Способ получения катализатора для очистки газов от оксидов азота и окиси углерода Советский патент 1992 года по МПК B01J29/76 B01J37/02 

Изобретение относится к получению катализаторов для очистки газов от вредных примесей, в частности для очистки выхлопных газов промышленных предприятий и двигателей внутреннего сгорания от оксидов азота и оксида углерода.

Известен способ получения поглотите ля оксидов азота и окиси углерода, содержащихся в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания и в выбросных газах промышленных предприятий, путем пр опускания их через медьзамещенный природный цеолит-клиноптилолит.

Недостатками указанногоспособаявляются трудоемкость и длительность npiouecса приготовления катализатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от оксидов азота и окиси углерода, сущность которого заключается в следующем; природный клиноптилолит модифицируют четырехкратной обработкой 1 н. раствором соляной кислоты (соотношение кислота: цеолит - 10:1) в течение часа на водяной бане, затем промывают до отрицательной реакции на С1, сушат при 100 - 150°С. Затем цеолит чаты ре раза обрабатывают 0,1 н. раствором медной соли. После последней обработки цеолит промывают 150-250-кратным избытком дистиллированной воды, сушат при 100 - 150°С и готовят в виде гранул размером 1-0,5 мм. Степень замещения меди 21,9%. Катализатор испытывают в прочном режиме при давлении, близком к атмосферному, и температуре 160-400°С.

Недостатки этого способа - трудоемкость и многостадийность процесса получения катализатора, большой расход реагентов и электроэнергии, небольшой срок службы катализатора.

Цель изобретения - упрощение технологии процесса, повышение активности катализатора и увеличение срока его службы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения катализатора для очистки газов от оксидов азота и оксида углерода путем обработки природного цеолита - клиноптилолита солью двухвалентной меди обработку проводят в среде гидроксида аммония при рН 10- 11.

Проведение обработки клиноптилолита гидроксидом аммония при рН 10-11 позволяет исключить четырехкратную обработку цеолита кислотой и солью меди, достигнуть увеличения степени замещения меди от 21,9 до 50,21%, а увеличение степени замещения повышает активность катализатора и увеличивает срок его службы от 450 до 1000 ч.

При м е р 1. Природный цеолит клиноптилолит обрабатывают сначала 1 н. раствором азотной кислоты при комнатной температуре, промывают водой, а затем обрабатывают 0,5 н. раствором нитрата меди (II) с добавлением нескольких миллилитров гидроксида аммония до достижения рН 10 путем 15-минутного взбалтывания. На 200 г цеолита берут 600 мл указанного раствора. Цеолит отфильтровывают, промывают водой, сушат при 120°С. Степень замещения меди 36,25%. После повторной обработки цеолита солью меди степень замещения меди достигает 50,21%. Щелочный раствор нитрата меди пригоден для многократного использования при модифицировании цеолита.,После модифицирования цеолит прессуют в виде гранул размером 1,0 - 0,5 мм. Испытывают катализатор в проточном режиме при давлении, близком к атмосферному. В кварцевый реактор над слоем дробленного кварца помещают 0,7 г катализатора. Перед опытами цеолит в течение 5 ч выдерживают в токе сухого воздуха при 500°С. Продукты реакции анализируют хроматографически на двух колонках: первой длиной 5 м, заполненной порапаком Q при 60°С и скорости гелия 130 мл/мин, и

второй - длиной 3 м, заполненной молекулярным ситом 13Х. Реакцию проводят при 200 - 400°С и объемной скорости 225 ч На катализатор подается смесь оксидов азота и СО соотношением (N0 + N02): СО, равным

1,14 (оптимальное соотношение), и начальных концентрациях N0 + NOa 37,5% и СО 31,8%. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Активность катализатора сохраняется в течение всего времени работы. При 340°С

степень конверсии как для смеси оксидов азота, так и для СО составляет 100 %.

Клиноптилолит в известном способе сохраняет каталитическое свойство при 400°С в течение 450 ч работы, после чего начинается разрушение его кристаллической, структуры, а в данном случае это явление наблюдается после 1000 ч работы.

В табл.2 приведены примеры, подтверждающие влияние рН раствора на степень

замещения меди после двухкратной обработки цеолита.

В табл.3 приведены примеры, иллюстрирующие зависимость активности и срока службы катализатора от степени замещения

катионов меди в цеолите.

Формула изобретения Способ получения катализатора для очистки газов от оксидов азота и окиси углерода путем обработки природного цеолита

клиноптилолита солью двухвалентной меди, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, повышения активности катализатора и увеличения срока его службы, обработку проводят в среде гидроксида аммония при рН 10-11.

Таблица 1

Изобретение касается, каталитической химии, в частности получения катализаторадля очистки газов от оксидов азота и окиси углерода, что может быть использовано для очистки выхлопных газов двигате;лей внутреннего сгорания и промышленных выбросов. Цель - повышение активности и срока'<^^ службы катализатора при упрощении про- '' цесса. Для этого природный цеолит клиноп- тилолита в среде гидроксида аммония обрабатывают солью меди

Та бл и ца 2

Таблица 3