Катализатор для очистки дымовых газов от so*002

 

Изобретение относится к области катализа, в частности может быть использовано для очистки ымовых газов ТЭС от SO₂. Цель изобретения достигается тем, что катализатор, включающий пентаоксид ванадия, носитель и связующее, дополнительно содержит пиритный огарок - отходы сернокислотного производства, оксиды кобальта (II,III), оксид вольфрама, оксид меди, в качестве носителя - стеклопорошок, в качестве связующего - жидкое стекло. 1 табл.

Изобретение относится к катализу, в частности может быть использовано для каталитического окисления диоксида серы в отходящих дымовых газах ТЭС.

Для изготовления катализаторов окисления диоксида серы разработан ряд катализаторов (1). Недостатком этих катализаторов является высокая температура зажигания, сложность технологии изготовления.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является смешанный железомедный катализатор (2) следующего состава, мас.

Оксид железа 34-37 Окись меди 34-35 Двуокись кремния 5,1-5,5 Окись цинка 1,3-2,2 Пятиокись фосфора Остальное Основным недостатком прототипа является сложная технология изготовления, высокая температура зажигания, необходимость работы с пятиокисью фосфора, поглощающей пары воды из газового потока, в целом невысокая эффективность работы.

Целью изобретения является снижение температуры спекания, стоимости изготовления и повышения эффективности работы катализатора окисления диоксида серы.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор для очистки дымовых газов от SO₂, включающий пентаоксид ванадия, носитель и связующее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пиритный огарок отходы серно-кислотного производства, оксиды кобальта (II,III), оксид вольфрама, оксид меди, в качестве носителя стеклопорошок, в качестве связующего - жидкое стекло при следующем содержании компонентов, мас.

Пиритный огарок 40-60 Оксид меди 2,5-5,0 Оксиды кобальта (II,III) 1,0-5,0 Пентаоксид ванадия 1,0-2,5 Оксид вольфрама 0,5-2,5
Стеклопорошок 6-15
Жидкое стекло Остальное
Отличительным признаком заявляемого изобретения является использование диспергированных отходов стекольного производства с удельной поверхностью 95-115 м²/г в качестве инертного носителя. Кроме того, использование пиритного огарка в качестве "носителя-катализатора" позволяет равномерно распределить его по всему объему, выполняя функции и носителя и катализатора.

Жидкое стекло в качестве связующего одновременно обеспечивает снижение температуры спекания матрицы, улучшает контакт между частицами стеклобоя и пиритным огарком. Кроме того, жидкое стекло содержит оксиды щелочных металлов являющихся промотором, повышающих активность катализатора и снижающих температуру его зажигания.

При разработке "носителя-катализатора" использовали:
стеклокрошку ГОСТ III-90 марки М1, М2 или М3 с удельной поверхностью от 70 до 120 м²/г следующего состава, мас.

Диоксид кремния 71,0-73,0
Оксид алюминия 1,7-1,9
Оксид кальция 8,0-8,5
Оксид натрия 14,0-15,0
Оксид магния 3,0-3,5
и имеющего температуру размягчения 600-650^oC;
натриевое жидкое стекло ГОСТ 13078-87, силикатный модуль 2,5-3,0, плотность 1,20-1,30 г/см³, состава мас.

Пиритные огарки 84,0
Оксид кобальта 1,3
Оксид железа (III) 4,0
Оксид железа (II) 3,67
Оксид кремния 2,78
Оксид алюминия 2,03
Оксид кальция 0,26
Оксид магния 0,08
Оксид марганца (II) 0,4
Оксид натрия 0,3.

Пример опыта N 36 (см.табл.).

Тонкоизмельченные компоненты шихты в количестве, г:
Пиритные огарки 50,0
Стеклопорошок 10,0
Оксид меди 4,0
Оксид кобальта 3,0
Пентаоксид ванадия 2,0
Оксид вольфрама
смешивали в шаровой мельнице с "жучками" в течение 1 ч, а затем добавляли жидкое стекло в количестве 29,5 г.

Смесь перемешивали еще 15 мин до равномерной влажности, после чего материал выгружали в закрытую емкость. Затем брали навески по 30 г и прессовали кольца диаметром 50 х 20 х 10 в стальной пресс-форме при удельном давлении 1,5-2,0 т/см². Прессовки высушивали на воздухе в течение 4-6 ч, а затем в сушильном шкафу еще 2 ч при температуре 120±10^oC. Высушенные заготовки обжигали в муфельной печи при температуре 650±10^oC при скорости подъема температуры 100^oC/ч и выдерживали при конечной температуре 4 ч.

Обоженные образцы испытывали на стандартной установке в парогазовой среде.

Об эффективности катализаторов судили по степени конверсии α.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, приведенный в формуле изобретения состав катализатора является оптимальным по содержанию всех компонентов шихты, о чем свидетельствуют результаты опытов с 31 по 65. Уменьшение или увеличение содержания компонентов шихты приводит к снижению степени конверсии сернистого газа. Анализ данных таблицы показывает, что основной каталитический эффект получен за счет оптимального содержания пиритного огарка и пентаоксида ванадия. Несмотря на то, что оксид вольфрама несколько уменьшает степень конверсии он необходим как защита от отравления катализатора.

Таким образом, использование:
пиритных огарков снижает стоимость катализаторов, повышает эффективность его работы;
жидкого стекла упрощает технологию изготовления, снижает температуру спекания.

Источники информации принятые во внимание при составлении заявки/
1. Технология катализаторов. Мухленов И.П. Добкина Е.Н. Дерюткина В.И. Сороко В.Е. Л.Химия, 1989 272 с.

2. А.с.1003880 (СССР). Катализатор для окисления диоксида серы. И.П.Мухленов, В.И.Явор и др. В.И.1983. N 10.

Формула изобретения

Катализатор для очистки дымовых газов от SO₂, включающий пентоксид ванадия, носитель и связующее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пиритный огарок отходы сернокислотного производства, оксиды кобальта (II, III), оксид вольфрама, оксид меди, в качестве носителя стеклопорошок, в качестве связующего жидкое стекло при следующем содержании компонентов, мас.

Пиритный огарок 40 60
Оксид меди 2,5 5,0
Оксиды кобальта (II, III) 1,0 5,0
Пентоксид ванадия 1,0 2,5
Оксид вольфрама 0,5 2,5
Стеклопорошок 6 15
Жидкое стекло Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2