Катализатор для восстановления оксидов азота аммиаком

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2.1) 4687461/04 (22) 06.02.89 (46) 23.10.91.Бюл.N 39 (72) Е.В.Саяпин, B.Ë.Èâàñåíêî, А.А.Давыдов, Л.П.Буянтуева и С.П.Ивасенко (53) 66.097.3 (088.8) (56) Заявка Японии ¹ 55-73331, кл. В 01 D 53/36, опублик. 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 1315012, кл. В 01 Р 53/36, 1986, (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА АММИАКОМ (54) Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для восИзобретение относится к катализаторам очистки газов от оксидов азота и может быть использовано для защиты атмосферы от загрязнения оксидами азота, получающимися в процессах нитрования органических соединений, травления металлов, получения азотной кислоты.

Целью изобретения является повышение активности катализатора за счет содержания в качестве металлокомплекса биядерного координационного комплекса определенной общей формулы при определенном содержании компонентов.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.

Пример 1. А. 0,5 л гранулированного оксида алюминия заливают 0,5 мас. -ным раствором желтой кровяной соли

K4(Fe(CN)g) (или 0,45 мас. -ным раствором красной кровяной соли и выдерживают 4 ч при комнатной температуре. ц„ Ы„„1685508 А1 (si)s В 01 J 23/74, В 01 D53/36 становления оксидов азота аммиаком, что может быть использовано в нефтехимии.

Цель — повышение активности катализатора. Для этого используют металлокомплекс общей ф-лы M (M (CN)6Fej, где M = Мп, Fe, Со, Nl, Cu в количестве 5-26 мас, на оксиде алюминия. В этом случае катализатор может работать в более широком, чем в известном случае, температурном интервале (15-400 С) и с меньшим содержанием кислорода в отходящих газах, Константы скорости восстановления оксида азота в присутствии указанного катализатора в 1,54,5 раза выше известных, 2 табл.

Б. Декантируют раствор, а пропитанный оксид алюминия сушат 8 ч при 80-90 С в сушильном шкафу.

В. Высушенный, пропитанный оксид алюминия обрабатывают насыщенным раствором соли d-переходного металла в степени окисления, равном двум, в течение 24 ч (например, FeSO4, Ре(ИОЗ)2, Со(ИОэ)2, Со$04 7Н О), Г. Промывают водой до полного удаления аниона соли и высушивают при 80-90 С до постоянной массы. Количественный состав полученного катализатора, мас.%:

M (М (CN)gFej 5

AI2O3 95

Д. Катализатор (если процесс очистки предполагается проводить при температурах выше 200 С) подвергают термообработке в среде аммиака при 180-200 С в течение 2 ч.

Пример 2. А. 0,5л гранулированного оксида алюминия заливают 5 мас,%,-ным раствором желтой кровяной соли (или

1685508

4,5 мас. -ным раствором красной кровяной соли) и выдерживают 4 ч при комнатной температуре, Б и В. Операции проводят по примеру 1.

Г. Промывают водой до полного удале- 5 ния аниона соли и высушивают при 80-90 С до постоянной массы. Количественный состав полученного катализатора, мас. :

M (М (Сй)вГе) 13

А120з 87; 10

Д. Операции проводят по примеру i.

П р им е р 3. А. 05л гранулированного оксида алюминия заливают 20 мас. -ным раствором желтой кровяной соли (или 18 мас. ),-н ым раствором красной кровяной со- 15 ли) и выдерживают 4 ч при комнатной температурере.

Б и В. Операции проводят по примеру 1, Г, Промывают водой до полного удаления аниона соли и высушивают при 80-90 С 20 до постоянной массы. Количественный состав полученного катализатора,мас, %:

М (M (Сй)ьРе) 26

AlzOg 74

Д. Операции проводят по примеру 1. 25

Доля активного комплекса практически прямо пропорциональна концентрации пропиточного раствора желтой кровяной соли (или красной кровяной соли).

При содержании М (М (СМ)вРе) менее 30

5 масс. активный комплекс на носителе (AlzOa) получается в виде островков, за счет чего снижается удельная каталитическая активность катализатора, Получить катализатор с содержанием M (М (CN)oFe) бо- 35 лее 26 мас. не представляется возможным из-эа значительного ослабления адсорбционной силы между оксидом алюминия и последующими слоями M (М (CN)QFe), что выражается в осыпании части ксмп- 40 лекса, слабо связанного с оксидом алюминия, Испытания активности катализатора

M (M (Сй)6Ре) АЬОз в процессе очистки газов от оксидов азота проводят раздельно 45 для NO и МО2 в сравнении с прототипом в одинаковых условиях. Исследования проводят в кинетической области, Согласно проведенным исследованиям, скорость реакции восстановления оксида азота га- 50 зообразным аммиаком как в присутствии предлагаемых катализаторов, так и известного определяется следующим выражением: г- К Смнз 55 где r — скорость реакции;

К вЂ” константа скорости реакции;

Синз — концентрация аммиака, Скорость реакции восстановления диоксида азота определяется выражением г= К .Сиор где г — скорость;

К вЂ” константа скорости;

Сцо — концентрация МО2.

Исследования проводят при 15-400 С.

Верхний температурный предел использования катализаторов определяют, исходя из термической стойкости катализаторов в агрессивной среде. Для катализаторов

М (M (CN)aFe)Aiz0g, прошедших термообработку в среде МНз с катионами M = Mn, I

Ni, Cu; он равен 300-320 С; для M = Fe—

375-400 С; для М = Со = 700-750 С.

Как видно иэ табл, 1 и 2, константы скорости реакции восстановления диоксида азота аммиаком на два порядка выше констант скорости восстановления оксида азота аммиаком и поэтому определяющим фактором в процессе очистки отходящих газов от оксидов азота будет являться восстановление оксида азота, Для данного процесса константы скорости восстановления оксида азота в присутствии катализаторов M (М (CN)6Fe) АЬОз выше в 1,5:4,5 раза константы скорости восстановления оксида азота в присутствии известного.

Таким образом, каталитическая активность предлагаемого катализатора значительно выше, чем у известного. Кроме того, катализаторы могут работать в более широком температурном интервале (15-400 С) и с меньшим содержанием кислорода. в отходящих газах, Использование предлагаемых катализаторов позволит увеличить степень очистки отходящих газов от оксидов азота, что должно привести к улучшению состояния воздушного бассейна над городами, Формула изобретения

Катализатор для восстановления оксидов азота аммиаком, содержащий металлокомплекс на оксиде алюминия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью noe!!æeíèÿ активности катализатора, он в качестве металлокомплекса, содержит биядерный координационный комплекс общей формулы

M (M (CN)gFe) где M i — Мп, Fe, Со, Ni, Cu, при следующем содержании компонентов, мас, : биядерный координационный комп- лекс 5-26, оксид алюминия остальное.

1685508

Таблица 1

Константы скорости восстановления оксида азота аммиаком в присутствии металлокомплексных катализаторов

Таблица 2

Константы скорости восстановления диоксида азота аммиаком в присутствии металлокомплексных катализаторов

Составитель В. Теплякова

Редактор Т. Иванова Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 3552 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101