Катализатор для конверсии двуокисиАзОТА B ОКиСь АзОТА Советский патент 1981 года по МПК B01J27/22 G01N31/10 

Изобретение относится к катализа рам для конверсии двуокиси азота в окись азота, используемым при катал тическом способе хемилюминесцентног ;анализа окислов азота в атмосферном газе, а также в выхлопных и топочшл газах. В настоящее время широко использу ются приборы-анализаторы для определения содержания окислов, азота, основанные на применении различных катализаторов. Определение окислов азота ведется по следующей прин1хипиальной схеме, показанной на рисунке. . Воздух, содержащий окислы азота (двуокись азота и окись азота), засасывают в прибор и далее разделяют на два потока. Один поток поступает на анализатор для определения содержания N0 хемилюминесдентным методом. обладающим высокой чувствительностью к анализируемому газу добавляется озон, в результате чего происходит реакция между N0 и озоном, сопровождающаяся свечением при определенной длине волны излучаемого рёета. О количестве содержащегося в rise N0 судят по интенсивности излучения при этом N0 не регистрируется и поэTOf/iy определяют количественно содержание только одного из окислов азота, а именно N0. Наличие НО. не сказывается на результате анализа на N0. Однако точность определения N0 снижается в присутствии, доста- . точно больших количеств окислов угЛерода - со; причина этого заключается в том, что оки.сь углерода также реагирует.с озоном с излучением света, причем спектры излучения N0 и СО находятся в диапазоне волн и поэтому частично перекрывгиотся. Второй поток анализируемого.газа первоначально проходит через реактор содержаний твердый канализатор. На этом, катализаторе происходит превращение HOjB N0. После этого анашизируеьсш газ попадает в анализатор, аналогичный описанному выше. Таким

бразом определяют общее содержание кислов азота (сумма количеств оки--. и и двуокиси азота - N0. Количесто N0 в исходном газе определяют о разности содержания N0 в потоке, роходящем через катализатор, и в пооке, идущем мимо катализатора.

Известен катализатор для конверсии лвуокиск азота в окись азота, представлякндий собой стеклоуглеродГ } .

Ближайшим известным решением по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор, включающий молибденсодержащий компонент - молибден, на носителе - углероде; Этот катализатор проводит количественную конверсию двуокиси азота в окись азота при температуре 450550°С Г21 .

К недостаткам указанных катализа торов следует отнести то, что. полное превращение двуокиси азота в окись достигается на этих катализаторах при высоких температурах, что приводит к искаженным показаниям фактического содержания N0, особенно при низких концентрациях окислов азота в анализируемом газе. Такое искажение обусловлено тем, .что в атмосфере воздуха при высоких температурах (400°С и выше) происходит частичное сгорание углерода, содержащегося в катализаторе, с образованием СО. Наличие же СО, как отмечалось выше, уменьшает точность определения окислов азота с помощью хемилюминесцентного метода.

Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Указанная цель достигается катализатором для конверсии двуокиси азота в окись азота, включающим молибденсодержащий компонент карбид, молибдена, на носителе сульфате бария при следующем содержании компонентов, вес.%:

Карбид молибдена 50-70 Сульфат бария 30-50 Катализатор согласно изобретению обладает высокой активностью в реакции конверсии двуокиси азота в окись азота, что позволяет использовать его при температурах 180220°С (оптимальный диапазон температур), при которых контакт катализатора с воздухом не приводит к образованию окиси углерода, как показали специально проведенные нами

опыты.

I

Исходный карбид молибдена, поста:вляе1УЫй лромьшшенностью, представляет собой мелкодисперсный порошок. Катализатор, загруженный в таком виде в реактор, создает большое сопротивление потоку газа) для устранения этого сопротивления катгшизаiopy необходимо придать форму гранул путем прессования под давлением. Для

получения механически прочных гранул карбид молибдена перед прессованием смаиивают со связующим материалом сульфат бария, являющимся в то же время инертным по отношению к окислам азота и устойчивым к нагреванию. Количество сульфата бария в конечном катализаторе составляет 30-50 вес.%.

Пример. В ступке смешивают 28 г порошка карбида молибдена и 12 г порошка сульфата бария марки ч.д.а вьщерживают полученную механическую смесь реагентов в провесформе при давлении 150 атм в течение 1-2 мин, дробят образовавшиеся таблетки и отсекают с помощью сит гранулы размером 1-2 мм. Полученный таким образом катализатор содержащий 70% карбида молибдена и 30% сульфата бария в количестве 20 г загружают в кварцевую трубку. Воздух, содержащий 1,05-10 об,; двуокиси азота, пропускают через слой катализатора со скоростью 0,5 л/мин при температуре катализатора .

- Продолжительность опыта - 8 ч. Степень превращения двуокиси азота в окись азота составляет 98%, количество образующейся окиси азота - 1,03-1,. % по данным хемилюминесцентного анализа.

П р и м е р 2. Для приготовления катализатора блрут 20 г карбида молибдена и 20 г сульфата бария. Полученный в примере 1 катализатор содержит 50 вес.% карбида молибдена и 50 вес.% сульфата бария. Катализатор в количестве 30 г помещают в кварцевую трубку и через слой катализ ат ори пропускают воздух, содержащий 8-10 об.% двуокиси азота, со скоростью 0,9 л/мин при . Продолжительность опыта - 4ч. Степень превращения двуокиси азота в окись азота - 97%.

Примерз. Для приготовления катализатора берут 24 г карбида молибдена и 16 г сульфата бария. Полученный в примере 1 катализатор содержит 60 вес.% карбида молибдена и 40 вес.% сульфата бария. Катализатор в количестве 15 г помещают в кварцег вую трубку и через слой катализатора пропускают воздух, содержащий 11СГоб.% двуокиси азота, со скоростью 0,5 л/мин при 220С. Продолжительность опыта - 5 ч. Степень преращения двуокиси азота в окись азота - 99%.

Пример 4. Опы.т проводят с катализатором, описанным в примере 2 Количество катализатора - 10 г. Воздух, содержащий (.% двуокиси азота, пропускают через слой катализатора со скоростью 1,5 л/мин при 2.20с. Продолжительность опыта 5 ч. Степень превращения двуокиси азта в окись азота - 97%.. 5 . 83 Формула изобретения Катализатор для конверсии двуокиси азота в окись азота, содержащий молибденсодержащий компонент на носителе, отличающийся тем, что, с целью повышения активности, катализатор содержит в качестве молибденсодержащего компонента карбид молибдена, а в качестве носителя - сульфат бария при следующам содержании компонентов вес.%: 3006 Карбид молибдена 50-70 Сульфат бария 30-50 Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ОДА 3870468, 5 кл. В OIJ 27/22, опублик. 1975. 2. Патент США 37306.86, кл. В 01 J 27/32, опублик. 1974, (прототип).