Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК B01J23/72 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО : ,. 1 Изобретение относится к способгт получения медноокисного катализатора активного в процессах глубокого окис ления выхлопных газов двига1я1лей вну реннего сгорания. . Известно, что некоторые окислы ме таллоз N периода и сложные окисные системы на их основе катализируют ре акции глубокого окисления, что позволяет использовать кх при дожигании органических веществ и окиси углерод Э отходящих газах. В прошишенности в процессах дожи гания используются как нанесенные, так и массивные медноокисные катализаторы .. Известен также катализатор ИК-121, предсТавляю1ций собой окись меди, нанесенную на Этот катализатор имеет механическую прочность 65 кг/см на торец и 25 кг/см по образующей 21 . Однако использование носителя, улучшая механические свойства катализатора, приводит к снижению его каталитической активности. Известен также способ получения катализатора глубокого окисления выхлопных газов, представлякяцего собой массивную окись меди, термическим СГОРАНИЯ разложением солей или гидроокиси меди Сз . Недостатком этого катализатора явЛяюгся низкие значения удельной поверхности и механической прочности. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения окиси меди сх;аждением из раствора азотнокислой меди раствором едкого натра до конечного рН 10-11 при 60-90°С с последую(1}ими стадиями фильтрации осадка, его промывкой, отжимом, пластификацией, формованием, высушиванием и прокашиванием. По ЭТОМУ способу получают калалийатор с удельной поверхностью 24 и прочностью 38 кг/см на торец и 11 viT/cM по образующей. Упрочнение медноокисного катализатора достигается соосаждениём окиси меди с добавками катионов Fe в количестве 1-5 мол.%, считая на ,. Это сопровождается увеличением механической прочности и удельной поверхности образцов. Хотя примеси ионов Fe снижают активность единицы по1зерхности катализатора, активность на единицу веса катализатора по сравнению с чистой СиО,, практически не изменяется Одяжко при сйуйний укру-пиШных партий желёзомедноокисного катализатора выяйляется недостаток - плохая фильтруемость по сравнению с чистой СиО, что при большом объеме вод (100 л/1 кг катализатора), обеспечивающем нужную частоту продукта (содержание ионов Na . не более 0,01 вес.%), создает определенные технологические трудности (увеличение длительности ). Цель изобретения - получение, катализатора с повьЕиенной активностью и механической прочностью. Указанная цель достигается тем, что в способе получения катализатора для очистки выхлопных газов осаждени ем окиси меди из раствора азотнокислой меди раствором едкого натра до конечного рН 10-11 при бО-ЭО С с пос ледующей фильтрацией осадка, его про лвлвкой, отжимом, пластификацией, фор мованием, высушиванием и прокаливани ем, осадок промь1вают до остаточного содержания Натрия 0,019-0,13 вес.%. Содержание в катализаторе ионов Натрия в количестве 0,019-0,15 вес.% пбзвапяет получить каталиаатор с уде ИЁНОй поверхностью 54-63 и меха нической прочностью кг/см на т рец и 30-40 кг/см по образующей. Не смотря на снижение а ктивности, отне. сенной к 1 м поверхности, активност отнесенная к 1 г катализатора, превы шает активность катализатора, получаемого по известному способу. Для достижения содержания ионов наТрия в количестве 0,019-0,13 вес.% количество про ывных вод сокращают до 10-20 л/кг катализатора. Существенное уменьшение количества прсЗмывных вод (в 4-5 раз по сравнению с известным способом) наряду с -фильтруемостью осадка сокращает длительность стадий фильтрации и промывки, не ухудшая механические и каталитические свойства катализат«5ра1 Дальнейшее сокращение объема прокывных вод приводит к ухудшению свойст катализатора вследствие одновременного снижения удельной каталитической активности и величины удельной поверхности. Пример. В реактор, снабженный мешалкой и регулируемьш электрообогревом, заливают 250 МП 10%-ног pacTisbpa едкого натра, наг аевают до , затем при перемешивании приливают 250 мл раствора азотнокислой меди с кЬнцентрациеЙ 100 г СиО/л до конечного рН 10. Осадок фильтруют, промывают 2,5 л водЫ, отжимают на прессе, пластифицируют в месильной м шине в течение 15 , формуют на шнеке с диаметром фильеры 4 мм, суш на воздухе до воздушно-сухого состо: янйй, а затем в сушильном шкафу при . в течение сут, прокалива1Ьт в т.бке воздуха при 500°С в течение 2

4 ри объемной скорости воздуха 2000 ч . одержание Na 0,008 вес.%. П р йм е р 2. Анализатор гото.ят аналогично примеру 1. Отличие остоит в том, что используют растор смеси нитратов меди и железа, зятых в собтнсяаении 98,5 мол. % СиО 1,5 мол. % FenOe. Содержание 0,008 вес.% П р и м е р 3. Отличие от примера состоит в том, что осадок промыват 1,25 л воды. Содержание ,010 вёс.%. Прим е р 4. Отличие от примера состоит в том, что осадок промыват О, 5 л воды. Содержание ,019 вес.%. П р и м е р 5. Отличие от примера 1 состоит в том, что осадок промывают 0,25 л воды. Содержание Na 0,085 вес.%. . П р и м е р б. Отличие от примера 1 состоит в том, что осадок промывают 0,2 л воды. Содержание Na 0,13 вес.%. П р и м ер 7. Отличие от примера 1 состоит в том, что осадок прркывают 0,125 л воды. Содержание Na 0,40 вес.%. Пример 8. Отличие от примера 1 состоит в том, что осадок пропивают 0,10 л ЙОДЫ. Содержание 0,68 вёс.%. П р и м е р 9. Отличие от примера 4 состоит в том, что температура осаждения 60°С. П р и м е р 10, Отличие от примера 4 состоит в том, что температура осаждения 90°С. П р и м е р 11. Отличие от примера 4 состоит в то1и, что рН осаждения равно 11, Физико-химические свойства полуЧеШ пВ риМёрам - образцов, а также катализаторов Смедноокисных и железомедноокисных), полученных по известному способу, и промлиленного катализатора ИК-12-1 представлены в табл. 1, а результаты испытаний их катсшитической активности представлены в Табл. 2. Образ11ы испытывают в мод тьной реакции окисления метана в проточноциркуляционной установке при атмосферном давлении. Активность характе:ризуетсй Тёкшературой достижения задан{ ой степени превращения метана и койстантой скорости при , рассчитанной по уравнению первого порядка относительно метана. Концентрация метана в кислороде составляет 1 об,%, скорбеть потока газовой, смеси 10 л/ч, навеска катализатора 1г. Реакцию ркислёнИя СО проводят в проточно-циркуляционной установке при концентрации СО в кислороде 1 об.%, скорости потока газа 10 л/ч, навеске . катализатора 1 г. Активность образцов характеризуется температурой достижения за -анной степени превращения СО,

в

а

S

ч о «

Т a 5 л и ц a 2

0,008

24 63 54 0,019

.

/ 0,13

12144

. Формула изобретения

Способ получения кататйэатора для очистки выхлбпнык газов двигателей внутреннего сгорания путем осгиедения окиси меди из раствора азотнокислой меди раствором едкого натра до конечного рН 10-11 при бО-Эр ; с прследующей фильтрацией осадка,, его промывкой, отжимом, пластификацией,. фО рмованием, высушиванием и про1саливанием, о т л. и ч а ю щи и с i Тем, что, с целью увеличения активности и механической прочности катализатора :.о ;адок пройлвёют до остаточного со103

124

115 12JI 101 113 116 124 130

141

163

156

держания Натрия в катализаторе 0,0190,13 вес.%.

Источники информации. Принятые во яииманяе при экспертизе

Зь Поповский В. В. Д{окт фс$1сая диссертация. Иистятут катализа. Новосибирск, 1974,

4. Авторское свидетельство СССР по заявке 2386728; кя. В 01J 23/72 1977 (прототип).