Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота
Союз Советских
Социапистичесиих
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (tt) 941284 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 01.80 (2! ) 2865613/23-26 (5l}M. Кл.
С 01 В 21/20
G 01 и 31/1О с присоеаинениеит заявки М (23)ПриоритетГосударственный каинтет
Опубликовано 07.07 82. Бюллетень М 25
Дата опубликования описания 07. 07. 82 по делан изобретений н открытий (53} УДК543.272. .32(088.8) А.К. Терещенко, В.К. Куринный, Л.Т.; Иошковская и Т.Ф. Шорсткая
1 (72) Авторы изобретения
Киевское научно-производственное объединенйе-"Аналитприбор" (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВУОКИСИ
АЗОТА ДО ОКИСИ АЗОТА
Известен катализатор, представляющий собой стекловидный углерод,, нагретый до температуры. 200-600 ф).
Однако при повышенных температурах и в атмосфере, содержащей
5 кислород, стеклоуглерод выделяет избыточное количество окиси азота, что вносит. погрешность в измерение.
Для того, чтобы хемилюминесцентный первичный преобразователь, вкотором используется специфическая реакция окиси азота с озоном, применить для измерения концентраций двуокиси азота, последнюю необходимо восстановить (конвертировать) до окиси азота.: !
Работа в составе газоизмерительного прибора предъявляет ряд требований к катализатору, основные из которых состоят в сохранении высокой скорости и эффективности преобразого вания (не менее 954 в течение весьма продолжительного времени непрерывной эксплуатации.
Изобретение относится к газоаналитическим измерениям и может быть использовано при построении хемилюминесцентных газоанализаторов на окислы азота.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является катализатор на основе графита с нанесенным на
его поверхность молибденом или вольфрамом. Рабочая температура
450-550 С )2J.
Недостаток известного катализатора восстановления двуокиси азота до окиси азота состоит в ограниченном сроке службы (до 30 суток).
Цель изобретения - увеличение срока службы катализатора.
Поставленная цель достигается тем, что в катализатор содержащий
941284 4
Концентрацию двуокиси и окиси азота о
При пропускании через такой катализатор газовой смеси с МО обеспечивается достаточно эффективное (96-984) и быстрое (несколько секунд) преобразование до окиси азота при температуре 200 20 С. Срок служ" бы катализатора превышает 60 суток.
Предлагаемый катализатор характеризуется увеличенным сроком службы, что удешевляет техническое обслужива-; о ние газоанализатора, отсутствием влияния других азотносодержащих соединений за счет снижения рабочей температуры катализатора; отсутствием разложения окиси азота на составляющие, 25 что обеспечивает высокую точность из3 мерения концентрации окислов азота.
Пример . Катализатор готовят из колотых гранул графита промышлен-,-о ного производства марки МГ-ООЧ. Средний размер гранул 2х3х3 мм . Гранулы обрабатываются 5/-ным водным раствором молибдата аммония или вольфрамата аммония. В раствор добавляют гидро
35 окись натрия или калия с расчетом, чтобы содержание щелочного металла составляло 10-30 вес.Ф от содержания молибдеиа (аольфрама). После удалеиия избытка раствора и сушки, графит прогревают при 600-700 С в потоке водорода. Испытание катализатора проводят в конверторе проточного типа. Объем рабочей камеры 25 см
Скорость анализируемой газовой
45 смеси около 1 л/мин. На вход конвертора от генератора двуокиси азота подают газовую смесь МО + возду с содержанием NO, равном 0,2 10 об.Ф. я МО при содержании Мо, Ч, вес.Ф
2 0
Мо W
0 6 1, Мо, - W Мо Ч
80,0 79,0 87,0 95,5 98,5 98,0 97,0 96,5 98,0 95,0
78,5 77,5 96,5 97,0 96,5 97,5 98,5 97,0 97,5 98,0
3 графит, молибден или вольфрам, дополнительно введены натрий или калий при следующем соотношении компонентов, вес.4:
Молибден или вольфрам 0,2-1,2
Натрий или калий 0,06-0,2
Графит Остальное йа входе и выходе конвертора измеря. ют с помощью гаэоанализатора АРМА, 2000 (нХориба") Япония. Температура рабочей камеры конвертора 200-20 С.
Изменение степени восстановления
NO (— 100ь) двуокиси азота в процессе
МО непрерывной работы катализатора на углеродной основе при различном содержании молибдена или вольфрама приведены в табл. 1.
Из данных табл. 1 следует, что при содержании Мо или W менее 0,23 от веса графита катализатор имеет низкую степень преобразования, которая резко уменьшается через 10-15 суток непрерывной работы. При содержании
Мо или W более 1,2 вес.3 катализатор также обнаруживает уменьшение эффективности преобразования в процессе напрерывной работы.
Таким образом оптимальное содер) жание Мо,W находится в пределах
0,2-1,2 вес.3.
В табл. 2 и 3 приведены данные, отражающие изменение (в процессе непрерывной работы) степени восстановления двуокиси азота на катализаторе, содержащем 0,6 вес.4 Мо(табл.2) или W (табл. 3), при различном содержании щелочного металла (Na или К).
Иэ таблицы видно, что при содержании щелочного металла менее 0,06 и более 0,2 вес.ь степень преобразования NO> на катализаторе снижается до уровня 90ь уже после 15-30 суток непрерывной работы. Катализатор, со держащий щелочной металл в количестве 0,06 - 0,2 вес.3, сохраняет высокую степень преобразования МО в течение всего испытуемого периода.
Таким образом, оптимальное содержание щелочного металла 0,06-0,2 весФ
Предложенный катализатор имеет достаточно большой срок службы и обеспечивает высокую точность измере-. ния концентрации окислов азота.
Т а б л и ц а
941284
Продолжение табл, 1
77,0 72,0 95,0 98,0 97,0 98,0 96,5 98,0 94,0 94,5
72,0 69,5 93,0 96,5 97,5 96,0 95,0 95,5 96,0 90,0
14
70,5 68,0 96 5 94,0 96,0 96,5 97,5
96,5 95,0 89,0
62,0 63,5 97,0 97,5 96,5 97 0 96,5 94,0 93,0 90,0
26
50,5 51,5 92,0 96,0 96,0 95,0 98,5 94,5 92,0 84,5
91,0 94,0 93,0 94,5 95 5 96,5 80 0
88,5 89,0 91,5 92,0 91,0 90,5 84,0 73,0
84,0 82,0 79,5 32,0 81,0 80,5 58,0 60,5
65
78 0 75е5 70 0 73 5 74ю0 76 0 40 0 45,5
72 0 67 ° 5 65 ° 0 60 0 63 0 69 5
Таблица 2
NO
Изменение степени восстановления (--- 1003) двуокиси азота
ИОа в процессе непрерывной работы углеродного катализатора, содержащем 0,6 вес.4 молибдена при различном содержании щелочного металла (натрия или калия) Степень восстановления МО, 3 при содержании щелочного металла, вес.3
Продолжительность работы, сутки
0,4
0,06
0,2
0,1
К Na. К
Na. К
Na
97,0
1 97,0 96,5 95,0 98,0 94,5 97,5 96,0
3 95,5 95,0 96,0 96,5 97,0 97,5
5 98 P 97,0 97,0 95,5 96,0 98,5 94,0
10 96,5 98,0 96,5 97 0 96,0 95,0 94,5
14 95,0 94,0 95,5 98,5 95,0 93,5 97,5
97,5 95,0 94,5
98,0 93,5 93,0
95,0 94,0 94,5
94,0 91,5 89,0
96,5 87,0 89,0
941284
Продолжение табл. 2
ПродолжительСтепень восстановления МО, 4 при содержании щелочного металла, вес.3 ность работы, сутки
0,1 0,2 0,4
0,06
Na К Na К Na К Na К
Ма
95,5 85,5 87,о
96,0 . 96,0
20 96 О 92 0 97 0 94 5 94 о
96,0 83,0
97,0 83,5
26 94,5 90,5 94,0 95,0 93,5 97,5
32 92 О 91,0 98 О 96 О 97 5 94 О
40 90,5 9o,о 96,0 96,5 98,0 95,0
52 85,5 88,0 95,0 97,5 96,0 95,5
65 77,о 70,о 97,5 98,о 97,5 97,0
70 70,5 75,0 95,0 97,5 96,5 98,0
85,5
95,0
96,) 82,0
96,5
93,0
95,0
94,5
Таблица 3
N0 изменение степени восстановления (— ° 100/) двуокиси азота
N0a в процессе непрерывной работы углеродного катализатора, содержащем 0,6 вес.3 молибдена при различном содержании щелочного металла (натрия или калия) Степень восстановления М02 ic при содержании щелочного металла, вес "
Продолжитель
0,06 0,1
О 4
К Na К
О. О ность работы, с тки
Na К . Na К Ма К
94,5 97,0 96,0
98,5 97,5 95,0
94,0 95,0 97,0 95,5
97,0 95,5 96,0 96,5 94,5 95 О 96,5 93,0 96,5 95,5
95е5 97 5 96)5 97 5
94,0 97,0 95 5 94,5 93,0
95 5
97,0
96,0 16,5 98,0
97,0 92 .0 $4,5
57,5 98,0
95,5
97,5 96,5 95,0 89,о 87,0, 14
97,0
96,о 85,о 84,5 с,,5 96,0 93,6
94,0 98,0 97 IO 94,5 86,0 82,0
96 5 95 0 96,5
97 5 94,о 96,0
97,5 82,5 79,0
97 О 81,5 7" 5
95,0 95," 98,5 9",5
94,5 93 0 94,5 93,5
89,5 90,5 95,0 96,0
85,5 84,0 93,0 97,0
84,5 81 5 95 о 96,5
97,5 82,0 80,0
95,0 83,0 81,5
97,5 81,5 8О,5
96,0 82,0 81,5
941284
Продолжение табл. 3
81 f0 82 f0 94ю5 93ю5 95ю5 93 ° 0 98у0 96) 0 82,0 77 ° 5
76,0 78,5 96,0 96,5 97 0 96,0 94,5 94ю5 79,0 73,0
65
97,5 97,0 93,5 95,5 95,о 97,0 77,0 74,5
71,0 73,0 формула изобретения
Составитель Т.Беренштейн
Редактор В.Бобков Техред М. Рейвес Корректор А. Гриценко
Заказ 4748/3 Тираж 509 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва,Ж-35, Раушская наб.,д.4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота, содержащий графит с нанесенным на его поверхность молибденом или вольфрамом, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, он дополнительно содержит натрий или калий при следую- 2s щем соотношении компонентов, вес.Ф.
Молибден или вольфрам 0,2-1, 2
Натрий или калий 0,06-0,2
Гоафит Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ClllA N 3870468,кл.23-232, 197".
2. Патент США Ю 3730686,кл.23-232
1973.
