Катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси углерода Советский патент 1981 года по МПК B01J23/26 B01J23/72 

1

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

Известен катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси у лерода, содержаний платину и палладий в количестве 0,25-0,5 вес.% на шариковом алюмосиликате Cll.

Однако для известного катализатора характерны содержание в качестве активной фазы металла группы платины и малая стабильность (отравляемость водой, аммиаком). .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущнбсти и достигаемому эффекту является катализатор для очистки газовоздушных смесей от окиси углерода, содержащий медьсодержащий компонент - окись меди и окиси хрома, кобальта и железа При следующем соотношении компонентов, вес.%: окись цеди 1,13-59,0; окись хрома 0,25-36,8; окись кобальта 0,36-36,5; окись железа 1,1-78,5 t2J

Однако известный катализатор обладает недостаточно высокой активностью. Так, 97%-ную степень окисления окиси углерода, входящей в сос тав газовоздушной смеси, в присутствии известного катализатора дости5 гаютпри .

Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Эта цель достигается тем, что катализатор, включающий медьсодержа10щий компонент, в качестве последне го содержит хромит меди на окиси хрома при следующем соотношении компонентов, вес.%

Хромит меди 31,0-76,8

15 Окись хретла 23,2-69,0 Предлагаемый катализатор обладает по сравнению с известньвл повышенной активностью. Так, 97%-ную степень окисления окиси углерода, вх щя20 щей в состав газовоздушной смеси, в присутствии предлагаемого катализатот ра достигают при 180 С.

Катализатор получают обработкой хретлогеля в статических условиях раст2$вором аммиаката меди (рН ,0) с последующей промывкой твердого продукта растворсмч аммиака и водой, что позволяет получить при комнатной температуре продукт с«высокоразвитой 30 поверхностью, равномерным распределен нием активной добавки. Полученный ка тализатор предварит€ льно сушат при , и он характеризуется удаль-. . ной поверхностью, равной 250-300 иг/ Пример 1. Катализатор, содержащий 1,5 мг/ион на 1 г Cr.jO в виде хромита меди, с процентным со держанием хромита меди CuCrj, 0 31,0 и окиси хрома Сг.О , 69,0, получают при взаимодейстш1и при комнатной температуре в статических условиях . в течение 30 мин 100 г воздушносухйй гидратированной окиси хрома (хромогеля) с размерами частиц 0,250,5 мм и активной поверхностью 250300 м/г с 3 л 0,05 Мраствора аммиаката меди в О, растворе «лмнака.Далее контактный раствор сливают, твердый продукт прс швают 0,3 М раствором аммиака и дистиллированной водой и высушивают на войдухе. Для удаления избыточной влаги и повьшения каталитической активности полученный продукт высушивают при в течение 4 ч. Влажную газовоздушную СМесь, содержащую 0,5 об.% окиси углерода, пропускают через слой 3 см аталиэатора с объемной скоростью 4500 ч ор lOO-lBO G. В табл.1 показаны активность и стабильность катализатора по примеру в реакции окисления окиси углвродг1. Таблица 1 Степень окисления СХ) через 100 ч Как видно из табл.1, окись углерода удаляется из газовоздушной смеси при на 21%, 150«С - 59%, - 89%. В пррцессе работы при в течение 100 ч снижения актив ности катализатора практически не наблюдается. Пример 2. катализатор,содержащий 3,0 мг/ион Си на 1 г Crj в виде хромита меди, с процентным содержанием хромита меди ,56, и свободной окиси хрома Сг 0 43,9, получают при взаимодействии при комнатной температуре в статических условиях в течение 1 ч 100 г воздушносухой гидратирб1ванной окиси хрома (хромогеля) с размерами частиц О,250,5 мм и активной поверхностью 250300 с 3 л 0,05 М раствора аммиаката меди в 0,3 М растворе аммиак Далее контактный- раствор сливают, твердый продукт промывают О,3 М раствором аммиака и дистиллированной водой и высушивают на воздухе. Для удаления избыточной влаги и повышения каталитической активности полученный ЯРОдукт высушивают при 180С в тече ние 4ч. Влажнело газовозлушнук5 смесь, содержащую О,5 об.% окиси углерода, пропускаютчерез слой катализатора 3 см с объемной скоростью 4500 100-180с. В табл.2 показаны активность и стабильность катализатора по npHN;Bру 2 в реакции окисления окиси углеРОДа. Таблица.2 Как видно из табл.2, окись углерода удаляется из газовоздушной смеси при на 21%, - 67%,. - 97%. В процессе работы при 180С в течение 100 ч снижения активности катализатора практически не наблюдается.. П р к М е р 3. Катализатор, содержаи й 4,5 мг/ион Си на 1 г CrjOj 8 виде хромита меди, с процентным содержанием хромита меди CuCriO 76,8 и свободной окиси хрома Сг, Oj 23,2, получают при взашлодействии при котлнатной температуре в статичебких условиях в течение 8 ч 100 г воздушно-сухой гидратирЪаанноЙ окиси хрома (хромгеля):) с размерами частиц 0,25-0,5 мм и активной поверхностью 250-300 с 3 л 0,05 М раствора аммиаката меди в 0,3 М растворе аммиака. Далее контактный раствор сливают, твердый продукт пр 5ывают 0,3 М раствором гммиака и дистиллированной водой и высуишвают на воздухе. Для удаления избыточной влаги и повьашения каталитической активности полученный продукт высушивают при в течение 4 ч. Влажную газовоздушную смесь, содержащую 0,5 об.% окиси углерода, пропускают через слой катализатора 3 см с объемной скоростью 4500 чг при 100-180 С. В табл.3 показаны активность и стабильность катализатора по примеру 3 в реакции окисления окиси углерода.

Таблица 3

емператуСтепень

Стабильа, с иость рабоокисления окиси ты .XE5§62SSiS.

125

28 73 99

Степеиь окисления ОО 150 через 100 ч работы 98% 180

Как видно из табл.3, окись углерода удаляется из газовоздушной смеси при на 28%, 150«С - 73%, - практически нацело, В процессе работы при в течение 100 ч снижения активности катализатора практически не наблюдается.

В табл. 4 показана сравнительная эффективность в процессе очистки газовоздушных смесей от окиси углерода предлагаемого и известных, катализаторов.

Таблица 4

Смесь СО с 250 воздухом, е содержащая 1 об.% СО

36,8

Окисный катализатор, вес.%:

СиО 19,1

CrjiOs 24,5

СоС 6,1

Fe2 0 49,1

Смесь СО -с

примеру 1 воздухом, содержащая 0,5об.% СО

Смесь СО с

примеру 2 воздух 4, содержгицая 0,5 об.% СО

По примеру 3

Известный

97

41 58 85

250 302 316

166 207 251 271

Предлагаемый

21 59 89 21 67 97

88

95 28

/

73 99

98

Как видно из табл.4, предлагаемый катализатор позволяет получить при заданных условиях проведения процесса большую степень окисления СО при достаточно высокой стабильности очистки газовоздушной смеси от окиси углерода во времени. Так, практически 100%-ную степень окисления СО на предлагаемом катализаторе достигают при , на известных образцах степень окисления, равная 97% и 41-96%, наблюдается при 250 С, полное же окисление СО (100%) достигают при на предлагаемом образце. Достаточно высокую степень окисления окиси углерода (59-73%) на предлагаемом катализаторе достигают уже при . Катализатор стабилен во времени в процессе окисления окиси углерода не менее 100 ч.

Формула изобретения

Катализатор для очистки газовозДУШН1-1Х смесей от окиси углерода, включающий медьсодержащий компонент на окиси хрома, отличаюци-й5 с я тем,что,с целью повьвиения активности катализатора,он содержит в качестве медьсодержащего компонента хромит меди при следующем соотношении компонентов, вес.%:

О Хромит меди 31,0-76,8 Окись хрома 23,2-69,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство-СССР № 521925, кл. В 01 J 23/86, 1976 (прототип).