Способ очистки отходящих газов от альдегидов

 

Способ очистки газов от альдегидов. Использование: очистка газов в металлургии и химии от альдегидов, в частности, при сушке форм и стержней, от фенолальдегидных, мочевиноальдегидных смол и других полимерных материалов, используемых в литейном производстве. Для обеспечения очистки от полициклических ароматических углеводородов и повышения долговечности в способе очистки отходящих газов от альдегидов , включающем окисление на катализаторе , содержащем благородный металл на носителе, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно промотированное лантаноидом или его оксидом, при следующем соотношении компонентов , мас.%: серебро 1,0-4,5; лантаноид или его оксид 0,05-0,23; носитель остальное, процесс ведут при температуре 150-400°С, а в качестве носителя используют пемзу или оксид алюминия. 1 з,п. ф-лы, 5 табл. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21),4791174/26 (22) 22.12,89 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (71) Омский научно-технический филиал Республиканского инженерно-технического центра СО АН СССР (72) А.Н.Пестряков, С.В,Дозморов, В.Н.Колесников и Б,Л. Резник (53) 66,074.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1080838, кл, В 01 0 53/34, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 1186237, кл. В 01 0 53/34, 1983.

Григорович А.Д. Новые катализаторы в процессах газоочистки.— Киев, 1984, с. 3436, 46, 47. (54) СПОСОб ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ АЛЬДЕГИДОВ (57) Способ очистки газов от альдегидов.

Использование: очистка газов в металлурИзобретение относится к химии и металлургии и предназначено для очистки отходящих газов от альдегидов, в частности формальдегида, выделяющихся при сушке форм и стержней на фенолальдегидных, . карбамидальдегидных и других полимерных материалах, используемых в литейном производстве.

Известны способы очистки отходящих газов от альдегидов сорбцией последних жидкими или твердыми сорбентами, Однако эти способы требуют частой смены сорбентов из-эа их быстрой дезактивации и существенных трудозатрат на восстановление сорбентов и обезвреживание альдегидов, выделяющихся в ходе этого восстановления.. Ж 1745318А1 (Я)з В 01 D 53/34, B 01 J 23/10 гии и химии от альдегидов, в частности, при сушке форм и стержней, от фенолальдегидных, мочевиноальдегидных смол и других полимерных материалов, используемых в литейном производстве. Для обеспечения очистки от полициклических ароматических углеводородов и повышения долговечности в способе очистки отходящих газов от альдегидов, включающем окисление на катализаторе, содержащем благородный металл на носителе, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно промотированное лантаноидом или его оксидом, при следующем соотношении компонентов, мас.%: серебро 1,0 — 4,5; лантаноид или его оксид 0,05 — 0,23; носитель, остальное, процесс ведут при температуре

150 — 400 С, а в качестве носителя используют пемзу или оксид алюминия. 1 з,п, ф-лы, 5 табл.

Наиболее близким к предлагаемому решению является прямоточный способ очистки отходя щих газов литейного О " производства от альдегидов при высоких (ЛЭ температурах, включающий контактирование с катализатором окисления, содержа- QQ щим благо роднин металл (платину) на пористой основе. В качестве катализатора использовался промышленный катализатор ° аай

АП-56, содержащий 0,5 мас.% платины на. оксидноалюминиевой основе, Его испытания показали, что через 30- 40 ч работы наблюдается резкое снижение (на 70-90% в зависимости от состава газов) активности

АП-56 вследствие адсорбции ПАУ и других тяжелых углеводородов на его поверхности.

Это требует проведения регенерации катализатора или его замены, что затрудняет

1745318 производственный цикл литейных цехов вследствие непрерывного режима их работы.

Цель изобретения — очистка отходящих газов от полициклических ароматических углеводородов и повышение долговечности катализами ора.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе очистки отходящих газов от альдегидов, включающем окисление на катализаторе, содержащем благородный металл на носителе, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно промотированное лантаноидом или оксидом лантаноида при следующем соотношении компонентов, мас.%: серебро 1,04,5; лантаноид или оксид лантаноида

0,05-0,23; носитель остальное. Процесс ведут при 150-400 С, а в качестве носителя используют пемзу или оксид алюминия. Использование серебра обеспечивает повышенную стойкость катализатора к спеканию и закоксовывэнию, которые снижают активность катализатора. Введение лантаноидов или их оксидов повышает окислительную активность катализатора к дожигу альдегидов и ПАУ. С целью зкономии серебро наносится в количестве, необходимом для минимального покрытия поверхности носителя, а количество лантаноидов или их оксидов определяется величинами содержания

ПАУ в отходящих газах, но не должно превышать 0,23% (5% от содержания серебра), так как дальнейшее увеличение содержания лантаноидов или их оксидов не приводит к снижению величин выбросов альдегидов и

ПАУ.

Пример. Все испытания проводят нэ стенде, имитирующем работу сушила стержней, по следующему алгоритму. Образец стержневой смеси массой 100 r, содержащий 5 мас.% связующего материала, помещают в сушильную камеру стенда и сушат при 150, 200, 250, 300, 350 С, Отходящие газы периодически отбирают и анализируют на содержание формальдегида, акролеина, СО и 3,4-бензпирена. Определение СО проводят по поглощению в области 21702020 см нэ спектрометре ИКС-29, альдегидов — хроматографически на хроматографе

ЛХМ-8МД, 3,4-бензпирена (БП) — методом квазилинейчатой люминесцентной спектроскопии. Во всех испытаниях с катализатором масса последнего составляла 10 r. В качестве связующих материалов используют фенолформальдегидную смолу ОФ-1, крепитель КО (кубовые остатки ректификации жирных кислот) и смолу ГТФ вЂ” газогенераторнэя фракция возгонки горючих сланцев.

25. водят в водород-аргоновой плазме тлеющего разряда, содержащей 10%

Предварительные испытания, проведенные на стенде без катализатора, показали, что максимальные выбросы альдегидов и БП происходят в течение первых 10 мин при 250 — 300 С (табл, 1 и 2), Ввиду этого дальнейшие испытания проводят при 300 С для пробы, отобранной в течение первых 10 мин после начала сушки.

Приготовление катализатора осуществляют в две стадии, На первой готовят серебряный катализатор путем пропитки носителя в количестве (соответственно нумерации образцов в табл. 3) 99.07; 98,95;

97,36; 94,77; 94,25 r в 100 мл водного 10%ного аммиачного раствора азотнокислого серебра, содержащего соответственно нумерации образцов 1,42; 1,57; 3,94; 7,87; 8,65 г А9ИОз, Пропитку проводят в течение 8 ч, после чего излишки воды удаляют продувом горячего воздуха и восстанавливают аммиачный комплекс серебра воздействием паров формальдегида. На второй стадии наносят промотирующую добавку. В случае металлических лантаноидов нанесение проциклопентадиенила соответствующего лантаноида. В случае оксидов лантаноидов нанесение проводят дополнительной пропиткой катализатора со слоем серебра в

100 мл водного раствора азотнокислой соли лантаноида, взятого из расчета на получение концентраций промотора, приведенных в табл. 3. После удаления избытка воды катализатор прокаливают 2 ч при 350 С, а затем 6 ч при 700 С.

Готовый катализатор устанавливают непосредственно за сушильной камерой, Результаты испытаний приведены в табл. 3 и 4, Из полученных результатов видно, что при концентрации серебра ниже 1,0% и лантаноида (лантана) — ниже 0,05% активность катализатора начинает падать, а при их концентрациях выше 4,5 и 0,23% соответственно их активность уже не изменяется.

Поэтому концентрационные диапазоны серебра и лантаноида (оксида лантаноида) следует установить равными 1,0 — 4.5 и 0,05—

A.23 À соответственно, Из табл. 4 следует, что природа лантэноидэ (окисла лантаноида) и носителя (пемза или оксид алюминия) практически не влияет на активность катализатора.

Испытание срока службы катализатора проводят на примере состава 4 (табл, 3) путем установки катализатора на промышленном сушиле литейного цеха. Из результатов испытаний (по СНБО, СО и БП), приведенных в табл. 5, видно, что предлагаемое ре1745318 шение работоспособно в течение 90-100 ч, что в три раза дольше, чем работоспособность прототипа.Дожиг БП возрос с 37 до

60-70 7ь.

Таблица1

*) Здесь и в табл 2-5 ПДК* )з мг/м равны; для формальдегида 0,2, для акролеина з

0,5, для БП -0,00015 и для С0-4,0.

Таблица2

Предлагаемое техническое решение позволяет снизить по сравнению с прототипом выброс альдегидов в атмосферу рабочей эоны в 3 раза, а по сравнению с простой вентиляционной системой в 27 раз.

Использование прямоточной системы для каталитического дожига позволяет применять данный способ в любой действующей вентиляционной системе без каких-либо серьезных конструктивных изменений. Кроме того, использование и редлагаемого катализатора позволяет снизить величины выбросов в атмосферу С0 и высокотоксичного канцерогена — 3,4-бенэпирена.

Формула изобретения

1. Способ очистки отходящих газов от альдегидов, включающий окисление на катализаторе, содержащем благородный ме5 талл на носителе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью очистки от полициклических ароматических углеводородов и повышения долговечности, в качестве благородного металла используют серебро, дополнительно

10 промотированное лантаноидом или оксидом лантаноида при следующем соотношении компонентов, мас, j,:

Серебро 1,0-4,5

Лантаноид или

15 оксид лантаноида 0,05-0,23

Носитель остальное, и процесс ведут при 150-400 C.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве носителя используют

20 пемзу или оксид алюминия.

1745318

Таблица3.

Великими аибросоа, ед. ПДКГ»

Катализ аторм состав

Pt Ag L«Носитель

«1403

Формальдегид I Акрополи

- )-т- :!::- ы..---. Г Г ка Гтф

Беа каталиаатороа

13,8 6,8 . 5,4 14,5 22,7 5 ° 8 75 28 28а

Прототип (an-56) 05 - - 995

009 От7 а ° 7 09 02 52 ° 5 196 196

Предла гаемиц сплав

4,3

2,7

1,0

0,8 а,8

1,5 14,0

I,0 8,4

0,7 2,3

0,5 1,0

0 5 1,О

1,8 0.9 1,1 0,8

0,7 0,7

0,6 0,6

0,6 0,6

О ° 8 1,О, 0,7 0,7

0,6 05

0,6 0,5

0,6 0,5

007

0,7 0,7 а ° 5 0,2

0,5 0,2

0,5 0,2

0,03 99,07

0 05 98,95

01» 9736

0023 94077

0,25 94,25

0,9

1,0

2,5

5,0

5,5

Таблица»

Носитель.Лаитамомд . (ЕГО О>Мсел) Формальдегид

jKO (000t001) 0 000

КО ГТФ

ОФ ГТФ

О,б О,б О.S

OO-1 ) КО

1 ° Î I,О

ЛТ,Оа

Пемза

0,6

0,5

0,7

0,4

OтS 1 ° О 0>9

Отб I>0 0,8

0,5 1,0 1,0

0,7 0,7 0,4

0,9 0,8

О,б 0,7

0,7 О,б

0,6

О,З

ЛТгоь

Пемза

Ка

1,0 0,9

1,0 О,а

0,5 0,9

008

0,9

О,б 0,5 0,4

«1 О

Пемза

О,б,0,7

I ° 1

0,9

0,9

0 6

Еп

0,4

О,Т

0,5

0,7

0,7

O,S

«1 Фаз

Пемза

0,7

0,7

0.7

0,5

О ° 3

0,3

0,4

1,0

0,5

0,7

0,5

0,5

1,0

0,9

0,9

0,9

О,а

«ltOS

Пемза

Ьазат

0,4

004

О,S

О,б

«1>01

По за

0,4

Ната, О,б

O0S

0,3

0.4

0,4

004

0,4

О,б

О,S

О,б

0,6

О,б 0,7

0,5 0,7

0,5

Dy1O4

«I2Dy

Пе>>за

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

«1204

Пе>ьт а

0,3

Етз03

О;5 0,9

0,5 0,9

0,7

0,4 0,5 0,5 0,3

0,4

О,Т

Составитель А.Пестрякова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова

Редактор О.Головач

Заказ 2343 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 7К 35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

0,5- 0,5

0,4 0,6

0,4 0,5

0,4 0,3

О. 4 ОТЗ

0,4 0,4

О,4 0,4

0,4 0>ll

0,5 D,З

0,5 0,5

0,5

O>S

0,5

О,б

0,4

0,4

0,5

0,4

0,3

0,2 0,8

0,3 0>9

0,3 0,9

0,2 0,8

0,2 Р>9

0,3 1,0

0,3 1,0

0,3 1,О

0,3 0,9

0,3 0,7

0,3 0,7

О,3 О,а

0,2 0,7

0,2 0>7

0,3 0,7.

О,З 0,7

009 1,0

1,0 О,О

0,9 1,0 о,а 1„о

0,5 0,4

0,5 0,5

О,б 0,7

О,б 0,5

О,б 0,7

0,5 0,5

005 О>б

0,5 О,б