Способ очистки отходящих газов Советский патент 1992 года по МПК B01D53/36 

Изобретение относится к химической очистке дымовых и выхлопных газов и Может быть использовано на малых ТЭЦ, котельных и в двигателях внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки отходящих газов от оксидов азота, заключающийся в восстановлении оксидов азота монооксидом углерода и углеводородами на металлофталоциани- новом катализаторе, на гранулированном или монолитном керамическом носителе, в частности, монолитном кордиерите, алюмосиликате или спеченных оксидах алюминия и переходных металлов.

Целью изобретения является повышение производительности при одновременном увеличении степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что очистку отходящих газов от примеси азота производят путем восстановления примесей монооксидом углерода и углеводородами на металлофтэлоцианиновых катализаторах на гранулированном или монолитном носителе.

В качестве носителя используют пористую никельалюминиевую металлокерамику.

По сравнению с непористым гранулированным или монолитным керамическим носителем, в частности, монолитным корди- еритом, алюмосиликатом или спеченными оксидами алюминия и переходных металлов, пористая металлокерамика имеет большую реакционную поверхность за счет развитой пористой структуры. Удаление вредных газов происходит не только по поверхности, но и по всему объему носителя, пропитанному катализатором, что приводит к увеличению степени очистки.

Большой объем открытых пор (60-80%) обуславливает низкое сопротивление носителя пропускаемому потоку газов. В результате повышается производительность при увеличении степени очистки.

Устройство для осуществления способа проведения процесса восстановления N0 и окисления СО включает смеситель и реактор с катализатором.

Примером конкретного исполнения способа может служить проведение процесЈ

4J

4 01

Ј СО

га восстановления N0 и окисления СО на экспериментальной установке паборатории охраны окружающей среды Томского политехнического института. Экспериментальная установка содержит смеситель, реактор с катализатором, трехходовой газовый кран. Реактор является проточным, выпол- из молибденового стекла и погружен в песочную баню, снабженную автоматическим регулятором температур. Высота реак- тора - 100 мм, диаметр - 12 мм.

Катализатор выполнен в виде пористых металлокерамических частиц на основе никеля и алюминия (NI:AI 18:82) диаметр 0,75-1,5 мм, Частицы пропитываются рас- твором / -фталоцианина, а именно тетра- сульфофталоцианина кобальта (II) с последующей термообработкой. Слой катализатора 10 мм размещен на расстоянии 30 мм от конца реактора со стороны подачи вредных газов.

Другим вариантом выполнения катализатора является спеченный пористый ме- таллокерамический цилиндр диаметром 10 мм, высотой 10 мм со свободным объемом, т.е. общим объемом пор в пористом теле 0,575 м3/м3.

В смесителе оксид азота и монооксид углерода смешиваются с воздухом. Заданный процентный состав и объемную скорость газа поддерживают с помощью моностатов, реомеров и газовых вентилей. .Из смесителя по трубопроводу газ поступает в реактор проточного типа. Газы проходят в реакторе через катализатор, на котором идет процесс восстановления оксидов азота и доокисления монооксида углерода. Реактор помещен в песочную баню для поддержания температурного режима. После реактора газ по трубопроводу сбра- сывается в атмосферу, До и после реактора газ выводится на анализ. В результате анализа получили следующее. Катализатор, в котором носителями является пористые ме- таллокерамические частицы на основе нике- ля и алюминия, обладает более высокой степенью очистки, чем тот, в котором носителем являются, например, указанные в способе-прототипе частицы оксида алюминия AlzOa: (степень конверсии N0-24,4 %, скорость реакции 4,44-10 6 моль/с х см катализатора против степени конверсии N0-6,94%, 1,15-10 6 моль/с х см3 катализатора для прототипа носителя - оксида алюминия).

Катализатор, в котором носителем является спеченный пористый металлокерами- ческий цилиндр, обладает степенью очистки меньшей, чем при пористых металлокерамических частицах (степень конверсии N0- 11,5%, скорость реакции 1, моль/с х хсм катализатора для спеченного пористого металлокерамического носителя).

Технико-экономическая эффективность обусловлена тем, что в результате использования способа увеличивается скорость и степень очистки отходящих газов, а, следовательно, производительность и эффективность. Кроме того, в реально работающих нейтрализаторах отходящих газов в настоящее время используются, как правило, нанесенные металлы платиновой группы. Исключение этих металлов из состава гетерогенных катализаторов экономит благородные металлы и снижает стоимость очистки и устройств, где она применяется.

Металлокерамический носитель обладает большей механической прочностью, чем оксидные носители, в результате увеличивается срок службы предлагаемого катализатора.

Формула изобретения Способ очистки отходящих газов от примеси оксидов азота путем восстановления примесей монооксидом углерода и углеводородами на металлофталоцианиновом катализаторе на гранулированном или монолитном носителе, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при одновременном увеличении степени очистки, в качестве носителя используют пористую никельалюминиевую металлокерамику.

Использование: химическая очистка дымовых и выхлопных газов химических производств ТЭЦ. котельных и ДВС. Сущность изобретения: примесь оксидов азота восстанавливают монооксидом углерода и углеводородами на гранулированном ме- таллофталоцианиновом катализаторе на гранулированном или монолитном носителе из пористой никельалюминиевой металлокерамики.