Катализатор для восстановления оксидов азота водородом Советский патент 1990 года по МПК B01J23/80 B01D53/86 B01D53/56 

(Л

С

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для восстановления оксидов азота водородом, что может быть использовано для очистки газов промышленных предприятий. Цель - повышение селективности и активности катализатора. Для этого используют состав, включающий, мас.%: оксид меди или цинка, или стронция 0,5-5

белая сажа 0,4-2,1 и оксид железа до 100. В этом случае степень восстановления оксидов азота достигает 100% при температуре 280-370°С против 99% при 306°С. 4 табл.

Изобретение относится к катализаторам для процесса восстановления оксидов азота водородом и может быть использовано при обезвреживании отходящих газов про тшенных предприятий.

Целью изобретения является повышение, селективности и активности катализатора за счет дополнительного содержания б елой сажи и оксида меди или цинка, или стронция при определенном соотношении компонентов о

Пример 1. Для приготовления 1 кг катализатора, содержащего 3 мас.,% оксида меди, 2 мас«% белой сажи и 95 мас.% оксида железа, берут 91,117 г азотнокислой меди, 20 г белой сажи и 950 г оксида железа. Соль азотнокислой меди растворяют в воде, пропитывают этим раствором контакт

из оксида железа и белой сажи в течение 3ч, затем выпаривают на песочной б.апе. Полученную шихту прокаливают в муфельной печи при в течение 4 ч, после чего формуют гранулы в 5 4-ном растворе азотной кислоты.

Полученные гранулы протзяливают на воздухе, просу111ивают в су1чильном шкафу при , затем прокаливают в муфельной печи при Приготовленный катализатор исследуют на вк- тивность в процессе восстановления оксидоэ азота водородом,

В условиях примера 1 приготавливают составы катализатора, содержащего оксиды железа, оксиды меди и белую сажу согласно изобретению. Результаты исследования сведены в табл.2,

СГ5

о

а

Предварительно выявлено влияние добавки белой сажи на активность катализатора, для чего были приготовлены образцы с содержанием белой сажи от 0,4 до 2,1%«

В табл«1 сведены результаты экспериментальных данных при соотношении 1,4,

Из приведенных в табЛо данных видно, что увеличение добавки белой сажи от 1 до 2,1 масо% изменяет степень восстановления N0j{ незначительно, поэтому последующие образцы катализаторов готовят с содержанием белой сажи 2%, а содержание оксидов металлов в качестве активных добавок меняют от 0,5 до 5 масо%о

Данные экспериментальных исследований сведены в табЛв2, из которой видно, что оптимальное количество добавки зависит от конкретных условий осуществления процесса При одинаковых условиях проведения процесса увеличение добавки меди и цинка приводит к увелич ению степени очистки газовой смеси при пониженных температурах, в то время как добавка оксида стронция при этих же температурах приводит к снижению активности связанному с агломерацией частиц ка- тйлизатора Но при повышении температуры процесса до 280-370°С на всех катализаторах, достигнута 100%-ная степень очисткИо

В работе на кислородсодержащем газе (3,2 масо%) процесс восстановления оксидов азота осложняется протеканием побочных реакций, в частности образования воды, что сопряжено с - дополнительным расходом водорода и смещением процесса в область повышения температуры в результате выделения большого количества теплао

В табЛоЗ приведены экспериментальные данные, полученные на медьсодержащем катализаторе при объемном соотношении H2/NOj(6, концентрации ок- .сидов - 0,6 масо%о (Активнос ть катализатора при содержании кислорода в газовой смеси, 3,,2 масо%)о

Как видно из табЛоЗ, влияние паров воды при 450-470°С оказывает незначительное действие и катализатор работает довольно активно, степень восстановления N0 при составляет 99,5%.

П р и м-е р 2. Для приготовления 1 кг катализатора, содержащего Змас % оксида цинка, 2 мас,% белой сажи,и

95 мас,% оксида железа берут 69,8 г азотнокислого цинка, 20.-Г белой и 950 г оксида железао Готовят катализатор в условиях примера U Точно так приготовлены другие составы дан-.

ного катализаторао Исследование образцов катализатора проводят в тех же условиях, что и медьсодержащего катализатора. Результаты исследования сведены в табло2, из которой

видно, что катализатор проявляет-высокую активность в интервале температур 320-370 € в зависимости от содержания вводимой добавкио Увеличение добавки сверх 5% нецелесообразно, так как процесс смещается в область повьш1ения температур, что приводит к дополнительным затратам энергии на его проведение

Пример Зо Для приготовления

1 кг катализатора, содержащего Змасо% оксида стронция, 2 мас,% белой сажи и 95 масо% оксида железа берут 61,2 г азотнокислого стронция, 20 г белой сажи и 950 г оксида железа Готовят

катализатор в условиях примера 1.«Точно так приготовлены другие составы данного катализатора Результаты его исследования приведены в табЛо2, из которой видно, что этот катализатор

активно работает при 350-370 Со

В табл.4 приведены сравнительные данные по активности прототипа и предлагаемого катализаторао Для удобства сравнения содержание вводимой

добавки выражено в мольных долях Кроме того, в табл.4 приведены оптимальные составы предлагаемого катализатора .

Исследование вьшеперечисленных образцов катализатора на основе оксида железа + белая сажа проведены на газовой смеси с содержанием 0,6% N0, соотнол1ении 1,4 при объемной скорости газового потока 15000 ч

Как видно из данных табл.4, предлагаемый катализатор активнее прототипа, работает при более высоких.объемных скоростях газового потока и осуществляет полную очистку от окси-

дов азота.

формула изобретения

Катализатор для-восстановления оксидов азота водородом, включающий ок51616691

сид железа, о тли ч ающи и с я тем, что, с целью повьопения селективности и активности катализатора, он дополнительно содержит белую сажу и оксид меди шш цинка, шш стронция при следующем соотношении компонен- .тов, масо%:

0.5-5,0 0,4-2,1 Остальное

Таблица

Катализатор

Оксид меди 3 масо% Белая сажа 2 мас.% Оксид желе-- за 95 масо%

Степень восстановления, %, при температуре 180 Г 230 I 280 I 330 Г 380 Г 430 Г 450 470

;. . ,.

35,3 48,873,4 80,7 88,2 93,7 98,9 99,5

. Оксид меди 0,2525

IUOOO

306

10000

400

Таблица 3

Таблица 4

0,005 0,515000 350100

0,01 1, 320100

0,03 3, 320100

97

0,05

3,0 15000 370

100

стронция в контакте +22 б.с. 0,5 15000 350 100 1,0 370 100 3,0 370 100 5,0 370 ЮО