Катализатор для окисления оксида азота (п) Советский патент 1982 года по МПК B01J23/889 

I

Изобретение относится к производству каггализатяров и может найти применение в производстве азотной кислоты Как По существующим схемам, так и в технологии азотной кислоты по способу низкотемпературной плазмьи

Катализатор также может найти применение для очистки воздушного бассейна от оксидов азота (выбросы теплоэлектроцентралей, очистка дымовых газов).

Известен катализатор для окисления оксида азота (п), содержапшй оксиды марганца и хрома rspw. следующем соот ношении 1:0,5 - 1. и 9 :1 l

Катализатор активен только пря ниэких объемных оростях газового потока (2500-10000 ч), содержании паров эоды до 2,6 об.% и избытке кислорода (.CHO/QJCL 16). Степень окисления црк 300 - 82%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является катализатор для окисления оксида азота (И) на основе

оксидов кобальта или железа, или никеля и марганца при следующем соотно111ении компонентов, вес.%:

Оксид кобальта или оксид железа или оксид никеля 5 - 50 Оксид марганца (1У)5О-95Г2.

Однако этот кaтaлизaтqp проявляет активность только при низких объемных скоростях газового потока (не более

10 7 5ОО ч ) и избытке кислорода (для состава газовой смеси, о6.%: МО-0,43; Оа.-2,О1 и азот - остальное) степень окисления оксида азота, составляет 84% при времени контактирования 0,125 сек.

ts Катапизатс не активен при высоких объемных скоростях газового потока, значительном содержании паров воды (16-18%) и высокой концентрации оксида азота (6-8%).

20

Цель изобретения - обеспечение ста-: бильной активности катализатора при окислении концентрированного нитрозного газа повышенной влажности. Цель достигается тем, что катализатор для окисления оксида азота (П) на основе оксидов кобальта и,марганца, дополнительно содержит оксид фосфора (у) щил следующем содержании компонентов, вес.%: Оксид м ганца (ГУ)5-7 Оксид фосфора (у)5-8 Оксид кобальта (Ш)Остальное Катализатор может работать при высо ких объемных скоростях ISOOO-3500O ч повышенной влажности нитрозного газа 17-18об.%, высокой концентрации оксида азота в газовой смеси до 8 o6i.% и при отсутствии избытка кислорода. -Катализатор в течение 3 месяцев iqjoявил стабильнуюАКТИВНОСТЬ гфи окислении оксида азота (И) под давлением 5 атм и температуре . Катализатор, испытывали в лабораторных условиях на установке гдзоточного типа 1фи концентрации, об.%: оксид азота 2-2,35, кислс од 4,5 с объемной сксфостью газового потока 15ООО180ОО f щии содержании паров воды 3-5 об.%. Получена степень окисления, близкая к равновесному значению (59,8% реакция ускорилась в 112 раз по сравнению с гомогенным окислением. Были 1фоведены также опытн о-1фомышленные испытания на модельной установке. Через слои катализатсфа пропускали нитроз ный газ 1фО{ 1ышленного состава - концекгршия оксида азота 7-8 об.%, кислорода 3,65 o6.%j воды 17-18 об.% остальное - инерты. Объемная скорость газового потока 145ОО-34ОО объем катализатора 2,2 п. Степень окисления 50-52% , реакция ускорилась В 20 раз. Проведенные физико-химические исследования после трех месяцев работы катализатора пбказатели, что фазовый и структурный состав катализатора не изменилс Пример 1. Для 1фиготовления 1 кг катализатора следующего состава, % -85, , Pripf -8 берут азотнокислого кобальта 2982,6 г азот нокислого марганца 231,1 г, растворяют / в дистиллированной воде, сливают растворы и выпаривают на песочной бане, после его прокаливают втечение 6 ч прк . После прокаливания катализатор .формуют, добавляя 93,3 мл фосфорнбй кислоты с 1,579 г/см. После этого катализатор сушат при « течение 6 ч, затем прокаливают при температуре 320340 и исследуют в процессе окисления окиси азота. Объем катализатора составляет 16 см. Результаты лабораторных испытании приведены в табл. 1. Пример 2. Для приготовления 1 кг катализатора состава, %: 87, Ми Од;- 6, берут азотнокислого кобальта г, азотнокислого марганца 198,1 г и готовят катализатор аналогично щэимеру 1, но при фс мовке добавляют 81,6 мл .. Катализатор (16 см ) испытывают в .лабораторных условиях при объемной скорости 150О ч Пример 3« Для приготовления I кг катализатора состава, %: Со Og 90, AAVtO/ji- 5, - 5 берут азотнокислого кобальта 3158 г, марганца азотнокислого 165,1 г и готовят катализатор аналогично 1фимеру 1, но щ)и формовке добавляют 58,3 мл Готовый катализат« объемом 16 см испытывали в процессе окисления оксида азота. Результаты испытаний приведены в табл 3. При более высокой температуре исследование активности катализатора не проводили, так как начинается возгонка фосфрг ра. Исследования, проведенные в лабора тории в течение 180 ч, позволили установить стабильную работу с одновременным ускорением реакции каталитического окисления 1ФИ 320 - 35Oi в 87-112 раз по сравнению с гомогенным окислением.

15О 2ОО 25О ЗОО 35О

12,1

4,5 4,5

18,0 4,5

21,59 4,5

34,76 4,5

47,94

азота (и) на основе оксидов кобальта и маргавца, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной активности катализатора при окислении концентрированного нитроаного газа повышенной влажности, катализатор дополнительно содержит оксид фосфора (У) при следующем содержании компонентов,

Б€С Д)«

Таблице 2

Источники информации, 1финятые во внимание 1фи экспертизе

I ..

кл. С 1 А, опублик. 1975 (прототип).