Способ получения катализатора для окисления сернистого газа

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности способа получения катализатора для окисления сернистого газа. Для этого носитель - активный уголь на основе технического углерода с радиусом пор 10-25 нм и удельной поверхностью 100- 150 м /г, карбонизированный в атмосфере двуокиси углерода, пропитывают раствором ванадата или иодата калия с последующей термообработкой. Способ позволяет повысить механическую прочность катализатора на 25% и увеличить каталитическую активность в 2 раза. 1 ил., 1 табл..

COIO3 СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЯЕСкИХ

РГСГ1УБЛИК (я)5 В 01 J 37/02, 21/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KQMVITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823395/04 (22) 07,05.90 (46) 15.05.92, Бюл. N 18 . (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) Н. Ф, Федоров, Г. К. Ивахнюк, О. Э, Бабкин, Ю. А, Старков и С, Ю. Астафьева (53) 66.097. 3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1384323, кл. В 01 J 37/02, 1987, Мухленов И. П. и др, Технология катализаторов. Л;: Химия. 1979. с. 167-168.

Изобретение относится к способам получения катализаторов на основе активного угля, предназначенных для очистки отходящих газов ТЭЦ, предприятий цветной и черной металлургии. серно-кислотных заводов от серосодержащих соединений путем их окисления до ЯОЗ или элементарной серы.

Сернистый ангидрид — токсичный компонент газов, выбрасываемый в огромных количествах промышленными предприятиями в атмосферу. Основными источниками загрязнений сернистым газом являются тепловые электростанции, черная и цветная металлургия, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность, Известен способ получения катализатора-сорбента для очистки углеводородных газов от сернистых соединений, согласно которому катализатор получают путем пропитки активного угля раствором соли железа. гидролиэ нанесенной соли газообразным аммиаком, отмывку, сушку и прокалку.

БЫ, 1733073 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧ Е НИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО ГАЗА (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности. способа получения катализатора для окисления сернистого газа.

Для этого носитель — активный уголь на основе технического углерода с радиусом пор

10-25 нм и удельной поверхностью 100-

150 м /г, карбонизированный в атмосфере двуокиси углерода, пропитывают раствором ванадата или иодата калия с последующей термообработкой. Способ позволяет повысить механическую прочность катализатора на 257; и увеличить каталитическую активность в 2 раза. 1 ил., 1 табл..

Недостатком способа является недостаточно высокая активность катализатора.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения катализатора для окисления S02 на основе активного угля.

° ееегВ

Катализатор получают пропиткой актив- 4 ного угля марки СКТ-2 раствором ванадата бд или иодата калия. Активный уголь, предва- (д) рительно высушенный при 100-110 С до ос- Се) таточной влажности 2-3, смешивают с водным раствором метаванадата калия из технического Ч205 с концентрацией 15 г/л или рестеорои5 г/л иодиде холил. Исходное ддх соотношение твердой и жидкой фаз состав- в ляет 1:1, Пропитку ведут в течение 24 ч при

20-25 С и периодическом перемешивании, Пропитанную массу отфильтровывают от избыточного раствора и сушат при 1101000 С.

Недостатком способа является недостаточно высокая его акгивность и механическая прочность катализатора.

1733073

Цель изобретения — повышение активности и механической прочности катализаторэ.

Поставленная цель достигается способом получения катализатора для окисления

802 на основе активного угля, в котором В качестве носителя используют активный уголь на сснове технического углерода с радиусом пор 10-25 нм и поверхностью 100—

150 м /r, карбонизованный в атмосфере двуокиси углерода.

Существенным отличием предлагаемого способа является то. что в качестве активного угля используют активный уголь с узким распределением пор на основе технического углерода, карбонизованного в атмосфере СО2 со следующими параметрами пористой структуры: З„д.=100-150 м lг, ра2 диус rlop 10 — 25 нм.

Заявляемые параметры пористой структуры активного угля являются оптимальными для проведения каталитического окисления S0z. Развитая поверхность мезопор 100-150 м /r и радиусах 1.0 — 25 нм при геометрически однородной пористой структуре предполагает равномерное распределение каталитической добавки по поверхности носителя, что в итоге сказывается на повышении активности катализатора. где вся поверхность катализатора участвует в катализе. Снижение поверхности катализатора менее 100 м /r приводит к снижению его активности. Увеличение по-. еерхности катализатора свыше 150 м2/г не приводит к росту его активности, а даже наоборот к некоторому его снижению, из-эа неэффективности использования поверхности в глубине зерна.

Аналогичная зависимость появляется и для значений радиуса углеродного адсорбента: увеличение радиуса пор свыше 25 нм из-эа уменьшения удельной поверхности приводит к снижению активности катализатора, Уменьшение радиуса менее 10 нм тоже приводит к снижению активности катализатора, но из-за неэффективности использования внутренней его поверхности.

При распределении каталитической добавки немаловажную роль играют химические свойства поверхности. Проведение карбонизации в среде двуокиси углерода. способствует образованию на поверхности угля Определенных кислородсодержащих групп, которые способствуют в процессе пропитки равномерному распределению каталитической добавки по поверхности.

Способ осуществляют следующим образом.

Монодисперсную сажу 200 r ДГ-100 смешивают с мас. 20% фенолформальдегидной смолы и формуют через фильвры, 2.5 мм. Затем карбонизуют в среде двуокиси углерода с подъемом температуры

300 град. в 1 ч до 800 С и выдержкой 1 ч при этой температуре. После охлаждения углеродный адсорбент пропитывают раствором

KJ с концентрацией 5 г/л в течение 24 ч при

20-25 С и периодическом перемешивании, Исходное соотношение твердой и жидкой фаз составляет 1:1, Пропитанную массу отфильтровывают от избыточного раствора и

10 высушивают при 100-110 С, В таблице приведены условия получения катализаторов окисления SOz на основе углеродного сорбента.

Формула изобретения

Способ получения катализатора для окисления сернистого газа путем пропитки носителя на основе активного угля раствором ванадата или иодата калия с последую-. щей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью и механической прочностью, в качестве носителя используют активный уголь на основе технического

Полученные катализаторы проверяют на активность в следующих условиях: диаметр контактной трубки 20 мм; Со

0,38 об.%, С - 11,0 об,%: расход газовой

20 смеси 800 см /мин; объем сорбента 25 см; температура 110 С.

На чертеже приведены выходные кривые по 502 на образцах.

Как видно из данных таблицы, исполь25 зование в качестве носителя катализатора активного угля на основе технического углерода (пример 1) повышает механическую прочность катализатора и повышает его акTNBHocTb. Если карбониэацию углеродного

30 адсорбента проводят не в среде С02, а, например, в Не, то активность катализатора уменьшается (пример 2). Увеличение удельной поверхности углеродного носителя свыше 150 м /г (пример 5) приводит к

35 некоторому снижению активности катализатора. Уменьшение удельной повеохности углеродного носителя менее 100 м /г приводит к снижению активности (пример 6).

Аналогичная зависимость наблюдается

40 и при радиусах носителя, выходящих эа пределы 10 — 25 нм, (примеры 7 и 8) — ухудшается активность образцов.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый способ получения катализатора

45 окисления SOz, в отличие от известного позволяет повысить механическую прочность на 25% и увеличить активность катализатора почти в два раза, 17330 3

Чсловив получение таталиэаторов окисление и ит нетоторвте свойства

Составитель B,Tåïëÿêoaà

Редактор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 1620 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 углерода с радиусом пор 10-25 нм и удельной поверхностью 100 — 150 м /г. карбони2 зированный в атмосфере двуокиси углерода.