ведение процесса как в примере 1, за исключением температуры и времени прокаливания талюма после обработки водой, которые составили 200^oC и 1 соответственно. Производительность по формованным гранулам составила 92 кг/ч.

Пример 5. Ведение процесса как в примере 1, за исключением температуры и времени прокаливания талюма после обработки водой, которые составили 1000^oC и 6 ч соответственно. Производительность по формованным гранулам составила 105 кг/ч.

Наибольшая производительность по формованным гранулам наблюдается при формовании гранул на шнековом грануляторе и предварительной обработке талюма водой перед смешением компонентов при 70 100^oC в течение 0,5 5,0 ч и последующем его прокаливании при 200 1000^oC в течение 1 6 ч. При выходе параметров процесса за пределы указанных значений производительность по формованным гранулам заметно снижается.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Повышение производительности при формовании гранул на шнековом грануляторе и проведении предварительной обработки талюма водой перед смешением компонентов при 70 100^oC в течение 0,5 5,0 ч и последующем его прокаливании при 200 100^oC обусловлено видимо образованием высокопластичной пасты компонентов катализатора после перемешивания, которая легко формируется на шнековом грануляторе. Исходный талюм смесь алюминатов кальция обладает низкой удельной поверхностью и представляет собой относительно крупнодисперсные частицы. При перемешивании с мелкодисперсными частицами диоксида марганца и оксида меди относительно крупнодисперсных частиц талюма образуется смесь компонентов, обладающая весьма низкой пластичностью, что делает невозможным ее формование на шнековом грануляторе. Низкая пластичность такой смеси обусловлена тем, что энергия взаимодействия частиц связующего между собой значительно отличается от энергии взаимодействия относительно крупнодисперсных частиц связующего с частицами мелкодисперсных диоксида марганца и оксида меди. С другой стороны, обработка талюма водой при 70 100^oC в течение 0,5 5,0 ч и последующее его прокаливание при 200 - 1000^oC в течение 1 6 ч приводит к образованию мелкодисперсных частиц связующего, обладающих высокоразвитой удельной поверхностью. В этом случае энергия взаимодействия частиц связующего между собой и энергия взаимодействия частиц связующего между собой и энергия взаимодействия частиц связующего между частицами диоксида марганца и оксида меди близки между собой, и это проводит к образованию высокопластичной пасты компонентов катализатора, которая легко формируется на шнековом грануляторе.

Таким образом, предложенный способ позволяет значительно повысить производительность технологического процесса получения катализатора.

Это катализатор позволит проводить эффективную очистку газовых и жидких сред от вредных примесей, в частности от озона, и даст реальную возможность решить широкий круг крупномасштабных экологических и технологических проблем.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно на повышение производительности технологического процесса получения катализатора, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Использование : в очистке газов от вредных примесей, в частности для разложения озона в производствах с его участием, а именно водоподготовке, очистке сточных вод, обработке полупроводников в микроэлектронной промышленности, дезинфекции в медицине и сельском хозяйстве и т.п. Сущность изобретения: способ получения катализатора включает смешение диоксида марганца и оксида меди со связующим (талюмом), обработку талюма водой при 70 - 100^oC в течение 0,5 - 5,0 ч и прокаливание при 200 - 100^oC в течение 1 - 6 ч, формование гранул на шнековом грануляторе, гидротермальную обработку, сушку и прокаливание. Способ позволяет значительно повысить производительность технологического процесса получения катализатора.

Способ получения катализатора, включающий смешение диоксида марганца, оксида меди и талюма, формование гранул, гидротермальную обработку, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что перед смешением талюм обрабатывают водой при 70 100^oС в течение 0,5 5,0 ч и прокаливают при 200 1000^oС в течение 1 6 ч, а формование ведут на шнековом грануляторе.