Способ получения катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей Советский патент 1992 года по МПК B01J23/44 B01J37/00 B01D53/36 

(46) 15.01.92. Бюл. 2

(21)4123277/04 ;

(22)25о09.86I

(71)Дзержинский филиал Государственного научно-исследовательского института по. промьшленной и санитарной очистке газов

(72)А.СоДряхлов, БоЕоУлыбин, Л.П.Финогеев и В.МоКисаров

(53)66.(088.8)

,(56) Патент США № 4318888, кл. В 01 D 53/36, 1982.

Allinglara Ind Finish, 1964, 16, № 195, Со35-38.

Авторское свидетельство СССР Jf 1170676, кл. В О J 37/00, 1984,

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА . ДЛЯ. ОЧИСТет ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ.

(57) Изобретение относится к катали - тической химии, в частности к получению катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей. Цель - получение катализатора с повышенной активностью при совместном окислении органических примесей

и горючих аэрозолей лака, с повышенным сроком службы и пониженной ь гтал- лоемкостьюо Получение катали т&ра ведут в присутствии аэрозольной пыли путем нанесения палладия из электрю- лита на металлический носитель в виде набора гофрированных лент Носитель используют с шевронным располо- жением гофр под углом (t20) - (t 75) и осаждение на него палладия из раствора проводят методом переменной полярности при режимах работы на перт- вой фазе: температура электролита 30- 35°С; плотность тока. 1 ,0-1 ,2 полный период 10 с; катодный период 1 с; анодный период 9 с и на второй фазе; плотность тока 2,0-2,5 катодный период 9 с; анодный период 1 с. Палладирование целесообразно осуществлять из водного раствора элек тролита следующего состава, г/л: дву хлористай палладий в пересчете на металл 1 ,5-1 ,8; двузамещенный фос4юрно- кислый аммокий 10-16; двузамещенный фосфорнокислый натрий 50-60; вода до 1 л. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

§

W

с

|

а

Изобретение относится к способам получения катализаторов для сайитар- ной очистки газовых выбросов от различных органических соединений в присутствии горючих аэрозолей, g част кости для одновременного дожигания растворителей и аэрозолей лака в про™ изводстве эмалированных проводов.

Целью изобретения является повышение активнр,сти катализатора при

совместном окислении органических примесей и горючих аэрозолей, повышение срока службы и снижение металлоемкости за счет использования.носителя с шевронным расположением гофр под углом ±20-175 и осаждения на него палладия методом переменной полярности- при определенных режимах работы из электролита определеннвро со- :Ставао.

Прим е р I „ В электролизер емкостью 1,5 л запивают 1 л палладиру ощего раствора следующего состава, г/л: двухлористый палладий в пересчете на металл 1,5; двузамещен- ный фосфорнокислый аммоний 10; дву- замещённьй фосфорнокислый натрий 50 дистиллированная вода до 1 л.

В электролизер опускают два электрода из палладиевой фольги являюо 5

вдейся анодом площадью 1 дм , и пластинки из стали 1Х18Н10Т также площадью 1 дм , являющейся катодом.

Режим работы на первой фазе процесса

Температура, .30 Плотность тока. А/дм . 1,1

Полный период, с 10 Катодный периодд с Анодньтй период, с 9 Время выдержки,мин 10 Режим работы на второй фазе проО

цесса

Плотность тока,

,0

Катодный период,с 9 Анодный периодSс Время выдержки,

мин- 20 .

При такой обработке на пластине из стали 1Х18Н10Т высаживается палладий в количестве 0,1 масо% в виде металла серебристо-матового цветво

Пример 2„ В тот же электрол зер заливают 1 л палладирующего рас вора следующего составаугу51:дву - хлористый палладий в пересч ете на металл, 1,65; двузамещенный фосфорнокислый аммоний 12; двузамещенный фосфорнокислый натрий 55; дистиллированная вода до 1 л„

В электролизер опускают два элек трода из палладиевой фольги площадью 1 дм , являющейся анодом, и пластинки из стали 1Х18Н10Т также площадью 1 дм,, являющейся катодом Режим работы на первой фазе процесса

Плотность тока,

,15

Полный период,с 10 Катодный период,с 1 Аяодный период,с 9 Температура,с32

Время выдержки,мин 11 Режим работы на второй фазе процесса:

Плотность тока, А/дм

Катодный пёриод с Анодный период,с

Время выдержки,мин

2,3 9 1 30

0

25

30

В результате такой обработки на пластине из стали 5Х)8Н10Т высаживается палладий в коли 1естве 0,2 мас.% 0 в виде металла серебристо-матового цвета.

П р и м е р 3,- В тот же электролизер заливают, 1 л раствора следующего cocTaBBj г/л: двухлористый пал- 5 ладий в пересч(ёте на металл 158;дву- замещенный фосфорнокислый аммоний 15; двузамещенный фосфорнокислый натрий 60; дистиллированная вода до I л. В раствор помещают такие же, как указано в примере 1, два электрода« Режим работы на первой фазе процесса

Плотность тока,

А/дм 1,20

Полный.период,с10

Катодный период,с 1 Анодный период, с .9 Температура процесса,°С о35 Время вьщер7№:и,мин 12 Режим работы на второй фазе процесса .

Плотность тока,

,5 .

35 Катодный период,с 9 Анодный период,с 1 Время выдержки мин . 30 В результате такой обработки на пластине из стали марки IX18HIOT вы саживается палладий в количестве

0,25 маСо% в виде металла серебристо- матового t;BeTa«

Образцы по примерам 1-3 испытывают в реакции окисления п-ксилола в 45 проточной циркуляционной системе. Сопоставление активностей образцов ката лизатора., приготовленных по примерам 3 (масса образца катализатора I г), дано в табл.1. 50 Как видно, активность образцов

практически одинакова. Поэтому палладий на стандартные металлические гофрированные ленты наносят в минимальном количестве, т.е. 0,1 мас.%, 55 Примера.В электролизер емкостью 3,0 л заливают палладирующий раствор-в количестве 2,5 л состава, указанного в примере 1. В электролизер опускают два электрода из палла-.

диевой фольг и и гофрированной ленты из IXISHiOT с шевронным расположением гофр и свободным сечением каждой по 1 ,9 /тм . Размеры свободного сечения электродов обусловлены стандартными размерами металлических ,. матов (6,05X0,32 дм), из набора которьЬс состоит промышленный каталитический блок. Направляющая гофр расположена под углом ±20.

Нанесение палладия в виде металла серебристо-матового цвета осущест- зляют так 5 как указано в примере I.

П р и м е р 5, По примеру А, только направляющая гофр расположена под углом 430°.

ПримербоПо примеру А, только направляющая гофр расположена под углом ±60,

П р и м е р 7„ По примеру А, тольо направляющая гофр расположена под углом ±75°.

Примере. На гофрированную енту с прямыми каналами трапецеидальной формы указанных выше размеров наносят палладий в виде палладиевой черни, как указано в известном способе.

Из полученных по примерам А-8 гоф- рированнык пластин собирают станартные каталитические блоки, состоя- ие из двух или трех металлических атов.

Характеристики каталитических маов и блоков следующие:

Длина мата5м , 0,605 Ширина мата,м0,300

Высота мата, м0,032

Число шевронных гофр на длину мата, шт.138 Толщина л ей ты, м 1 Толщина гофрированной ленты,м . 1,3- 10 Число рядов гофрированной ленты по пшрине мата,шт 231 Общее число шевронных гофр в ма- ., те, шт 3, Отношение длины прямой ленты к длине .гоФситгова н ной , 1,235 Сечение-, одного ряда гофрированной ленты размером 2x1,,,605 м 0,032м 4,78-1(

А, 31 кг

960676

Объем мата размером О,605-0,30

0,0325,8|.

Удельная поверхность одного мата {4,78-10- м-

231/5,81 -10- м 1900 MVM- Масса мата,кг4,31

10 Объем одного ряда гофрированной ленты размером 1 ,235-0,605 м

«0,032 м -1 2,39-10 м 15 Иетинньтй объем гофрированньгх лент в мате (2,39 ) 5,52 -10 м- Свободный объем 20 катализатора

(5,81-0,552) -lO V 5,81 ,905 м

Масса катализатора в мате

25 7800 (,52 « Насыпная масса катализатора в мате (4,3 Скг /5,81

30, U0-3 См) кг/м

Масса каталитического блока размером 0,605x0,30x0,067 м (4,31ч2) ,кг . 8,62 35 Масса каталитического блока размером 0,605«0,30.0,098 м (4,), кг 12,9 Металлические ленты после их обез- 0 жиривания и нанесения палладия собирают в маты, укладывают в блок и устанавливают в производстве эмалирования проводов ПО Москабель на горизонтальных эмаль-станках. Кроме того 5 испытывают-также н аналог, т.е.блок фирмы КАТЕС. , Результаты испытания блока с шевронным расположением гофр (БШГ) и различными углами направляющей гофр (о), блока с прямыми кана- 0 лами (ВПК) (прототип), а также бло-. ка фирмы КАТЕС (аналог) приведены в табЛ .-, Из табл.2 видно, что наибольшей эффективностью в реакции дожигания растворителей и аэрозолей лака 5 обладает блок, в котором направляющая гофр расположена под углом i20.Дальнейшее уменьшение такого угла в насадке нежелательно из-за технических трудностей ее изготоплеппя.

В табл.2 приведены результаты сопоставления активности блока с шевронным расположением гофр (с/120) с активностью блока с-прямыьцА каналами, взятого по прототипу, а также блока фирмы КЛТЕС. ;. Как видно,на блоках БШГ и ВПК степень дожигания раство- рител й выше, чем на катализатора фирмы KATRC. Более высокая эффектив- ность дожигания растворителей на отечественных блоках достигается за счет более высоких их удельных поверхностей (SVA) по сравнению с S ,,д катализатора фирмы КАТЕС. Действительно, величина Зуд блоков с прямыми канпля- ми, шевронным расположением гофр и фирмы КАТЕС составляют соответственно 2800, 2000 и 936 Как видно. Зуд блока с прямыми каналами больше Зудблока с шевронным расположением гофр в 1,35 раза, однако их началь- ная эффектттаность в реакции дожигания растворителей практически одинакова.

Металлоемкость блока с шевронным располокением гофр в два раза ниже металлоемкости блока с прямыми каналами (прототипа).

Эффективность дожигания аэрозолей лака на блоках с шевррнным расположением гофр и фирмы КАТЕС практически одинакова (составляет 95-96%) и существенно выше эффектипиости,достигаемой на блоке с прямыми канала- ми (40-48,5%, см.табл.2).

Как видно из табл.2, степень дожигания растворителей На блоке фирмы КАТЕС и особенно блоке с прямыми каналами существенно снижается в про цессе-их длительной работы в отличие от блока с йевронным расположением гофр, где такого снижения практически не происходит. Такое снижение активности обусловлено сдиранием пал- ладиёвой черни с катализатора аэрозолями лака и нарушением равномерного покрытия активного слоя за счет его агрегирования. Унос палладиевой черни с катализатора может достигать 80%. Больший эффект дезактивации блока с прямыми каналами по сравнению с блоком фирмы КАТЕС обусловлен более быстрым сдиранием палладиевой черни в первом случае. Действитель- но, на блоке с прямыми каналами паш- ладиевая чернь составляет 0,1%, а На катализаторе фирмы КАТЕС - 0,5- 1,5%.

На блоке с шевронным расположение гофр палладий находится не в виде палладиевой черни, которая мажется и легко снимается рукой с поверхности катализато.ра, а в виде конфигурации с блестящей серебристого цвета поверхностью. Эта поверхность не мажется и не снимается с катализатора. Количество палладия на блоке с шевронным расположением гофр такое же, как и на блоке с прямыми каналами.

Таким образом, катализатор, полученный по предлагаемому способу,обеспечивает более высокие показатели процесса обезвреживания газовых выбросов от растворителе и аэрозолей лака.

Формула изобретения

Температура электро- лита,С30-35

Плотность тока,А/дм 1,0-1,2 Полный период, с 10 Катодный период,с 1 Анодный период,с 9 и На второй фазе: Плотнорть тока,

,0-2,5

Катодный период,с 9 Анодный период,с 1

Двухлористый палладий в пересчете на металл

1,5-1,8

Двузамещенный фосфорнокислый аммоний Двузамещеига 1й фос

Таблица 2

Результаты испытания блоков с шевронным расположением гофр (БШГ) и сопоставления их активности с активностью блока фирмы КАТЕС и блока с прямыми каналами (ВПК) в производстве эмалирования проводов

Составитель В.Теплякова Редактор Г.Мельнш ова Техред И.ХоданичКорректор Л.Патай

Заказ 791

Тираж

ВИШШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, НОСКБ&, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

(16710

форнокислый натрга

Дистиллированная . вода

Т а б л и ц .а 1

Подписное