Каталізатор для очистки газових викидів від оксидів азоту

ЛЛЯ (ЛУЖ1Ы1ОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ Э СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (50 4 В 0 1 J 2 3 / 6 4 , В 0 1 D 5 3 / 3 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4233676/31-04 (22) 23.04.87 ( 7 ) Институт физической химии ,t им. Л.В.Писаржевского (72) В.М.Власенко, В.А.Кузнецов, И.А.Мальчевский и В.А.Телипко (53) 66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1142950, кл. В 01 J 23/64, 1980 (непубликуемое). Авторское свидетельство СССР № 1262784, кл. В 01 J 23/64, 1981 (непубликуемое)» (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА Изобретение относится к производству катализаторов для процесса каталитической очистки газовых выбросов азотнокислотных производств от высокотоксичной примеси оксидов азота путем восстановления этих оксидов до азота метансодержащими газами. Целью настоящего иобретения является повышение активности катализатора за счет дополнительного содержания оксида двухвалентной меди и соотношения компонентов. П р и м е р 1. К 100 г носителя А-1 ( j - l O ) приливают 76 мл водно-rA^^ го раствора, содержащего 23,3 г нитрата двухвалентного марганца ,Мп(Ш3)і* 6Н/[О марки ч.д.а. и 0,97 гнитрата двухвалентной меди Си (N03)3 х х ЗН.^О марки ч.д.а. к яерзмеиквают до , полного поглощения раствора носите8-89" (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для очистки газовых выбросов от оксидов азота, что может быть использовано в азотнокислотных производствах. Цель - повышение активности катализатора. Последний содержит, мас.%: палладий 0,03-0,38; оксид двухвалентной меди 0,3-2,1; оксид трехвалентного марганца 6,0 11,0; носитель - остальное. Новый катализатор имеет производительность 0,036-0,058 см 3 W/г'С при степени очистки газа от N0 98% против 0,018-0,022 см 3 NO/r-c и 65-98% для известного катализатора. 1 табл. лем. Носитель сушат на воздухе в течение 2 ч при 130°С и прокаливают в течение 6 ч при 820°С, К охлажденному до комнатной температуры носителю приливают 72 мл водного раствора азотнокислого палладия Pd(NO3)_ ,марки ч, содержащего 0,032 г палладия, и перемешивают носитель до полного поглощения раствора. Затем носитель сушат в течение 2 ч при 130°С и прокаливают на воздухе в течение 6 ч при 430°С. Полученный катализатор имеет состав, мас.%: Pd 0,03; СиО 0,3; М п г 0 3 6^0; носитель на основе о(~ и б-А1^О3 - остальное. Испытания активности катализатора проводят в кварцевом реакторе проточного типа с хроматографическим анализом реагентов и продуктов реакции. Состав реакционной смеси, о б Л : МО 0 } 4 Е СН 4 0,25; Не - остальное. Объемная скорость І462556 1 20000 ч~ . Катализатор ступенчато нагревают в потоке реакционной смеси, регистрируя состав продуктов реакции на выходе из реактора» Яри 403°С концентрация монооксида азота на выходе из реактора снижается до 0 s 01%. Анализ газовой смеси при этой температуре дает следующий результат, об Лі N0 0,01; СН* 0,15; С 0 2 0,10; N 2 0,2; Не - остальное, Производи• тельность катализатора при темпера3 туре 403°С составляет 0,039 см Ш/г-с. П р и м е р 2. Для приготовления катализатора на 100 г носителя А-1 берут водные растворы, содержащие 27,6 Mn(N0 3 ) 2 ' бН г О, 1,бй г Си(Юа),-ЗН. О и 0,22 в виде 3) > ) г, В остальном методика приготовления катализатора аналогична приведенной в примере 1 а Полученный катализатор имеет состав, мас,%; Pd 0,2; CuO 0,5; М п г 0 э 7,0; носитель - остальное. Катализатор испытывают в условиях, приведенных в примере 1. При температуре 390 С и объемной скорости 20000 ц-1 концентрация НО снижается до 0^01 об„%, производительность катализатора при этой температуре составляет 0,038 см Ш/г-с. Анализ газовой смеси при указанной температуре дает результат, о б Л : ЯО 0,01; СН 4 0,1Ь; С0 2 0,10; Н г 0,2; Не - остальное. П р и м е р 3« Для приготовления катализатора нл 100 г носителя А-1 берут водные растворы, содержание 32,0 М а ( Ю э ) 2 бН г О, 3,34 г Cu(RO3)2- ЗН7О и 0,22 г Pd в виде азотнокислой соли. В остальном методика приготовления катализатора аналогична приведенной в примере 1. Готовый катализатор имеет состав» мас.%: Pd 0,2; CuO 1,0; Mn 5 O 3 8,0; носитель - остальное» Катализатор испытывают в условиях примера 1, При температуре 389°С и объемной скорости 20000 ч"1 концентрация N0 снижается до 0,01%, производительность катализатора составляет 0,037 cM^NO/r с. Анализ готовой смеси при этой температуре дает результат, об*%: N0 0,01; СН^0,15; СО 0,10; N^0,2; Не - остальное. П р и м е р 4. Дня приготовления катализатора на 100 г носителя А-1 берут водный раствор, содержащий 41,1 г Мп(Ж) г )^- бНгО и 3,43 г Си(Шз)г ЗН?О, а также водный раствор Рз(Ы03)г , содержащий 0,34 г палладия. В остальном методика приготовления катализатора аналогична описанной в примере 1. Готовый катализатор имеет состав, мас,%: Pd 0,3; CuO 1,0; Mi^O^ Ю , 0 ; носитель - остальное. Катализатор испытывают в * 10 условиях примера 1. Температура достижения концентрации НО 0,01% составляет 372°С при объемной скоро1 сти 20000 ч" . Производительность катализатора при этой температуре 3 15 составляет 0,036 см Ж)/г с,- Анализ газовой смеси в указанных условиях "дает результат, об.%: N0 0,01; СН. 0,15; С0 г 0,10; N 2 0,2; Не - остальное. П р и м е р 5. Для приготовления 20 катализатора на 100 г носителя А-1 берут водный раствор, содержащий 46,2 г МПШЇ)І 6 Нг0 и 7,38 г Cu(NO3)-z • ЗН2О, ч а также водный раст25 зор Ps(NO 3 ) 2 , содержащий 0,44 г палладия. В остальном методика приготовления катализатора аналогична описанной в примере 1. Готовый катализатор имеет состав, мас.%: Pd 0,38; СгіО 2,1» Mn^Oj 11,0; носитель 30 остальное. Катализатор испытывают в условиях примера 1. Температура достижения концентрации монооксида азота в очищаемом газе 0,01 об.% составляет 365°С при объемной ско35 рости 20000 ч~1 и 403°С при объемно^ скорости 32300 ч м . Производительность катализатора в этих условиях составляет соответственно 0,036 и * 40 0,058 см 3 NO/r-c. Анализ газовой смеси на выходе из реактора в обоих случаях дает результат, об.%: КО 0,01; СН 4 0,15; СОг. 0,10; N^O 9 2. Результаты испытаний^ приведен— „~ ные в примерах, даны в таблице» В этой же таблице приведены результате испытаний в аналогичных условиях известного катализатора-прототипа» Как видно из таблицы, катализа50 торы, приготовленные в соответствии с изобретением, имеют значительно г более высокую активность, чем известный. Производительность катализатора с содержанием 0,382! палладия 55 превышает производительность известного катализатора с содержанием 0,4^ палладия при равных условиях в 3 раза* 6 1462556 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я активности катализатора, он дополКатализатор для очистки газовых нительно содержит оксид двухвалентной выбросов от оксидов а з о т а , включаюмеди при следующем содержании комщий палладий и оксид трехвалентнопонентов, мас.%: палладий 0,03-0,38; го мефганца на носителе -d и &-ококсид двухвалентной меди 0,3-2,1; сиде алюминия, о т л и ч а ю щ и й оксид трехвалентного марганца 6,0 с я тем, что, с целью повышения 11,0; носитель - остальное. Результаты испытаний катализаторов в реакции восстановления монооксида азота метаном Катали Состав, мас.% затор о CuO Mrt-O3 • ч Темпе- Объем Сте Произ ратуная ра скоизме- рость, нения ч*1 активности, °С пень очистки газа от N0,% води— тельность катализатора, NO/r-c • Предлагаемый • 0,03 0,2 0,2 0,3 0,38 0,38 0,35 Известный по 0,4 азт.ев. 0,4 № 1262784 0,35 Редактор Л.Герасимова • 403 0,3 0,5 1,0 1,0 2,1 2,1 0,3 6,0 7,0 8,0 10,0 11,0 11,0 3,0 390 387 372 365 403 371 20000 20000 20000 20000 20000 32300 20000 98 98 98 98 98 98 98 0,039 0,038 0,037 0,036 0,036 0,058 — 0,0 0,0 Q,0 7,0 7,0 8,0 403 403 371 20000 32300 20000 98 75 65 0,018 0,022 Составитель В.Теплякова Техред А.Кравчук Корректор И.Муска Заказ 260/ДСП Тираж 361 Подписное ВНИИГОІ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 / .5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 \