Способ приготовления катализатора очистки газовых выбросов от органических веществ

 

Изобретение относится к разработке способа получения катализатора разложения органических веществ и может быть использовано в процессах очистки промышленных газовых выбросов различных производств (синтетических волокон, полиамида, в электронной технике) от диметилформамида, бензола и толуола. Описывается способ приготовления катализатора очистки газовых выбросов от диметилформамида, бензола и толуола, включающий в активную составляющую оксиды меди, кремния, алюминия и железа. При этом в качестве активной составляющей катализатора используют отходы гальванических производств (шлам), представляющие собой природный минерал опоку, на котором адсорбирована медь в количестве 0,12-0,75 вес. %, при этом шлам предварительно прокаливают при температуре 200-300^oC. Технический результат - упрощение процесса. 2 табл.

Изобретение относится к разработке катализатора разложения органических веществ и может быть использовано в процессах очистки промышленных газовых выбросов различных производств (синтетических волокон, полиамида, в электронной технике) от диметилформамида, бензола и толуола.

Известны способы получения палладийсодержащих катализаторов очистки газовых выбросов от азотсодержащих органических веществ ШПАК-0,5, П-4 и П-5 [см. Попова Н.М. Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств.- М.: Химия, 1991, 176 с.].

Однако катализаторы, полученные данными способами, из-за наличия палладия являются дорогостоящими.

Известен способ приготовления катализатора для сжигания топлива, полученный формованием многокомпонентной смеси, в качестве активной железосодержащей компоненты которой используют отходы гальванических производств, а связующее в ней - смесь природных материалов, содержащих в своем составе оксид алюминия - глину и каолин [см. aвторское свидетельство России N 2058190, кл. В 01 J 23/745, 1996].

Однако отсутствуют данные по очистке промышленных газовых выбросов от токсичных веществ в присутствии данного катализатора.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов от диметилформамида [см. a.c. СССР N954098, 1979], содержащий окиси меди, бария, железа, рутения и алюминия, вес.%: oкись бария - 6,2-7,0, oкись алюминия - 61-76, oкись железа - 7,7-21,1, oкись рутения 0,00-0,006, oкись меди - остальное, полученный смешением указанных компонентов, формованием катализаторной массы, сушкой и прокаливанием.

Основным недостатком этого катализатора является необходимость использования для его приготовления дорогостоящих дефицитных веществ (гидроксихлорид рутения, окись алюминия, гидроокись бария, окись железа, азотнокислую медь) и сложность способа приготовления, включающего многостадийные процессы: смешение компонентов, формование, сушку и прокалку. Кроме того, в продуктах очистки газовых выбросов от диметилформамида содержатся оксиды азота, являющиеся токсичным веществом (3-й класс опасности) и отсутствуют данные об очистке газовых выбросов в присутствии указанного катализатора от других органических веществ.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа приготовления катализатора очистки газовых выбросов от органических веществ, позволяющего достичь высокой степени очистки промышленных газовых выбросов от диметилформамида, бензола и толуола и достигается катализатором на основе отходов гальванических производств (шлам), представляющих собой систему, состоящую из природного минерала (Саратовская опока), на котором адсорбирована медь в количестве 0,12-0,75 вес.%. Данная система является отработанным сорбентом процесса адсорбционной очистки сточных вод гальванических производств.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа приготовления катализатора очистки отходящих газов от диметилформамида, бензола и толуола является создание активной каталитической системы путем прокаливания медьсодержащих отходов отработанного сорбента гальванических производств при температуре 200-300^oC. Предлагаемое изобретение позволяет одновременно решить проблему эффективной утилизации шлама. Катализатор обеспечивает 100%-ную очистку газовых выбросов от диметилформамида, бензола и толуола в интервале температур 250-350^oC и объемной скорости 4500-10000 ч^-1.

Пример 1. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,12 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 300^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 92,13, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,12.

Пример 2. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,25 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 300^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 92,00, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,25.

Пример 3. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,50 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 300^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 91,75, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,50.

Пример 4. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,75 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 300^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 91,50, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,75.

Пример 5. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,12 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 200^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 92,13, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,12.

Пример 6. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,25 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 200^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 92,00, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,25.

Пример 7. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,50 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 200^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 91,75, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,50.

Пример 8. Для приготовления катализатора шлам, содержащий медь в количестве 0,75 вес.%, сушат при температуре 100^oC в течение 3 ч, а затем активируют в токе воздуха при 200^oC в течение 2 ч.

Полученный катализатор содержит в своем составе, вес.%: SiO₂ - 91,50, Al₂O₃ - 5,20, Fe₂O₃ - 1,56, CaO - 0,49, MgO - 0,50, CuO - 0,75.

В табл. 1 и 2 представлены результаты испытаний предлагаемых и известного катализаторов в процессе очистки газов от диметилформамида, бензола и толуола.

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора очистки газовых выбросов от диметилформамида, бензола и толуола, включающий в активную составляющую оксиды меди, кремния, алюминия и железа, отличающийся тем, что в качестве активной составляющей катализатора используют отходы гальванических производств, представляющие собой природный минерал опоку, на котором адсорбирована медь в количестве 0,12 - 0,75 вес.%, при этом шлам предварительно прокаливают при температуре 200 - 300^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2