Катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси углерода Советский патент 1981 года по МПК B01J21/08 B01J23/72 

1

Изобретение относится к катализаторам для очистки газовозд ных смесей от токсичных примесей, в частности от окиси углерода, и может быть использовано для удаления СО из газовых технологических выбросов и выхлопных газов.

Известен палладий-рутеииевый катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси углерода, содержащий до 50% ат. рутения на носителе,в качестве которого он содержит бентонитовую глину, окись алюминия или силикагель f13.

Недостаткё1ми этого катализатора являются содержание в качестве активной добавки драгоцейного металла (из группы Pt);сложность его синтеза, включающего, как правило, обработку продуктов при высоких температурах, часто неоднократную, таблетирование полученной контактной массы; малая экономичность,особенно в случае применения Pt и Pd-катализаторов; малая стабильность.(отравляемость водой, аммиаксм и пр).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является катгшизатор для очистки газовоздушных смесей от

окиси углерода, включающий медьсодержащий компонент, в качестве которого импользуют окись меди, в количестве 5-80 мольн.%, окись церия и носитель - окись алюминия Г2.

Недостатком известного катализатора является недостаточная активность. Так, окисление окиси углерода на известном катализаторе закан10чивается при . Степень окисления 95%, объёмная скорость 1200 ч 4 Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Поставленная цель достигается

15 тем, что катализатор содержит медьсодержащий компонент - силикат меди на носителе - двуокиси кремния при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Силикат меди 85,4-99,4

20 двуокись кремния 0,6-14,6 Катализаторполучают обработкой в статических условиях навеска силикагеля марки КСК 0,1 М раствором

25 аммиаката меди в 0,3 М избытке аммиака (рН 10,0) с последующей промывкой продукта слабьм раствором аммиака и водой, что позволяет получить при комнатной температуре продукт с высокоразвитой поверхностью ирав30

номерным распределением активной добавки - силиката меди. Содержание меди в получаемом продукте определяют как по разности концентраций ионов меди исходного и равновесного растворов, так и по десорбции меди

из твердогр продукта после извлечем ния ее йоляной кислотой (I;). GoЗцержание меди в том и другом случае определяют .химическим объемным методом (иодометрическим титрованием) Наличие силиката меди подтверждено ИКС-методом.

Прбцесс удаления СО; осущес1вляют в динамических условиях в каталитической трубке при 275-300 С, объемной скорости потока 2700 исходной концентрации окиси углерода в гаэовоздушной смеси 0,5 об.%.

П р и м е р 1. Сйликагель марки КСК (твердое вещество - Т) заливают 0,104 М раствором аммиаката меди (жидкость - ж); Т : Ж « 6,5 : 1000.

.Взаимодействие проводят В течейие 40 сут, Раствор сливают, полученный продукт промывают приблизительно 0,3 М раствором аммиака, затем Дистиллированной водой (до отрицательной реакции на ион NH ). Влажный осадок высушивают на воздухе Получают катализатор состава, вес.%: силикат меди 85,4 и двуокись кремния 14,6,

Влажную газовоздушную,емйсь, со держащую. 0,5 об. % СО, пропускают через слой 5 см катализа-тора с объе НОЙ скоростью 2700 ч при 200;300 С. Окись углерода удаляется из смеси при 2 С на 72%, при 275 С на 94%, при 300 С - на 100%. При проверяют стабильность рабоfH катализо1тора по окислению Ш в течение 300 ч, которая составляет 90%, т.е. снижения активности практчески не нaб нoдaeтcя.

П р и м е р 2. Сйликагель Марки КСК дважды обрабатывают раствором аммиаката меди Исходный силикагель заливают 0,1б4 М pacTBojic аммиакат меди в 0,3 М избытке аммиака (Т:Ж ,5:1000) на 30 сут. Затем полученный продукт обрабатываю 0,094 М раствором аммиаката медя (Т1Ж «« 10:1000) в течение 30 cyt. По окочании взаимодействия образец отде.ляют от жидкости, пр №шают слабым pa ctBOpoM аммиака, затем водой и высушивают на. воздухе.

Получают катализатор состава, вес.% силикат меди 95,2 и двуокись кремния 4,8.

; влажную газовоздушную смесь,содержащую 0,5 об.% СО, пропускают через сЛой 5 см катёйлизатора с объемн скоростью 2700 ЗОО-ЗОО С. Окись углерода удаляется из смеси при 250 С на 74%; при - на 95%; при. - на 100%. При проверяю-т стабильность работта

катализатора по окислению СО в течение 300 ч, которая составляет 90%, т.е. снижения активности катализатора практически не наблюдается.

Прим ер 3. Сйликагель марки КСК дважды обрабатывают раствором ммиаката меди. Сначала взаимодей- ствие проводят в течение 30 сут с 0,104 М растворсм аммиаката меди (Т:Ж 6,5:1000), затем в течение 45 сут с 0,094 М раствором аммиаката меди (Т:Ж 10:1000).Далее про-, дукт отделяют от жидкой фазы, промывают аммиаком и водой и высушивают на воздухе.

Получают продукт состава,вес.%: силикат меди 99,4 и двуокись кремния 0,6.

Влажную газовоздушную смесь,содержащую 0,5 6б.% СО пропускают через слой 5 см катализатора с объемной скоростью 2700 ч при 2,00-300 С.Окись углерода удаляется из смеси при 25Cic на 75%; при 215 С - на 95%;прИ. 300 - на 100%. При 275 С проверяют стабильность работы катализатора по окислению СО в течение 300 ч, которая составляет 90%, т.е. снижения активности Катализатора практически не наблюдается.

В табл.1 приведены данные об активности катализатора по примерам . 1-3 в реакции окисления СО. .

Таблица 1

В табл.2 приведена сравнительная эффективность в процессе очистки газовоздушных смесей от окиси угле-; рода настоящего и известных катализаторов .

Как видно из табл.4, катализатор дозволяет получить при заданных проведения процесса (С,, t) большую степень окисления СО при высокой стабильности очистки во времени. Так, практически 100%-ная степень окксления окиси углерода на предлагаемом катализаторе, достигается при 27SC, на образце прототипа окисление заканчивается при а на образце аналога при . Достаточно высокая степень окисления СО (75%) достигается на предлагаемом катализаторе уже при . В сравнении с известным катализаторам предлагаемьгй является более простым по химическс у составу, более простым и деиевглм по способу приготовления, т.к. синтез его не требует использований драгоценных металлов (Pd и Pt). Кроме того он стабилен во времени в процессе окисления СО.

Т а б л и ц а 2