Застосування каталізатора для розкладання n2o при здійсненні способу оствальда та пристрій для розкладання n2o при здійсненні способу оствальда

1. Застосування каталізатора для розкладання N2O в умовах способу Оствальда при темпера C2 2 (19) 1 3 87809 4 після проходження всіх стадій процесу викидаєтьа лише для виведення незначних концентрацій ся в атмосферу. При застосуванні звичайних катаNH3 із газоподібних відходів. лізаторних та регенераційних сіток у навколишнє Чистий N2O відповідно до DE 35 43 640 може середовище потрапляють від 500 до 3000 м.ч. добре розкладатися при застосуванні Pd, наприN2O, якщо при цьому не відбувається додаткового клад, на корунді, глиноземі або кремнієвих кислоочищення від N2O (ЕР 1 076 634 В1). тах. Хоча в процесі Оствальда паладій є повністю До недавнього часу N2O класифікували як газ, неактивним при деструкції N2O. який забруднює навколишнє середовище, оскільки Спеціально для застосування у способі Оствін негативно впливає на озоновий шар та призвовальда відомі, наприклад, такі системи: дить до глобального потепління. Оскільки його В DE 198 19 882 А1 описаний каталізатор для потенціал до глобального потепління приблизно в деструкції N2О, який встановлений після сітчастого 310 разів вищий, ніж потенціал СО2, то навіть відкаталізатора та перед теплообмінником та виконосно незначні емісії N2O значним чином впливананий у вигляді стаціонарного шару. Зокрема ють на глобальне потепління. Тому фахівці намайдеться про комбінацію СuО-АІ2О3 з оловом або гаються зменшувати антропогенну емісію N2O. свинцем. Таким чином вміст N2O у одержуваному газі Із DE 41 28 629 А1 як каталізатор відоме срібпри спалюванні аміаку необхідно зменшувати. ло, нанесене на АІ2О3. Цього можна досягти або шляхом зменшення кільВ DE 100 16 276 запропоновані CuO-вмісні какості утворюваного N2O, або шляхом його розклаталізатори. В промисловому масштабі був випродення. буваний, наприклад, каталізатор на основі СuОДля розкладення N2O були запропоновані кіАІ2О3. З його допомогою в Антверпені вдалося лька видів каталізаторів. При цьому способи задосягти деструкції N2O на 80-90% в установці, що стосування та вимоги до них є різними, залежно працює при атмосферному тиску, та приблизно на від того, чи йдеться про очищення відпрацьованих 70% в установці, яка працює при середньому тиску газів, розкладення N2O із надлишкової кількості (5,5 бар). (G.Kuhn: Proceedings of the Krupp Uhde газу для наркозу або про виведення аміаку із проTechnologies Users Group Meeting 2000, Wien, 12мислових газоподібних відходів. При цьому важ16 Marz 2000). Втрати NO були < 0,5%. В (Applied ливу роль відіграє також матеріал-носій. Так, наCatalysis B: Environmental 44(2003) S.117-151) авприклад, родій (або його оксид) на гамма-АІ2О3 не тори звертають увагу на те, що мідь можна вилузменшує кількості N2O при здійсненні процесу Осжувати із каталізатора. Оскільки деструкцію нітратвальда. На противагу цьому у каталізаторах для ту амонію здійснюють в присутності міді як нейтралізації відпрацьованих газів головним чикаталізатора, в даному випадку виникає серйозна ном з певними перевагами використовують гаммапроблема безпеки. АІ2О3. В US 2004023796 описаний каталізатор для Так, наприклад, як каталізатори для нейтралідеструкції N2O при 250-1000°С на основі шпінелей зації відпрацьованих газів відомі системи з Pt, Rh, оксиду кобальту на СеО2-носії (Со3-хМхО4, причоRu та/або Ir: наприклад, в JP 06142509 для вивему М означає Fe або АІ, а х означає від 0 до 2). дення N2O радять застосовувати Rh у кількості від Втрати NO становили 900°С з метою одержанАІ2О3, оброблюючи їх описаним вище способом. ня стабільних оксидів. Такий спосіб є непридатним Без такої обробки каталітична активність є значно для каталізаторів для нейтралізації відпрацьоваменшою. них газів. Але для здійснення процесу Оствальда Одержаний матеріал є придатним стаціонартаким чином досягають несподіваного підвищення ним каталізатором згідно з винаходом. каталітичної активності при дуже незначній втраті Приклад 1 тиску. Цей спосіб можна здійснювати також на Гамма-АІ2О3, активований водою, відомим інших носіях різної геометричної форми. способом наносять на кільця Рашига або кантальКрім того можуть бути застосовані і інші відомі сітки, сушать та при температурі 950°С відпалюносії, такі як спінені керамічні матеріали або комірють до повного перетворення на альфа-АІ2О3. Почасті структури. Ще однією можливістю є нанесенкриття Rh або Rh2O3 чи PdRh наносять відомими ня покриття родієм або Rh/ZrO2, активований воспособами. дою, на канталь, часто застосовуваний як Приклад 2 розділювальна сітка між регенераційними сітками, Екструдат оксиду цирконію довжиною від 4мм або на мегапір-сітки. Як розділювальні сітки, так і до 6мм та діаметром приблизно 3,5мм та гранудодатково виконані за регенераційними сітками льований альфа-АІ2О3 (діаметром приблизно 5мм) звичайні сітки можуть бути покриті родієм або ровідомими способами покривають Rh або Rh2O3 чи дій/активований водою та сприяють значному розPdRh та Pd. кладенню утворюваного N2O. Приклад 3 (порівняльний) Особливу перевагу надають застосуванню маОксид титану та гранульований гамма-АІ2О3 теріалу згідно з винаходом, якщо його застосовудіаметром 3-5мм відомими способами покривають ють у комбінації із FTC-системою. Розділювальні Rh або PdRh. сітки, встановлені між окремими FTC-сітками, доВказані в прикладах 1 та 2 каталізатори дослідатково можуть бути оснащені каталізатором та джували в умовах процесу Оствальда. Каталізатотаким чином сприяють значному розкладенню ри були встановлені за сітками для окислення аміутворюваного N2O. аку. Як систему для порівняння використовували Варіант одержання каталізатора згідно з виназвичайну систему каталізатора, який містить регеходом полягає в тому, що ретельно обпалені кільнераційні сітки. Працювали в таких умовах реакції: ця Рашига (або канталь-сітки) покривають гамматемпература = 880°С, тиск = 5 бар абс, завантаАІ2О3, активованим водою, який відпалюють при ження аміаком = 14,5т NН3/м2/день, концентрація високій температурі (950°С) з метою перетворення аміаку = 10,6 об. % у повітрі/аміачна суміш. на альфа-АІ2О3 та після цього наносять покриття Результати дослідження: Rh чи Pd-Rh або RhxOy. Замість гамма-АІ2О3 може Каталізатор 96 96 96 96 96 Показник розкладення N2O у порівнянні із звичайними сітками [%] 82 70 72 0 84 Висота шару каталізатора [мм] 30 22 30 22 30 Приклад 2 ² ² ² ² 96 80 100 Приклад 1 96 96 0 0 22 22 Приклад 3 ² Ступінь перетворення аміаку [%] 0,6% Rh/ZrO2 0,6% Rh/альфа-АІ2О3 0,3% Rh/альфа-АІ2О3 0,6% Pd/ZrO2 0,6% PdRh/ZrO2 Рh2О3/активований водою на кільцях Рашига 0,6% Rh/гамма-АІ2О3 , 0,6% Rh/TiO2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601