Катализатор для очистки газов от окиси углерода

Авторы патента:

ГВАСАЛИЯ ЛЕРИ ИГНАТЬЕВИЧ

ЭРАДЗЕ ЛУЦИНДА ДМИТРИЕВНА

ДЖВАРЕЛИЯ НИНО АКАКИЕВНА

B01J23/86 - хром

B01D53/86 - каталитические способы

B01D53/62 - оксиды углерода

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ . ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА, включающий окиси-меди

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕННАЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,4-3, 5

1,3-2,0

10,1-11,6

Остальное (21) 3554085/23-04 (22) 27. 12. 82 (46) 30..10.84. Бюл. Р 40 (72) Л.И. Гвасалия, Л.Д. Эрадзе и Н.А. Джварелия (71) Грузинский ордена Ленина и орде на Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 803967, кл. В 01 J 23/72, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР .9 521925, кл. В 01 J 23/94, 1974 (прототип).

„„SU„„1121032 А д ц В 01 J 23/86, В 01 Э 53/36 (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ. ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА, включающий окиси меди (11) и хрома (111), о тл и ч а ю шийся .тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит двуокись марганца и носитель вЂ” шамотпри следующем соотношении компонентов, мас.X:

Окись меди (11)

Окись хрома (111)

Двуокись марганца

Шамот

Как видно из табл.1 испытания проводят в интервале температур 95320 С при различных газовых смесях и объемной скорости 20000 ч ".

С повышением температуры и содержания меди во всех образцах степень превращения СО увеличивается и достигает наибольшего значения вЂ” 97X для образца 3 при 150-320 С. Анализируя результаты испытаний можно заключить, что самым активным является образец

1 1121

Изобретение относится к катализаторам очистки газов от СО.

Известен катализатор для очистки газа от СО, содержащий вес. : Си

6, 6-8, 8; Ni 13, 2-14,4; А1 О остальное. Каталитическая очистка от CO из газовоздушной смеси осуществляется на установке при 300-350 С, объемной скорости 2700 ч ", исходная концентрация СО в смеси О, 1-2 об. L 1 3.

Однако известный катализатор характеризуется недостаточной активностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо-15 му эффекту является катализатор для очистки газов от окиси углерода, содержащий, мас.X: окись меди (II)

1,13-59,0; окись хрома (III) 0,2536,8; окись кобальта 0,36-36 5 окись железа (III) 1,1-78,5 С23.

Однако этот катализатор также характеризуется недостаточной активностью.

Так, при очистке газа, содержаще- g5

ro 1,5 . СО, в присутствии известного катализатора при 250 С и объемной скорости 20000 ч "степень превращения СО составит 70Х.

Цель изобретения вЂ” повышение ак30 ,тивности катализатора.

Цель достигается тем, что катализатор для очистки газов от окиси углерода, содержащий окиси меди (I 1), хрома (111), дополнительно содержит двуокись марганца и носитель вЂ” шамот вЂ” при следующем соотношении компонентов, мас. :

Окись меди (II) 1,4-3,5

Окись хрома (111) 1,3-2,0

Двуокись марганца 10 1-11,6 О

Шамот Остальное

Предлагаемый катализатор по срав-нению с известным обладает повышенной активностью. Так, при очистке газа, содержащего 1,5 СО, в присутствии

45 о настоящего катализатора при 250 С и объемной скорости 20000 ч " степень превращения СО вЂ” 90,3 ..

Катализатор получают путем осуществления следующих стадий.

Пропитка шамотового носителя смесью водных растворов азотнокислых солей меди, марганца и хромовой кислоты, взятых в таких соотношениях, которые позволяют получить требуемьй 55 состав катализатора, сушка при 100120 С в течение 3 ч и прокаливание при 500-550 С в течение 3 ч на возду

032.

2 хе. Носителю вЂ” шамоту вЂ” можно придать .любую конфигурацию и для уменьшения сопротивления системы он оснащен сквозными отверстиями.

Используемый шамот имеет следующие характеристики: прочность на стане

350-500 кг/см2, объемный вес 1,52,3 г/см, пористость 78,8Х.

Пример 1. Шамотовый носитель в количестве 1000 г (раэмер кусков 2-3 мм) погружают в раствор, содержащий, г/л: Cu(NO ) 31,15;

Мп(ИОз) 86,3; Cr03 6,24 в течение

2 ч. Сушат при 100-120 С в течение

3 ч и прокаливают при 500-550 С в течение 3 ч. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас. : СиО 1,4;

МпО> 11,6; Cr О 1,69; шамот 85,31.

Пример 2. Шамотовый носитель в количестве 1000 r погружают .в раствор, содержащий, г/л: Си(МОз)

41,6; Мп(ИО5) 113,9, CrO> 8,24 в течение 2 ч. Термическая обработка такая же,.как в примере 1. Полученный .катализатор имеет следующий состав, мас. : . CuO 2, 5; МпО> 10, 10; Сг О

1, 3; шамот 86, 1, Пример 3. Шамотовый носитель погружают в раствор, содержащий, г/л: Cu(NO>)> 61, 17, Mn(NO>) > 167,5;

CrO> 1.2,1 в течение 2 ч. Термическая обработка такая же, как в примере 1.

Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.Х: СиО 3,5; Mg02 11;

Сг О 2; шамот 83, 5.

Испытанию былй подвергнуты все три образца катализатора.

Процесс осуществляют на проточной лабораторной установке с использовагнием газовой смеси следующего состава, об.X: СО 2-4,8; О 4,5-9,2;

N остальное.

Для определения исходного и конечного составов газовой смеси использовался хроматограф марки ЛХМ-SIg, Результаты испытаний приведены в табл.1.

1121032 з состава, вес.%: СиО 3,5; ИпО 11;

Cr20з 2; носитель 83,5. Предпагаемый катализатор снижает содержание СО в газах до О, 1% при начальной концентрации 3,5%, что способствует значительной защите окружающей среды от загрязнения СО. К эксплуатационным качествам настоящего катализатора относится то, что для обезвреживания

СО в выхлопных газах автомашин может 1О быть использован шамотовый носитель в виде блока, применение которого является удобным .по сравнению с гранулираванными катализаторами. Катализатор согласно изобретению для очист- 15 ки газов от СО значительно упростит конструктивные решения его применения и обеспечит высокую степень очистки отходящих газов промышленности и выхлопных газов автома- 20 шин °

Условия испытания

Результаты испытания, образец

Исходная газовая смесь, об.%

ТемпеОбъемн. скоратура, Ос рость, ч

СтеОст.

СО, об.%

Ост.

СО, об.%

Ост.

СО, об. Х

Степень

Степень пень превращеHHH Х превращения, Х превращеHHH Х

0,9 54

СО 2

20000 0,6 69 . 0,6 69

4,5

0,4 79

0,2 89

0,3 84

05 85

0,1 97

0,1. 97

150

0,4 79 0,3 84

260

N остальное

0,4 79 0,4 79

0,8 76 0,8 76

320

СО 3,5

0,2 94

0,3 91

0,2 94

20000

150 . О 5,9

260

N остальное

0,1 97

0,6 87

03 91 02 94

0,8 82 0,8 82

320

95 СО 4 8

0,7 84

0,4 91

20000

0,4 91

0,3 93

0,7 84

0,4 91

0,3 93

0 4 91 О 4 91

320

150 Оа 9,2

260 N2 остальное

Для обоснования состава настоящего катализатора быпи получены катализаторы, содержащие запредельные количества указанных в формуле компонентов, и испьгганы при 20000 ч 1 с использованием исходной газовой смеси, об.%: СО 3,5; Оз 6; N< остальное.

Результаты приведены в табл. 2.

Как видно из табл.2 при содержании в катализаторе активного компонента оксида меди (rt) ниже 1,4 вес.Х, активность катализатора низкая, с повышением содержания меди до

4,5 вес.%, активность остается почти прежней, а выше 4,5 вес.% активность ее падает.

Катализатор согласно изобретению по сравнению с известным обладает повышенной активностью, позволяет обезвредить отходящие газы с высокой. степенью от окиси углерода. ,Т а б л и ц а .1

0,7 64 . 0,5 74

1121032

Т аблица 2

Состав катализатора, вес.

Температура

/ процесса, С

Степень превращения, СиО 1,25; ИпО 10,1

Cr2О3 1,2; носитель 86,75

100

150

24,3

275