Катализатор для очистки газовых выбросов от вредных примесей Советский патент 1982 года по МПК B01J23/755 B01J21/04 B01J23/75 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ВРЕДНБ1Х ПРИМЕСЕЙ

Изобретение относится к катализаторам глубокого окисления, предпочтительно для процессов дожигания СО и вредных органических примесей в отходящих газах промышленных предприятий. Известен катализатор для очистки газовых выбросов от вредных примесей, содержащий закись-окись кобальта ( в количестве 13-25 вес. °/о на HHeptHOM носителе . - магнийалюминиевой шпинели 1. к недостаткам этого катализатора следует отнести довольно высокое содержание дефицитного кобальта, что существенно затрудняет применение этих катализаторов в промый1ленных масштабах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является катализатор для очистки газовых выбросов от вредных примесей, содержащий соединение кобальта (окись кобальта в количестве 0,5-15 вес. % на носителе) и окись алюминия 2. К недостаткам известного катализатора следует отнести недостаточную активность. Так, 50°/о-ная степень превращения, например, окиси углерода на известном катализаторе, содержащем If43 вес. °/о окиси кобальта, достигается при 266°С, а содержащем 15,0 вес. /о окиси кобальта - при 150°С. Цель изобретения - повышение активности катализатора. Для достижения поставленной цели известный катализатор для очистки газовых выбросов от вредных примесей содержит в качестве соединения кобальта кобальтникелёвую шпинель и дополнительно окись никеля при следующем соотношении компонентов, вес. %: Кобальтникелевая шпинель2,9-7,2 Окись никеля9,0-19,4 Окись алюминияОстальное Отличительными признаками изобретения являются содержание в качестве соединения кобальта кобальтникелевой шпинели, дополнительное содержание окиси никеля и соотношение компонентов. Предлагаемый катализатор по сравнению с известным обладает повышенной активностью. Так, 50%-ная степень превращения, например, окиси углерода на предлагаемом катализаторе, содержащем 3,0 вес. /о кобальтникелевой шпинели, 9 вес. % окиси никеля на осики алюминия,, достигается при 117°С.

Предлагаемый катализатор готовят путем приготовления растворов азотнокислых солей кобальта и никеля, взятых в весовом соотношении Co:Nij равном от 1:8 до 1:3,0 , пропитки полученным раствором окиси алюминия, с пос ледующей сушкой при 110±10°С в течение часа и прокаливанием при 400°С в течение 5 ч на воздухе.

Пример 1. 24,75 г Co(NOj)j бНгО и 99 г NifNOj)j6HiO растворяют пр 70±10°С в 15 мл дистиллированной воды. Полученным раствором пропитывают при 70 i 10°С шариковую -окись алюминия с диаметром гранул 2-3 мм, -d. 60-80 . Время пропитки 20 мин. Сушку проводят при 110±10°С в течение 1 ч, после чего катализатор прокаливают при 400°С 5 ч на воздухе. Катализатор содержит 5,0 вес. кобальтникелевой шпинели, 18.5 вес. % окиси никеля, окись алюминия - остальное. Соотношение CorNi 1:4. Данные по активности приведены в табл. 1 и 2.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но раствором нитратов кобальта и никеля пропитцвают б- окись алюминия, прокаленную при 1000°C,d}. 100 . Катализатор содержит 6,6 вес. % кобальтникелевой шпинели и 19,4 вес. % окиси никеля, окись алюминия - остальное. Активность приведена в табл. 1 и 2.

Пример 3. 24,75 г CO(Nq) и 99 г Ni() растворяют в 75 мл дистиллированной воды при комнатной температуре, полученным раствором при комнатной температуре пропитывают шариковую ё AIj.OjB течение 30 мин. Катализатор сушат при 110±10°С 1 ч, а затем прокаливают при 400С в течение 4 ч. Катализатор содержит 3,0 вес. % кобальтникелевой шпинели, 9 вес. % окиси никеля, окись алюминия -- остальное. Активность приведена в табл. 1 и 2.

Пример 4. 24,75 г Со ( и 99 г Ni (NOj) растворяют в 40 мл ацетона. Полученным раствором пропитывают шариковую S яАЬ Оз. Последующие операции проводят аналогично примеру 3. Катализатор содержит вес. /о: кобальтникеле-. вую шпинель 4,7; окись никеля 13,2; окись .аЛюминия - остальное. AKtHBHOCTb полученного катализатора приведена в табл. 1 и 2Пример 5. Аналогичен примеру 4, но раствором нитратов кобальта и никеля пропитывают шариковую -окись алюминия и с диаметром гранул 2-3 MM,jU: 160 мУг. Ката.;1изатор содержит 3,7 вес. /о. кобальтникелевой шпинели и 11,3 вес. % окиси никеля, окись алюминия - остальное. Активность приведена в табл. 2.

Пример 6. 6,19 г Co(Np,)j6HiO и 49, 5 г Ni (/tOj).O растворяют в 10 мл воды

при нагревании. Полученным раствором пропитывают шариковую 5 -окись алюминия в течение 15-30 мин, затем сушат и прокаливают. Катализаторсодержит

2,9 вес. /о кобальтникелевой шпинели и 17,0 вес. % окиси никеля, окись алюминия -

остальное. Соотношение Co:Ni, 1:8. Активность приведена в табл. 2.

Пример 7. 18,57 г Со ( NO,),, и 49 г Ni(NO,,)6H;jO растворяют в 10 мл

воды при нагревании. Полученным раствором пропитывают шариковую окись алюминия. В остальном пример 7 аналогичен примеру 1. Катализатор содержит 7,2 вес. % кобальтникелевой шпинели 11,8 вес.°/о окиси никеля, окись алюминия - остальное.

Соотношение Co:Ni 3:8. Активность приведена в табл. 1 и 2.

Каталичёскую активность полученных образцов определяют в отйошении модельных реакций окисления СО и бутана проточно - циркуляционным методом.

Активность катализаторов в реакции окисления СО определяют по температуре достижения заданной степени превращения (табл. I). Константы скорости при 100°С рассчитывают по уравнению реакции первого порядка относительно СО. Скорости подачи газовой смеси 10 л/ч, скорость циркуляции 800 л/ч. исходная концентрация СО1об.%. Навеску катализатора 1 г берут в виде фракции 0,25-0,5 мм. Для сравнения

в табл. 1 приведены данные по активности известных кобальтовых катализаторов.

В реакции окисления н-бутана активность определяют по скорости окисления С, Н при 400°С и текущей концентрации бутана 0,5 об. /о- Скорость циркуляции

1000 л/ч, расходы газовой смеси с исходной концентрацией 1% 5-50 л/ч. Катализаторы испытывают в виде целых гранул (табл. 2). Результаты испытаний и активность катализаторов в реакции окисления с СО и

бутаном приведены соответственно в табл. 1 и 2.

(D

n s c;

Ю

та

г ел г J- .J- -3- со

I

m

- см

vD

СЭ

- tfr rf

д

CTl

CM M-

rr

LTV

ur LTV

04

-LTV

СЛОr CD

CO

rf T-

(V

CSJ

r о

-aо

ОCM

о

CM

CM

vO

о

f-CM M

CO

CM

чо

о рч ел чо

о

(Т

- Т г- М

-

,- чо

чО

1Г с«

) 1Л г- см

г

сг

1

J-о,f

ао

о о

О о

.

е

г

«i

с

ч, О)

I I I . I I Е S

3-J

с

см

оо

оо

|Л. л

Jс

оо

оо - «л - --

оо

оо

оЧ со

о LT

г

в д

см г

-аг см

ч

-асм -а30

г-.-,-,-со

О)--

3-ао

оо с

«ого Ai etf

о о

о с

оо о о

с

s

2

I- о

ё

см

и

2: Активность катализаторов в реакции окисления динение кобальта и окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он содержит в качестве соединения кобальта кобатникелевую шпиндель и дополнительно окись никеля при следующем соотношении компонентов вес. °/о:45 № кл Таблица2 бутана Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании 1377191, кл. В 01 J 11/46, опублик. 1974. 2.Заявка ФРГ № 2418946, в 01 J 23/74, опублик. 1975 (прототип).