Способ получения катализатора для очистки отходящего газа Советский патент 1991 года по МПК B01J37/02 B01J23/72 

Изобретение относится к области очистки воздуха от вредных органических примесей, в частности к способам получения катализатора глубокого окисления вредных органических примесей и окиси углерода в отходящих газах.

Целью изобретения является получение термостойкого, активного катализатора, для чего в качестве носителя используют волокнистый муллитокремнеземистый материал, а пропитку ведут насыщенным раствором уксуснокислой меди непосредственно в каталитическом реакторе.

Пример 1. В 100 мл дистиллированной воды растворяют 0,4 г уксуснокислой меди. Навеску в 100 мл муллитокремнезе- мистого волокнистого материала марки МКРР-130 помещают на решетку термокаталитического реактора и прокаливают при 1000-1300°С в токе воздуха в течение 20-30 мин. Охлаждают реактор до 20-30°С, навеску носителя пропитывают по влагоемкости

приготовленным раствором уксуснокислой меди, которым орошают слой носителя в течение 15-20 мин. Сушку катализатора проводят в реакторе при 100-120°С до превращения материала из голубого в черный цвет, после чего катализатор прокаливают при 400°С в течение 4 ч в токе воздуха. Послойный химический анализ полученного образца показал равномерное распределение окиси меди по всему объему волокнистого муллитокремнеземистого материала. Общее содержание окиси меди в образце 3 мас.%.

Каталитическую активность полученных образцов определяют в динамической проточной установке в отношении модельной реакции полного окисления фенола и окиси углерода кислородом воздуха. Для испытаний берут 6 мл катализатора, исходная концентрация фенола и окиси углерода 5 мг/л, объемная скорость реакционной смеси составляла 10000 .

Os

2 ю ел

Јь

Примеры 2-5. Аналогичны примеру 1, но муллитокремнеземисгый материал пропитывают раствором уксусной меди в пересчете на окись меди 4, 5, 6 и 7 мас.% соответственно.

Температуры 100%-ного превраа ения фенола и СО на полученных катализаторах, характеризующие их активность, приводятся в табл.1 (для сравнения приводятся данные о каталитической активности промышленного алюмомедноокисного образца катализатора).

Из табл.1 видно, что полное сгорание фенола и оксида углерода до углекислого газа и воды происходит на катализаторах по предлагаемому способу при содержании окиси меди 4-6 мас.% при температурах на 30-50°С ниже по сравнению с алюмомедно- окисным катализатором, содержащим 8-10 мас.% СиО. Без катализатора на носителе окисление фенола с заметной скоростью начинается лишь при температуре выше 750°С.

В табл.2 приводятся данные, характеризующие термостабильность катализатора, г.е. степень сохранения активности при температурных перегревах.

В табл.2 представлены результаты исследования каталитической активности контактов, прошедших выдержку при 750°С. Как видно из приведенных данных, катализаторы, нанесенные на и керамику (кольца Рашига), снизили активность в реакции окисления фенола при 400°С соответственно на 20 и 35%. Это вызвано спеканием катализатора с окисью алюминия. Активность медноокисного катализатора на муллитокремнеземистом волокнистом материале не снижается даже после 10ч работы контакта при 550°С. Это обусловлено тем, что новый тип носителя остается эластичным и отсутствует спекание катализатора, поскольку волокна муллита с поверхности остеклованы окисью кремния, которая препятствует взаимодействию оксида меди с окисью алюминия, что и препятствует снижению активности.

Использование в качестве пропитывающего раствора ацетата меди помимо упрощения технологии получения катализатора и устранения из отходящих газов окислов азота и аммиака позволяет наносить оксид меди в виде сильно диспергированной фазы на поверхность муллитокремнеземистых волокон, Это достигается за счет большого размера сопьватированной молекулы ацетата меди, которая имеет два больших ли- ганда органической (уксусной кислоты) по сравнению с лигандами (анионами) азотной или угольной (карбонаты меди) кислот. При

такой конфигурации ацетата хемосорбиро- ванные кристаллы оксида меди оказываются как бы разделенными между собой активными центрами окиси алюминия, что способствует при нагреве пропитанного

катализатора до 200-250°С десорбции уксусного ангидрида и значительному сокращению его концентрации в отходящих газах прокалки катализатора.

В табл.3 представлены данные, характеризующие термостабильность оксида меди, нанесенного на волокна муллиток- ремнеземистого материала в реакции окисления фенола при 400°С и объемной скорости 10000 ч после термообработки

при 750°С в течение 10 ч из предлагаемых пропитывающих растворов.

Как видно из табл.3, катализатор, полученный из ацетата меди, сохраняет высокую активность, тогда как оксид меди.

полученный из растворов, взятых для сравнения, снижает активность на 30%.

Кроме того, в процессах приготовления катализаторов, основанных на использовании азотнокислой меди или аммиачнокарбонатного комплекса меди, при прокалке выделяется значительное количество вредных веществ. В способе, основанном на ацетате меди, оно существенно меньше. Таким образом предложен более экологически чистый по сравнению с известными способ получения высокоактивного и термостабильного нанесенного катализатора, отличающегося вдвое более низким содержанием окиси меди.

Формула изобретения

1.Способ получения катализатора для очистки отходящего газа от вредных органических примесей и оксида углерода путем пропитки носителя раствором соли меди с

последующей сушкой и прокаливанием при 250-400 С, отличающийся тем, что, с целью увеличения термостабильности и активности катализатора, в качестве носителя используют волокнистый муллитокремнеземистый материал и в качестве соли меди - уксуснокислую медь.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что пропитку осуществляют раствором уксуснокислой меди, обеспечивающим количество оксида меди в катализаторе 4-6 мас.%.

Таблица 1

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению катализатора для очистки отходящего газа. Цель - увеличение термостабильности и активности катализатора. Получение ведут путем пропитки волокнистого муллитокремнезе- мистого материала раствором уксуснокислой меди. Процесс проводят с последующей сушкой и прокаливанием при 250-400°С. Предпочтительно пропитку осуществляют раствором уксуснокислой меди, обеспечивающим количество оксида меди в катализаторе 4-6 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

4-6

65,0

20-3020

50-60 20

4-64-6

26,08-10

9-13

15-25 20

8-136-8

Таблица 2

Таблица 3

Пары уксусного ангид-10 рида 50

Окислы азота

400 кг на 1 т - 10

катализатора

Аммиак 330

0

65