Способ селективной каталитическойОчиСТКи ОТХОдящиХ гАзОВ OT ОКиСлОВ Советский патент 1981 года по МПК C01B21/26 B01J8/02 

4NH3+6NOi 5N,,+6H.,O+430 ккал (1) SNHs + 6NO., 7N, + 12Н,О+663 ккал (2)

На катализаторе протекает также параллельная реакция окисления аммиака кислородом, присутствующим в отходящих газах.

4NH3+3Oa z2NaH бНаО+ЗОЗ ккал (3)

Соотнощение скоростей реакций (1-3) зависит от объемного соотношения аммиака к окислам азота в отходящих газах типа катализатора, температуры процесса и практически не зависит от содержания кислорода.

На алюминиевомарганцевом катализаторе высокая степень очистки от окислов азота достигается в интервале температур от 100 до 500°С при избытке аммиака к стехиометрическому количеству по реакциям .(1 и 2) на 10-30%.

Экспериментальным путем установлено, что степень очистки отходящих газов от окислов азота на катализаторе, приготовленном на основе окислов ванадия в пределах температур 270-400°С достигается порядка 95-98%. Эта степень очистки была достигнута при пропускании отходящих газов через слой катализатора на основе окислов марганца в интервале температур 130-210°С.

Пример 1. Газовую смесь следующего состава, об. %: кислород 4,0; окись азота 0,1; аммиак 0,1; пары воды 2-3, остальное по балансу, азот при степени окисленности окиси азота 20% пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000 час-1.

В качестве катализатора используют окислы ванадия, нанесенные на активную окись алюминия (-модификация), имеющую форму цилиндров диаметром 5 мм и высотой 5-7 мм. Содержание окислов ванадия в катализаторе в просчете на V2O5 составило 11,5%. При различных температурах получены следующие результаты: Температура, °С Степень очистки, % 200.75

24092

28096

32097

36098

40093

50092

Пример 2. Газовую смесь того же состава и с той же объемной скоростью, что ц в примере 1, пропускают через слой катализатора, приготовленного путем нанесения па активную окись алюминия окислов марганца в количестве 20% в пересчете на МпОг.

При различных температурах получены следующие результаты: Температура, °С Степень очистки, % 12088

14097

160

98 97 94 91 87 180 200 220 240

Пример 3. Газовую смесь того же состава и с той же объемной скоростью, что и в примере 1, пропускают через слой катализатора, приготовленного путем совместного нанесения на этот же иоситель, что и в примере 1, окислов ванадия в количестве 5% в пересчете на 205 и окислов марганца в количестве 5% в пересчете на МпОз. При различных температурах получены

.следующие результаты:

Температура, °С Степень очистки,% 20082

24094

28099

32090

36065

Пример 4. Газовая смесь следующего состава, об. %: кислород 4-6; окислы азота 0,2-0,3; двуокись азота 0,1-0,12; амми.ак 0,3-0,5, остальное по балансу, азот пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000

В качестве катализатора были использованы окислы ванадия и марганца при суммарном содержании, равном 15,5 вес. %, и весовом отнощении VaOs: Мп2Оз 30, нанесенные на активную окись алюминия (у-модификация), имеющую форму цилиндров диаметром 5 мм и высотой 5-7 мм.

Испытание проводили при 260°С, измеряя объемное отношение аммиака к окислам азота в неочищенном отходящем газе. При этом полученные результаты приведены в табл. 1.

Согласно полученным результатам при степени окисления окиси азота, равной 30%, оптимальное объемное отношение аммиака к окислам азота 1-1,1. В этих условиях степень очистки отходящего газа от

окислов азота составляет 95,6-97,6% при содержании аммиака в очищенном газе 0,003-0,005 об. %.

Пример 5. Состав газа, как в примере 4, испытывают на катализаторе состава,

вес. %: V2O5 30; Мп20з 10, 60, при суммарном содержании окислов ванадия и марганца 40 вес. % и весовым отношением V2O5:MnO2 3, при температуре 260°С и различных объемных скоростях отходящих

газов.

Согласно полученным данным в интервале объемных скоростей газа 10000- 50000 час степень очистки отходящих газов от окислов азота составляет 96,8-

99,5%.

Полученные результаты приведены в табл. 2.

Пример 6. Состав газа, об. %: окись азота 0,08-0,20; двуокись азота 0,045-

0,10; кислород 4-5; водяные пары 1-2;

остальное по балансу, азот испытывают на катализаторе состава но примеру 4 при различных объемных скоростях.

Получены следующие результаты, приведенные в табл. 3.

Таблица 1

Пример 7. Через катализатор, приготовленный согласно примеру 4, пропускают отходящий газ состава, об. %: ЗОз 0,045- 0,166; N0 0,110; ЫНз 0,11-0,12; Os 10, остальное по балансу, азот с объемной скоростью 10000 и различных температурах. При этом степень очистки отходящих газов от окислов азота составляет при 200°С 99,8%, а при 320°С 98,2%.

Пример 8. Через катализатор состава по примеру 4, пропускают отходящий газ состава, об. %: COj 0,113-0,330; NOg

Таблица 2

Таблица 3

0,100; NHs 0,140; Оо 21, остальное по балансу, азот с объемной скоростью 10000 часпри температуре 350°С.

При этом степень очистки отходящих газов от окислов азота достигает 98-100%.

Использование предлагаемого способа очистки отходящих газов от окислов азота обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность достижения степени очистки отходящих газов от окисдов азота порядка 98% и выше. После очистки содерлсание азота не превысит 0,0003-

0,005 об. %, что особенно важно при современных санитарных требованиях к чистоте окружающей среды; значительное снижение расхода аммиака и остаточного содержания его в очищенном газе достигнуто за счет повыщения селективности процесса.

Формула изобретения

Таблица 5

стку ведут на алюмованадиевомарганцевом катализаторе.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

2.Патент ФРГ № 1253685, кл. С 01В 21/20, 1967 (прототип).