Катализатор для очистки выхлопных газов Советский патент 1993 года по МПК B01J23/78 B01D53/36 

Изобретение относится к катализаторам для очистки газов с целью защиты окружающей среды от оксида углерода и может быть использовано в химической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности.

Известен катализатор очистки выхлопных газов, в состав которого входит платина или палладий или их смесь, нанесенные на подложку AteOs, ТЮ2, P20s 1. Количество нанесенного металла равно 0,1-3 г/л катализатора. Катализатор активен при окислении остатков углеводородов и оксида углерода в выхлопных газах. Степень превращения составляет 81%.

Известен платйнородиевый катализатор для очистки выхлопных газов автомобиля. Содержание платины 0,6 мас.%, родия 0,002 мас.%, носитель 2. Степень превращения сО близка к 90%.

Недостатками указанных катализаторов являются высокая стоимость и невысокая активность, характеризуемая степенью превращения СОВС02.

Наиболее близким к предлагаемому катализатору по технической сущности и достигаемому результату является катализатор, содержащий итрийбариймедный оксид общей формулы - УВа2СизО - 5 3. В присутствии этого катализатора ведут окисление оксида углерода при 180-260°С и атм, давлении. Степень превращения составляет 50-90%.

Недостатком этого катализатора, принятого за прототип, является невысокая активность.

Цель изобретения состоит в повышении активности катализатора для очистки выхлопных газов.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор состоит из смеси УВа2СизО и каолина при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

УВа2СизО 80-20

Каолин20-80

Заявляемое техническое решение соответствует критерию существенные отличия, так как его существенный

XI

чэ о

ю

ю

отличительный признак - состав катализатора: УВа2СизОу - 20-80 мас.% и 20- 80 мас.% каолина, не известен в научно-технической литературе и приводит к положительному эффекту - повышению каталитической активности. Каталитическая активность заявляемого катализатора, характеризуемая степенью превращения СО в С02, не является суммарной по отношению к его компонентам. Как видно из таблицы, выход С02 на заявляемом катализаторе превышает суммарный выход С02 на отдельных его компонентах. Следовательно, положительный эффект является сверхсуммарным по отношению к сумме эффектов от отдельных компонентов катализатора.

Предлагаемый катализатор готовят следующим образом. Порошкообразный каолин смешивают с УВа2СизО и растирают в ступке до гомогенного состояния. Полученную массу формируют в гранулы диаметром 1,5-2 мм и прокаливают в токе гелия при 400-450°С:

Каталитическую активность предлагаемого катализатора определяют на импульсный микрокаталитической установке в интервале температур 170-200°С. Анализ образовавшихся продуктов проводили га- зохроматографическим методом на приборе Цвет-4.

П р и м е р 1. Катализатор содержит, мас.%: .

УВа2СизОу80

Каолин20

Для приготовления 2 г катализатора берут 1,6 г УВа2СизО и 0,4 г каолина. Компоненты перемешивают и растирают до гомогенного состояния в ступке, затем формируют в гранулы диаметром 1,5-2 мм и прокаливают в трубчатой кварцевой печке в токе гелия при 400°С в течение 12 ч,

Для определения активности катализатора в реактор загружают 2 г катализатора. Количество подаваемой смеси газов за 1 импульс 0,125 мл. Состав газа, мас.%: кислород 48, азот 47, оксид углерода 5. Скорость газа носителя (гелия) 30 мл/мин, процесс ведут в интервале температур 170- 200°С.

По данным хроматографического анализа образовался диоксид углерода, выход ко- торого составляет 100% (таблица, пример 1).

В примерах 2-4 даны характеристики катализаторов при других соотношениях

компонентов в сравнении с прототипом. Приготовление катализаторов и исследование их каталитической активности проводят по методике, приведенной в примере 1. В примерах 6 и 7 приведены характерйстики катализаторов, в которых соотношение компонентов ниже или выше заявляемых пределов.

Из таблицы видно, что при составе катализатора УВа2СизО Ю мас.% и каолина

90 мас.% выход диоксида углерода падает,

а при составе катализатора YBaaCusO

90 мас.% и каолина 10 мас.% уменьшается

механическая прочность катализатора..

Как показывают данные таблицы, предлагаемый катализатор для очистки выхлопных газов, содержащий 20-80 мас.%. УВа2Сиз07и20-80мас,% каолина, повышает выход диоксида углерода в 1,5-3 раза по сравнению с прототипом.

Предлагаемый катализатор обладает еще несколькими положительными качествами, в частности не теряет каталитической активности под действием высоких температур и воды, обладает высокой механичесхой прочностью и стабилен при длительном использовании.

Изобретение относится к катализаторам для очистки газов с целью защиты окружающей среды от оксида углерода и может быть использовано в химической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности. Катализатор содержит смешанный иттрийбариймедный оксид БФ УВааСизО 20-80 мас.% и каолит - остальное. 1 табл.,

Формула изобретения

Катализатор для очистки выхлопных га- зов, содержащий смешанный итрийбарий- медный оксид формулы УВааСизОу, о т л и- 50 чающийся тем, что, с целью повышения

активности катализатора, он дополнительно содержит каолин при следующем содержании компонентов, мас.%;

Итрийба рийме д н ы и

оксид20-80;

КаолинОстальное.

Примечание. У приведенного катализатора снижается механическая прочность.