Изобретение относится к гетерогенным катализаторам селективного восстановления оксидов азота углеводородами, которые могут быть использованы в производствах, отходящие газы которых содержат углеводороды с низкой молекулярной массой (газонасосные станции, газовые электростанции, ТЭЦ и т.д.)
Известен катализатор селективного восстановления оксидов азота углеводородами, содержащий 4, 2 мас. галлия и 95,8 мас. цеолита ZSM-5 в H-форме, синтезированный методом ионного обмена [1]
Недостатками катализатора являются высокая стоимость (20 60 $/кг), сложность изготовления (ионный обмен при 80oC 24 ч) и снижение конверсии в присутствии паров воды (с 40% в сухой атмосфере до 13% в присутствии 2% паров воды).
Известен катализатор селективного восстановления оксидов азота углеводородами, содержащий 4 мас. железа и 96 мас. цеолита ZSM-5 (Si/Al 14) в H-форме, синтезированный методом ионного обмена. Недостатками его являются высокая стоимость (20 60 $/кг), сложность изготовления (ионный обмен при 80oC 24 ч) и снижение конверсии в присутствии паров воды (с 30% в сухой атмосфере до 12% в присутствии паров воды) [2]
Наиболее близким к предлагаемому является катализатор, содержащий 4 мас. кобальта и 96 мас. цеолита ZSM-5 (Si/Al 14) в H форме.
Недостатками катализатора являются высокая стоимость (20 60 $/кг), сложность изготовления (ионный обмен при 80oC 24 ч) и снижение конверсии в присутствии паров воды (с 53% в сухой атмосфере до 28% в присутствии паров воды) [3]
Задача изобретения создание катализатора селективного восстановления оксидов азота во влажной и сухой среде при одновременном снижении его стоимости и упрощении приготовления.
Задача решается с помощью предлагаемого катализатора селективного восстановления оксидов азота, который содержит в качестве носителя монтмориллонит в количестве 85 95 мас. и кобальт в количестве 5 15 мас.
При содержании кобальта менее 5 мас. и более 15 мас. катализатор снижает свою активность.
Монтмориллонит может быть использован в качестве носителя как природный состав My[(Al2-yMgy) Si4O10(OH)2]•nH2O. Предпочтительно использование монтмориллонита в H-форме состава Hy[(Al2-yMgy)Si4O10 (OH)2]•nH2O.
Вид месторождения природного монтмориллонита не оказывает влияния на активность и стабильность катализаторов.
Предлагаемый катализатор иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. 4,75 г (95 мас.) предварительно измельченного природного монтмориллонита пропитывают 10 мл раствора нитрата кобальта (11), содержащего 1,23 г Co(NO3)2•6H2O (5 мас.), выпаривают досуха при постоянном перемешивании на водяной бане. Сушат при 100oC в течение 3 ч, прокаливают при 500oC 5 ч.
Через полученный катализатор был пропущен поток сухого и влажного (1% H2O) газа следующего состава: концентрация NO 300 ppm, CH4 - 400 ppm, O2 15 16% остальное азот, с объемной скоростью 30000 ч-1.
Активность катализаторов определяли по степени восстановления
NO(α):α = (Co-C)/Co•100% ,
где Co входная концентрация NO, ppm;
C концентрация NO на выходе из реактора, ppm.
Пример 2. 4,5 г (90 мас.) предварительно измельченного природного монтмориллонита пропитывают 10 мл раствора нитрата кобальта (11), содержащего 2,47 г Co(NO3)2 • 6H2O (10 мас.). Далее аналогично примеру 1.
Пример 3. 4,25 г (85 мас.) предварительно измельченного природного монтмориллонита пропитывают 10 мл раствора нитрата кобальта (11), содержащего 3,70 г Co(NO3)2 • 6H2O (15 мас.). Далее аналогично примеру 1.
Пример 4. 4,75 г (95 мас.) монтмориллонита в H-форме пропитывают 6 8 мл раствора нитрата кобальта (11), содержащего 1,23 г Co(NO3)2 • 6H2O (5 мас.). Далее аналогично примеру 1.
Пример 5. 4,5 г (90 мас.) монтмориллонита в H-форме пропитывают 10 мл раствора нитрата кобальта (11), содержащего 2,47 г Co(NO3)2 • 6H2O (10 мас. ). Далее аналогично примеру 1.
Пример 6. 4,25 г (85 мас.) монтмориллонита в H-форме пропитывают 10 мл раствора нитрата кобальта (11), содержащего 3,70 г Co(NO3)2 • 6H2O (15 мас. ). Далее аналогично примеру 1.
Пример 7. Цеолит H-ЦВМ-1122 (SiO2/Al2O3 30) 5 г подвергнут ионному обмену из 0,5 М раствора нитрата кобальта (II) объемом 50 мл с pH 5,6 6,7 при 20 25oC в течение 2 ч. Маточный раствор декантирован. Ионный обмен проведен повторно при 50 80oC. Навеска отмыта 20-кратным количеством бидистиллированной воды. Сушили на воздухе при 20 - 25oC в течение суток (прототип).
Результаты испытаний катализаторов представлены в таблице.
Каталитическая активность катализаторов селективного восстановления оксидов азота на основе природного и H-формы монтмориллонитов.
Таким образом, предлагаемый катализатор по сравнению с прототипами увеличивает конверсию NO с 30 до 80% как в сухой, так и во влажной атмосфере, упрощает приготовление и снижает стоимость до 3 5 $/кг.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Y. Li, P.J. Battavio, J.N. Armor, J.Catal. 142, 561 571, 1993.
2. US Patent 5149512 A; Y. Li, J.N. Armor. B 01 J 8/00, 1992.
3. Y. Li, J.N. Armor. J. Catal. 145, 1 9, 1994.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ | 1993 |
|
RU2077524C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА БАРИЯ | 1996 |
|
RU2109685C1 |
| ПРОТИВООПУХОЛЕВОЕ СРЕДСТВО | 1994 |
|
RU2086261C1 |
| КАТАЛИЗАТОР СИНТЕЗА КУМОЛА | 1995 |
|
RU2096086C1 |
| СПОСОБ ОКРАСКИ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ ГРУППЫ ХАЛЦЕДОНА | 1996 |
|
RU2111192C1 |
| СПОСОБ ОЧИСТКИ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА | 1998 |
|
RU2142407C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2301705C1 |
| КАТАЛИЗАТОР ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА УГЛЕВОДОРОДАМИ В ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ АТМОСФЕРЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1992 |
|
RU2043146C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ГИДРОКСИПРОИЗВОДНЫХ | 1995 |
|
RU2078333C1 |
| СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА | 1995 |
|
RU2088316C1 |
Изобретение относится к гетерогенным катализаторам селективного восстановления оксидов азота углеводородами и может быть использовано в производствах, отходящие газы которых содержат углеводороды с низкой молекулярной массой ( газонасосные станции, газовые электростанции, ТЭЦ и т.д.) Задача изобретения - создание катализатора селективного восстановления оксидов азота во влажной и сухой среде при одновременном снижении его стоимости и упрощении приготовления, которая решается с помощью катализатора селективного восстановления оксидов азота, содержащего в качестве носителя монтмориллонит в количестве 85 - 95 мас. %, используемый как в природной, так и в Н-форме, и кобальт в количестве 5 - 5 мас. %. Предлагаемый катализатор по сравнению с прототипом увеличивает конверсию NO с 30 до 80 % как в сухой, так и во влажной атмосфере, упрощает приготовление и снижает стоимость до 3 - 5 $/кг. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Кобальт 5 15
Монтмориллонит Остальное
2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит монтмориллонит в Н-форме.
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| Y | |||
| Li, P.J | |||
| Battavio, J.N | |||
| Armor | |||
| J | |||
| Catal | |||
| Рогульчатое веретено | 1922 |
|
SU142A1 |
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
| Патент N 5149512, кл | |||
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| Y | |||
| Li, J.N | |||
| Armor, J | |||
| Catal., 145, 1-9, 1994. | |||
