Катализатор для очистки отработанного газа, содержащего окись углерода

 

1 пщ 45О388

О И И С Л 1Н-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 08.10.71 (21) 1704981/23-4 (51) М. Кл з В Olj 11/32 (23) Приоритет (31) 103001; 103002 (32) 21.11.70 (33) Япония

Государственный комитет

Совета Министров СССР (43) Опубликовано 30.11.74. Бюллетень № 42 (53) УДК 66.097.3 (088.8) ло делам изобретений н открытий

Дата опубликования описания 02.11.77 (72) Лвторы изобретения

Иностранцы

Есихиро Куниясу, Тосиюки Сакаи и Такаси Огами (Япония) Иностранная фирма

«Мацуи Майнинг энд Смелтинг Компани, Лтд» (Япония) (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО

ГАЗА, СОДЕР)КАЩЕГО ОКИСЬ УГЛЕРОДА

Изобретение относится к области нефтехимического с н еза, а именно к катализаторам для очистки отработанного газа, содержащего окись углерода, Известен катализатор, представляющий собой смесь окисла или окислов марганца и окисла или окислов свинца или состоящий из окисла или окислов марганца и окисла или окислов висмута, а также окиси алюминия в качестве носителя.

Однако известный катализатор обладает невысокой эффективностью и низкой термостойкостью в процессах очистки отработанного газа, содержащего окись углерода.

Целью данного изобретения является повышение эффективности и термостойкости катализатора.

Указанная цель достигается тем, что окись алюминия берут в пределах 5 — 70% вес. и вводят добавки окислов щелочноземельных элементов, например магния, кальция или бария, или окислов редкоземельных элементов, например лантана, церия, или окислов переходных металлов, например меди, железа или кобальта, а также окись алюминия, окись кремния или Нх смеси в количестве 5 — 40% вес. от общего содержания окисла или окислов марганца и окисла или окислов свинца, илп в количестве 5 — 10% вес. от общего содержания окисла или окислов марганца и окисла или окислов висмута.

Пример 1. 50 частей катализатора, содержащего 40 вес. % МпО,, 30 вес. % M„2O3, 15 вес. % Сц, 10 вес. % В40з и 5 вес. % В1зОв, 10 смешивают с 35 частями Л120з и 15 частями глиноземистого цемента (с содержанием алюминия 80 вес. %). Полученной смесью заполняют матрицу, нагретую до температуры примерно 400 С, далее эту смесь прессуют в течение

15 примерно 5 сек под давлением 2 т/см и получают элементы катализатора пластинчатой формы. Такие элементы загружают в емкость для катализатора, установленную у четырех поршневых двигателей (1600 см ). Результа20 ты очистки отходящего газа, полученные при испытании двигателя, имеющего пробег 200—

2500 об/мин, приведены в табл. 1. Наблюдалось хорошее очищающее действие катализатора от окиси углерода, углеводородов и оки25 си азота, содержащихся в отходящем газе.

450388

Таблица 1

Выходящий газ

Входящий газ углеводороды, ч/млн углеводороды, ч/млн

Условия испытания

СО, СО,,О

NO, ч/млн

NO, ч/млн

5,1

0,14

220

1300

Холостой ход

Рабочий ход 60 км/час

0,4

0,02

60

1100

Таблица 2

Выходящий газ

Входящий газ

Условия испытания углеводороды, ч/млн у глеводороды, ч/млн

CO, %

СО, %

0,7

0,1

230

4,1

0,2

Холостой ход

Рабочий ход, 60 км/час

Пример 2. 2,5 кг элементов катализатора пластинчатой формы, на поверхности которых имелись неровности, образовавшиеся в процессе заполнения матрицы, нагретой примерно до 400 С, смесью, содержащей 70 вес. %

Мп03, 15 вес. % Си и 15 вес. % В1303, и последующего прессования этой смеси в матрице в течение примерно 5 сек под давлением

2 т/см, загружают в половину емкости для катализатора. В другую половину этой емкости загружают 2,5 кг катализатора, состоящего на 50 частей из катализатора, включающего 70 вес. % Мп03, 15 вес. % Cu и 15 вес. %

В403, и на 15 частей из окисла алюминия, содержащего 35 частей Л1303, и 15 частей из глиноземистого цемента. Эти элементы катализатора изготовляли способом, описанным выше. Емкость для катализатора, наполненную указанными элементами катализатора, устанавливали около двигателя легкового автомобиля — джипа (система выхлопа двигателя 2000 смз) и проводили испытание, осуществляя практический пробег автомобиля. В процессе испытаний температура слоя катализатора повышалась до 400"С и примерно в течение 2 — 3 мин после спуска двигателя концентрация окиси углерода очищенного газа снизилась до 0,5% от концентрации, равной

1,5% исходного отхода его газа. В случае использования элементов катализатора, содержащих лишь окисел алюминия, требуется

10 мин для того, чтобы температура слоя каПример 4. Смесь, полученную путем перемешивания 90 частей катализатора, состоящего из 40 вес. % МпО, 30 вес. % РЬ304, 10 вес. % B12G3, 10 вес. % CU (в виде порошка), 9,5 вес. % Fe (в виде порошка) и

0,5 вес. % ?.а>03, с 10 частями глиноземистого цемента Хс с содер>канием Alz03 80 вес. %, тщательно пластифицируют путем добавления тализатора повысилась до 400 С, т. е. требуется более длительное время, чтобы катализатор начал оказывать очищающее действие.

Пример 3. Смесь, полученную перемешиванием 80 частей катализатора, содержащего

60 вес. % Мп03, 5 вес. % РЬ304, 5 вес. %

РЬ О3, 7 вес. % СаО и 23 вес. % железного порошка, с 65 частями глиноземистого цемента (с содержанием Al303, равным 80 вес. ), пластифицируют добавлением 3 частей воды.

Этой смесью наполняют матрицу, затем смесь прессуют до получения конфигурации, аналогичной примеру 1, под давлением 3 т/смз.

Прессованные элементы катализатора затем

15 погружают в емкость, наполненную водопроводной водой температурой 10 С, подвергая таким образом их отверждению в течение

24 час, После отверждения прессованные элементы катализатора вынимают из воды и вы20 сушивают в течение двух дней. Полученные элементы катализатора общим весом 4 кг укладывают в штабель, затем этот штабель загру>кают в емкость для катализатора, установленную около двигателей, описанных в

25 примере 1.

Результаты очистки отходящего газа предложенным катализатором представлены в табл. 2. Они свидетельствуют о высокой эф30 фективности предложенного катализатора в отношении очистки отработанных газов от окиси углерода и углеводородов.

3 частей воды, затем ее обрабатывают так, как описано в примере 3. 4 кг полученных элементов катализатора загружали в емкость для катализатора, установленную около тех

>ке двигателей, что и в примере 1. Полученные результаты испытания представлены в табл. 3.

450388

Таблица 3

Выходящий газ

Входящий газ

Условия испытания углеводороды, ч/млн углеводороды, ч/млн

СО, М

0,3

0,03

5,5

0,2

200

Холостой ход

Рабочий ход, 60 км/час

Формула изобретения

Редактор белявская

Техрсд И. Михайлова

Корректоры: О. Данишева и Л. брахнина

Заказ 524/2 Изд. М 201 Тпоагк 509 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Катализатор для очистки отработанного газа, содержащего окись углерода, представляющий собой смесь окисла или окислов марганца и окисла или окислов свинца, или состоящий из окисла или окислов марганца и окисла или окислов висмута, а также окиси алюминия, отл и ч а ющи йся тем, что, с целью увеличения эффективности и повышения термостойкости катализатора, окись алюминия взята в количестве 5 — 70 вес., а также введены добавки окислов щелочноземельных элементов, например магния, кальция или бария, или окислов редкоземельных элементов, например лантана, церия, или окислов переходных металлов, например меди, железа пли кобальта, а также окись алюминия, окись кремния или их смеси в количестве 5 — 40 вес. % от оощего содержания окисла или окислов марганца и окисла или окисI0 лов свинца, или в количестве 5 — 10 вес. /о от общего содержания окисла или окислов марганца и окисла или окислов висмута.