Низкотемпературный катализатор для окисления оксида азота Советский патент 1982 года по МПК B01J23/10 C01B21/26 

(5) НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА Изобретение относится к области производства катализаторов и может найти применение при очистке воздушного бассейна от оксидов азота (выбросов атомных реакторов, единовремен ных выбросов с быстрым обезвреживанием выхлопных газов, при очистке дымовых газов и пр.), а также в производстве азотной кислоты по плазменному способу, где концентрация оксида азота невелика - 1,5 и отсутствуют пары воды. Известен катализатор для окислени оксида азота, служащий для удаления оксида азота из выхлопных газов, содержащий 1-10% оксидов или карбонатов щелочного или щелочно-земельного металла и туф tlj . При этом окислителем является воз дух, а исследования по окислению оксида азота при малом содержании реагентов в реакционной смеси не проводились. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является низкотемпературный катализатор для окисления оксида азота (П ), представляющий собой активированный уголь, кйторый используется для окисления оксида азота контактированием смеси оксида азота и кислорода при 0-70 С 21. Недостатками способа явлются-невысокая активность и необходимость частой регенерации, что связано с быстрой потерей активности катализатора в процессе его использования. Так, максимальная степень окисления. приходится на 0 Си составляет 52,0 при содержании оксида азота 0,81,2% и кислорода - 2,3| и А 1,3% для 60 ° С При содержании оксида азота 0,5 - 0,7% и кислорода 2,1% в реакционной смеси. Активность катализатора снижается после 10 ч работы. Степень окисления, оксида азота на 50-й час работы составляет только 30%.

Целью изобретения является увеличение и стабилизация каталитической активности.

Эта цель достигается низкотемпературным катализатором для окисления оксида азота (f ) на основе активированного угля с дополнительным содержанием оксида галлия или оксида церия при следующем содержании компонентов, вес.%:

Оксид галлия или оксид 0,,0

церия

Активированный уголь 98,0-99,3

Отличительными признаками.изобретения являются дополнительное содержание оксида галлия или оксида церия при вышеуказанном содержании компонентов.

Преимущество катализатора заключается в увеличении и стабилизации каталитической активности.

Максимальная степень окисления при содержании оксида азота ( И ) 0,8-1,2 и кислорода 2,3, остальное - азот составляет 80,2. Катализатор не снижает своей актиЕ1Ности на проятжении 200 ч работы. Процесс окисления оксида азота по сравнению со способом 2 ускоряется в 2,5 3 раза.

Изобретение иллюстрируется qяeдyющими примерами.

Пример 1 . Для изготоЕзления 1 кг катализатора навеску активированного угля СКТД в количестве 993 г пропитывают раствором соли азотнокислого галлия в количестве 19,1 г в течение 12 ч.после чего раствор выпаривают. Полученный катализатор высушивают при 120°С е течение 6 ч

lO,

и прокаливают 3 ч при 500 С.

Получают катализатор следующего состава, вес.:

Оксид галлия . . 0,7

Активированный уголь

Полученный катализатор испытывали в динамических условиях в |реактор проточного типа под атмосферным давлением в интервале температур 20120°С. Состав нитрозного газа: оксид азота 0,8-1,2, кислород 2,3, газ-носитель азот.

Объемная скорость газового :потока 10-15 тыс. ч-.

Результаты испытания приведены в табл. 1.

Пример 2. Приготовление катализатора и его испытание проводят аналогично примеру 1, но берут активированного угля - 980 г и азотнокислого галлия - 5, 5 г.

Получают катализатор следующего состава, вес.:

Оксид галлия2,0

Активированный уголь 98,0

Результаты испытания катализатора в реакции окисления оксида азота (l ) представлены в табл. 1.

Пример 3. Приготовление катализатора и его испытание проводя аналогично примеру 1, но берут активированного угля - 990 г и азотнокислого галлия - 27, 25 г.

Получают катализатор следующего состава, вес.;

Оксид галлкя 1

Активированный

39.

уголь

Результаты испытания катализатора Б реакции окисления оксида азота { I ) представлены в таблице.

Пример 4. Катализатор 5 готовят аналогично примеру 3, но вместо азотнокислого галлия берут 25,2 г азотнокислого церия и испытание катализатора проводят при следующем составе газа: оксид азота 0 0,7, кислород г 2,1, остальное азот. Результаты испытания пред-, ставлены в табл. 2.

Состав катализатора, вес.%: Оксид церия1

Активированный уголь 99 Пример 5. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но вместо азотнокислого галлия берут 17,66 г азотнокислого церия и испытания проводят в условиях, аналогичных примеру4. Получают катализатор следующего состава, вес.|:

Оксид церияО, 7

Активированный уголь 99,3 Результаты испытани я представлены в табл. 2.

Пример 6. Катализатор готовят аналогично примеру 2, но вместо азотнокислого галлия берут 50,5 г азотнокислого церия.

Получают катализатор следующего состава, вес.Д:

Оксид церия2

Активированный уголь 98 Испытания катализатора проводят 5 в условиях, аналогичных примеру 4. Результаты испытания представлены в табл.2.

Сравнительная характеристика катализаторов по изобретению и известного 2

Таблица 1

Сравнительная характеристика CeOrj/C катализаторов по изобретению и известного f2j

Формула изобретения Низкотемпературный катализ атор для окисления оксида азота (Ц ) на основе активированного ;угля, о тличающийся тем, что, с

Таблица 2

целью увеличения и стабилизации каталитической активности , .катализа- тор дополнительно содержит оксид галлия или церия при следующем содержании компонентов,- весД: Оксид галлияили церия 0,7-2,0 Активированный уголь 98,0-99,3 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 8 1. Патент США № 4013588, кл, 252-45 4, опублик. 1977. 2. Патент Франции № 2211278, кл. В 01 D 53/02, опублик. 197 s (прототип) .