Способ очистки отходящих газов от органических веществ

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, Вкдвочающий. окисление примесей при повы:йенной температуре на катализаторе , содержащем металл группы платины на носителе, и периодическую регенерацию катализатора путем продувки горячим воздухом, отличающийся тем, что, с целью одновременной очистки от фосфорис-i тых соединений в качестве катали-- затора используют палладий , нанесенный на графит, и очищаемые газы пас- .ле окисления контактируют с щелочным реагентом. 2.Способ по П.1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения дезактивации катализатора, процесс .окисления ведут при ЗОО420 С . 3.Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что регенерацию катализатора ведут при 400-420С,

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(б1) В 01 D 53/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДЮСТВЕКК1 1Й HOMHTET CCCP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3577853/23-26 (22) 07.04.83 (46) 15.12.84. Бюл.9 46 (72) А.А.Ляпкин, Н.С.Чуракова и Г.Н.Гончарова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС в r.Ñâåðäëîâñêå (53) 66.074.6(088.8) (56) 1. Торопкина Г.Н. и др. Каталитические методы очистки воздуха от органических веществ. Обзорная ин. формация. М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1977, с. 3..

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 709158, кл. В 01 J 8/04, 1976 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОД11ЩИХ ГАЗОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, включающий. окисление примесей при

„SU„„1128969 A повышенной температуре на катализаторе, содержащем металл группы платины на носителе, и периодическую регенерацию катализатора путем продувки горячим воздухом, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью одновременной очистки от фосфористых соединений, в качестве катализатора используют палладий, нанесен-ный на графит, и очищаемые газы пос.ле окисления контактируют с щелочным реагентом.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения дезактивации катализатора, процесс окисления ведут при 300Ф

420 С.

3. Способ по пп.l и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что регенера- у ® цию катализатора ведут при 400-4200С.!

128969 2.5

15

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от органических веществ и может найти применение для обезвреживания воздушных выбросов химического, литейного, 1» нефте- H коксохимического производств содержащих токсичные органические вещества и соединения фосфора. известен способ очистки газов . от органических веществ на гетерогенных катализаторах, приготовленных на основе окислов переходных или благородных металлов 1 11.

Однако при окислении выбросов, содержащих. примеси некоторых неорганических соединений (S,CR, P, As и др. ), наблюдается частичная или полная дезактивация катализатора, выражающаяся в снижении степени очистки от углеводородов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки отходящих газов от Органических, смолистых, азотсодержащих веществ и органической пыли на платиновом катализаторе с металлическим носителем при 250-300 С, при этом доокиспение ведут на алюмоплатиновом катализаторе при 400-450 С последующей регенерацией катализаторов продувкой воздухом при 500-600 С 52 3

Недостатком известного способа является низкая степнь очистки от органических веществ в присутствии фосфористых соединений. Это объясняется тем,,что существующие катализаторы неустойчивы к действию фосфористых соединений и быстро снижают свою активность. Поэтому способ каталитического обезвреживания не находит применения для очистки г.".зов, содержащих фосфорорганические соединения..

Цель изобретения — одновременная очистка газов от фосфористых соединений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу очистки отходящих газов от органических веществ, включающему окисление примесей при повышенной температуре на катализаторе, содержащем металл группы пла" тняы на носителе, и периодическую регенерацию катализатора, путем продувки горячим воздухом, в качестве катализатора используют палладий, нанесенный на графит, и очищаемые газы после окисления контактируют с щелочным .реагентом.

Процесс окисления ведут при 300420 С, что предотвращает дезактивацию. катализатора.

Регенерацию катализатора предпочтительно ведут при 400-420 С.

При окислении органических веществ в присутствии фосфорсодержащих соединений (фосфины, эфиры фосфорной и фосфиновой кислот и т.д. ) последние окисляются до фосфорной кислоты, которая, вступая в реакцию с окислами металлов, входящих в сос» тав катализатора, образует на поверхности его кислые фосфаты. Образующиеся фосфаты не активны в реакции глубокого окисления углеводородов.

Кроме того, в отличие от сульфатов, .которые могут разрушаться под действием высоких температур или восстановительного газа, фосфаты не поддаются никакому воздействию. Из существующих катализаторов наиболее активными при окислении органических соединений в присутствии фосфористых соединений являются катализаторы, содержащие палладий, нанесенный на нихромовую спираль, однако и эти катализаторы постепенно снижают свою активность.

Катализатор на основе палладия, нанесенного на графит, практически не подвержен воздействию фосфористых соединений и не снижает своей. активности. Это объясняется тем, что образующаяся при окислении фосфористых соединений фосфорная кислота не взаимодействует с графитом н не дезактивирует катализатор.

Способ состоит из следующих стадий °

Очищаемые газы, содержащие органические и фосфористые соединения, нагревают до 300 С и подают в термо.— каталитический реактор с объемной скоростью 10-30 тыс.ч ", где они кон- тактируют с катализатором, содержащим 0,05-1,0Х палладия на графите.

Органические вещества окисляют до С0> и Н О, а фосфористые соединения — до фосфорной кислоты, которая уносится потоками воздуха из реактора.

После термокаталитического реактора газы, содержащие пары фосфорной кислоты, нейтрализуют путем контактирования, например, с аммиаком и сбрасывают в атмосферу.

При температурах ниже 300 С катализатор может снижать свою актив- .

1 1 28969

3 ность. Регенерацию катализатора прс. водят продувкой воздухом 3-4 ч при

400-420 С. Продувку катализатора ве-дут в направлении,.противоположном потоку очищаемого газа.

Пример I. Обезвреживают воздух,, содержащий 4,5 г/мэ .ксилола, на катализаторе (0,5Х палладия на графите) при 320 С и объемной скорости 18000 ч ". Степень обезврежи- .10 вания 96Х. В обезвреживаемый воздух подают хлорокись фосфора с концентрацией 0,11 г/м . При объемной скорости 12000 ч "и температуре 320ОС в присутствии РОСР степень обезвреживания от ксилола 95Х. Степень обезвреживания от фосфористых соединений 100Х. После 6 ч непрерывной работы в присутствии хлорокиси фосфора степень обезвреживания от ксилола 95Х..Степень обезвреживания от фосфористых соединений 100 .

Пример 2. Обезвреживают воздух, содержащий 3,5 г ксилола на катализаторе (0,8Х палладия на графите). При 300 С и объемной скорости

18000 ч " степень обезвреживания 98 .

В обезвреживаемый воздух подают хлорокись фосфора с концентрацией 0,17 г/м . При объемной скорости 18000 ч

° и 300 С в присутствии РОС2з степень . обезвреживания от ксилола 98 . После

12 ч непрерывной работы в присутствии хлорокиси фосфора степень обезвреживания снижается до 94Х.

Производят регенерацию катализа- .35 тора путем обратной продувки воздухом при 400 С 4 ч. После регенерации степень обезвреживания от ксилола повышается до 98 ..

В табл..1 показана степень обез- 40 вреживания ксилола на известных и предлагаемом катализаторах при объем- ной скорости 1 8 тыс.ч ".

Степень обезвреживания от фосфористых соединений во всех опытах составляет 100Х.

Как видно из данных табл. 1, по сравнению со способами очистки газов, в которых используют промышленные катализаторы НИИОГА3-8Д, НИИОГА3-17Д, АП-56, предлагаемый способ позволяет обезвреживать газы с высокой степенью очистки как от органических веществ (ксилола), так и от фосфористых соединений, при этом степень обезвреживания практически не меняется со временем.

В табл. 2 приведены данные по активности катализатора 0,5X Pd на графите при объемной скорости очМцаемых газов 18 тыс.ч. " и концентрации: хлорокиси фосфора 0,07 г/м при разных. температурах

Hs табл. 2 видно, что при температурах ниже 300 С наблюдается saметная дезактивация катализатора, о которая становится ощутимой при 280 С

Верхний предел температуры ограничен 420 С,, потому что при этой температуре начинается заметное окисле- ние самого графита, что может привести к полному разрушенйю катализатора.

Предлагаемый способ позволяет с высокой эффективностью обезвреживать от органических веществ и фосфорис-. тых соединений отходящие газы, Образующиеся при этом продукты - углекислый гаэ, вода и. фосфат аммония не являются экологически опасными и могут сбрасываться в атмосферу.

Проведение стадии окисления при

300-420 С позволяет предотвратить дезактивацию катализатора, что увеличивает срок его службы.

)128969

Т а б л и

Катал

НИИОГАЗ-8Д (меднохромовый) 380

4,8

0,08

91

НИИОГАЗ-17Д (Pd на нихроме) 320

4,5

0,07

87

АП-56

А гОз ) 320

4,3

0;08

93

380

4,1

0,07

93, 93

340

4,1

0,08 .

94

4,3

320

0,09 92

92

0,08

320

4,5

95

4,1, 320

0,07

98

320

4,3

0,07

99 99

4,5

0,07

320.,99

Т а б л и ц а 2.

95

320

90

300

70 80

8l

290

62

72

280

ВИИИПИ Заказ 9272/7 Ти аа 681

4аляаа ППП теж ° г.Ужгород, уа.Проектная, 4

0,02X Pd на (графите) 0,057 Pd на (графите), :О, IX Pd на (графите) 0,5X Pd на (графите) 0,8X Pd на (графите) I 0X Pd на (графите) 1 ° 2X Pd на (графите) 75 (.