Способ получения катализатора для разложения вредных примесей Советский патент 1993 года по МПК B01J37/04 B01J23/84 

Изобретение относится к области очистки газовых смесей от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от озона в системах водоподго- товки и радиационно-химической обработки.

Целью изобретения является повыше- . ние активности катализатора в разложении озона.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим смешение водных суспензий электролитического диоксида марганца и оксида меди со связующим, формование гранул, сушку, дробление и термообработку в течение 20-40 мин.

Отличие предложенного способа от известного заключаетсй в том, что в качестве диоксида марганца используют электролитический диоксид марганца; оксид меди и

диоксид марганца смешивают в виде водных суспензий, а термообработку проводят в течение 20-40 мин.

Использование диоксида марганца известно в катализаторах окисления оксида углерода, где указанный признак характеризуется тем, что позволяет достичь высокой активности в окислении оксида углерода. Однако в разложении озона такие системы малоэффективны.

Использование электролитического диоксида марганца не известно в аналогичных решениях. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию новизны.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. Повышение каталитической активности в разложении озсна при использовании в качестве диоксида марганца электролитического диоксида

со

о

о о

00

со

марганца, очевидно, происходит вследствие того, что последний содержит максимальное количество активной формы у-МпОа (по сравнению с другими видами МпОа). обладающей наибольшей активностью в разложении молекул с сильными окислительными свойствами. Увеличение содержания диоксида марганца в составе катализатора позволит увеличить активность поверхностных центров, вследствие того, что марганец, в отличие от меди, имеет незаполненную электронную d - оболочку; однако при очень большом содержании ок- сида меди активность центров снижается. Смешение диоксида марганца и оксида меди в виде водной суспензии позволяет достичь наилучшего распределения компонентов и способст вует формированию максимального количества активных центров. Последующее добавление связующего не приводит к заметной блокировке активных центров. Сокращение времени термообработки позволяет извлечь избыточную влагу из гранул катализатора, но при этом структурные изменения поверхности, приводящие к дезактивации активных центров, не имеют места. Совокупность указанных признаков позволяет достичь высокой активности катализатора в разложении озо- . на, . .; . - . . . Способ осуществляется следующим образом. Смешивают электролитический диоксид марганца и оксид меди в виде водных суспензий. Соотношение оксида меди к диоксиду марганца (15-30): 100 является оптимальным с точки зрения рационального формирования контактов. Затем в полученную пасту добавляют связующее. Полученную, пасту формуют на шнек-грануляторе . при давлении 40 атм и температуре 105- 120°С. Сформованные гранулы сушат при температуре 60-90°С в течение 9-15 ч, дробят, высевают фракцию мм и проводят . термообработку в течение 20-40 мин при температуре 260-350°С.

П р и м е р 1. Берут 30 кг пасты оксида меди с влажностью 60%, 160 кг пасты электролитического диоксида марганца с влажностью 50% (соотношение CuO:Mn02 15:100), загружают в смеситель, добавляют 150 л воды, перемешивают в течение 1,5 ч. Полученную суспензию фильтруют, осадок выгружают в лопастной смеситель с паровой рубашкой. Добавляют 11 кг связующего (бентонитовый порошок) и ведут процесс пластификации в течение 1, часа до достижения влажности пасты 33%. На шнек-грануляторе формуют гранулы, последние сушат при температуре 80°С в течение 12 ч. Высушенные гранулы дробят, высевают фракцию 1-3 мм и

проводят термообработку в печи кипящего слоя при температуре 290°С в течение 20 мин. Степень очистки от озона составила 98.7%.

Пример 2. Берут 52,5 кг пасты окрида меди и 140 кг пасты электролитического диоксида марганца (соотношение СиО:Мп02 30:100), а дальнейшее ведение процесса как в примере 1 за исключением времени термо0 обработки, равном 40 мин. Степень очистки от озона составила 99,0%.

ПримерЗ. Берут 43,8 кг пасты оксида меди и 140 кг пасты электролитического диоксида марганца (соотношение СиСШпОа

5 25:100), а дальнейшее ведение процесса как в примере 1, за исключением времени термообработки, равном 40 мин, Степень очистки от озона составила 99,2%.

Результаты исследования влияния соот0 ношения компонентов и времени термообработки приведены в таблице.

Как следует из данных, приведенных в таблице, наибольшая степень очистки от озона наблюдается при соотношении CuO:MnOa

5 (15-30): 100 и времени термообработки 20- 40 мин. При соотношении CuO:MnOa меньше 15:100 и больше 30:100 происходит снижение количества активных центров катализатора. С другой стороны, при времени термообработ0 ки меньше 20 мин происходит подавление активности каталитических центров водой, а при времени термообработки выше 40 мин - имеет место снижение активности каталитических центров, вследствие термодеструкции.

5 Таким образом, предложенный способ позволяет получить катализатор, значительно , превышающий известные в разложении озона.

Ожидаемый экономический эффект при

0 внедрении предложенного способа .в системах водоподготовки и радиационно-химиче- ской обработки составит 5-7 млн.руб в год за счет снижения эксплуатационных расходов по очистке газовых смесей от озона.

5 Формул а изобретения :

Способ получения катализатора для разложения вредных примесей, включающий смешение диоксида марганца, оксида меди и связующего, формование гранул, сушку,

0 дробление и термообработку, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью в разложении озона, в качестве диоксида марганца использу ют электролитический диоксид мар5 ганца, оксид меди и диоксид марганца берут в виде водных суспензий, смешивают в соотношении (15-30): 100 в пересчете на сухое вещество, затем добавляют связующее, а термообработку проводят при 2€0-350°С в течение 20-40 мин.

Примечание: Степень очистки от озона определялась по формуле

С исходная С проскоковая . пп С исходная

Условия опытов : скорость потока 0,33 м/с, температура 20° С, длина слоя 2 см,

С исходная s 0,3 % Об.

Изобретение относится к области очистки газовых смесей от вредных примесей и может быть применено для очистки газовых смесей от озона в системах водоподготовкй и радиационно-химИческой обработки. Способ получения катализатора для разложения вредных примесей включает смешение диоксида марганца, оксида меди и связующего, формование гранул, сушку, дробление и термообработку, в качестве диоксида марганца используют электролитический диоксид марганца, причем оксид меди и диоксид марганца берут в виде водных суспензий, смешивают в соотношении (15-30): 100 в пересчете на сухое вещество, затем добавляют связующее, а термообработку ведут в течение 20-40 мин. 1 табл. (Л С