PL220431B1 - Sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu - Google Patents
Sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotuInfo
- Publication number
- PL220431B1 PL220431B1 PL393991A PL39399111A PL220431B1 PL 220431 B1 PL220431 B1 PL 220431B1 PL 393991 A PL393991 A PL 393991A PL 39399111 A PL39399111 A PL 39399111A PL 220431 B1 PL220431 B1 PL 220431B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- zinc
- cobalt
- temperature
- nitrous oxide
- Prior art date
Links
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical group [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 50
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 28
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 11
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 zinc cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical class [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 3
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 3
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- JGPSMWXKRPZZRG-UHFFFAOYSA-N zinc;dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JGPSMWXKRPZZRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical class [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu w gazach resztkowych z instalacji kwasu azotowego. Podtlenek azotu na mocy postanowień protokołu z Kyoto z roku 1997 wyodrębniony został jako jeden z sześciu gazów cieplarnianych o potencjale tworzenia efektu cieplarnianego 296 krotnie wyższym niż dwutlenek węgla. Jednym z większych źródeł emisji podtlenku azotu jest przemysł chemiczny, a szczególnie instalacje kwasu azotowego, których udział w globalnej emisji tego gazu do atmosfery stanowi 20%.
Podtlenek azotu powstaje jako produkt uboczny w reakcji katalitycznego utleniania amoniaku. W ciągu technologicznym kwasu azotowego podtlenek nie ulega żadnym reakcjom i w całości jest emitowany z gazami resztkowymi do atmosfery.
Usuwanie podtlenku azotu w instalacjach do produkcji kwasu azotowego może zachodzić na drodze rozkładu lub redukcji w obecności odpowiedniego katalizatora, przy czym proces ten może być prowadzony w obszarze wysokiej lub niskiej temperatury. W wysokiej temperaturze 800-940°C rozkład podtlenku azotu następuje ze strumienia gazów nitrozowych, bogatych w tlenek azotu NO, powstały w wyniku utleniania amoniaku. W przypadku procesu prowadzonego w obszarze niskotemperaturowym 200-450°C usuwanie podtlenku azotu może następować na drodze katalitycznej redukcji lub katalitycznego rozkładu ze strumienia gazów resztkowych, które po absorpcji NOx kierowane są do atmosfery. Ekonomicznie korzystniejszym rozwiązaniem jest katalityczny rozkład podtlenku azotu, w porównaniu z redukcją, ze względu na brak konieczności stosowania dodatkowych substancji redukujących. Głównym ograniczeniem stosowania bezpośredniego rozkładu jest niska temperatura gazów resztkowych uniemożliwiająca efektywną pracę katalizatora.
Znany jest z opisu patentowego Nr WO/2001/051181 proces dwustopniowego usuwania NOx i podtlenku azotu z gazów resztkowych z instalacji kwasu azotowego w obszarze niskotemperaturowym. Według opisanego sposobu usuwanie podtlenku azotu może następować poprzez rozkład katalityczny na katalizatorze zeolitowym w temperaturze 425-520°C lub poprzez katalityczną redukcję węglowodorem w temperaturze 300-520°C.
Znany jest z opisu patentowego Nr PCT/NO02/00439 także sposób otrzymywania i aktywacji zeolitowego wielometalicznego katalizatora, jego skład i zastosowanie do usuwania podtlenku azotu.
Obok patentów przedstawionych powyżej w literaturze można znaleźć wyniki badań reakcji rozkładu podtlenku azotu na wielu różnych układach: metalicznych, tlenkowych o różnej strukturze oraz mieszanych. Spośród badanych tlenkowych układów katalitycznych najaktywniejsze okazały się układy o strukturze spinelu. Odpowiednio zmodyfikowany tlenek o strukturze spinelu, zawierający jony kobaltu, może stanowić dobry układ wyjściowy do uzyskania katalizatora pracującego w warunkach przemysłowych w strumieniu gazów resztkowych. Znany jest z polskiego opisu patentowego Nr 385 251, sposób wytwarzania katalizatora polegający na kontrolowanym wytrąceniu prekursora z wodnego roztworu azotanów kobaltu, niklu oraz wapnia czynnikiem strącającym, a następnie starzeniu osadu w roztworze macierzystym, sączeniu i przemywaniu oraz suszeniu, formowaniu i kalcynacji. Katalizator wytworzony zgodnie z tym opisem umożliwia rozkład podtlenku azotu w temperaturze 300-450°C. Rozwiązanie to pozwala na zastosowanie tego katalizatora w instalacjach kwasu azotowego bez konieczności dodatkowego dogrzewania strumienia gazów resztkowych. (P. Stelmachowski et al. Catalysis Letters 130 (2009) 637-641; M. Inger et al. Przemysł Chemiczny 12 (2009) 1307-1313).
Właściwości katalizatora można modyfikować poprzez wprowadzenie heteroatomów w strukturę lub na powierzchnię katalizatora. Znany jest z publikacji (Y. Liang et al. Catalysis Communications 4 (2003) 505-509; Y. Liang et al. Applied Catalysis B: Environmental 45 (2003) 85-90) pozytywny wpływ modyfikacji strukturalnej na aktywność katalizatora.
Znany jest także sposób (F. Zasada et al. Catalysis Letters 127 (2008) 126-131) modyfikacji katalizatora poprzez osadzenie na jego powierzchni jonów metali z grupy I. Efekty promocyjne potwierdzono dotychczas dla takich dodatków jak potas, sód, bar, cer.
Znane z najnowszych doniesień literaturowych (K. Karśskovś et al. Chemical Engineering Journal 160 (2010) 480-487, L. Obalovά et al. Applied Catalysis B: Environmental 90 (2009) 132-140) jest zastosowanie materiałów warstwowych (hydrotalkitów) zawierających jony kobaltu, manganu oraz glinu jako katalizatorów do rozkładu N2O. W układach tych stwierdzono także pozytywny wpływ potasu, jednakże układy te wykazują pożądaną aktywność dopiero powyżej 450°C.
PL 220 431 B1
Znane są również (E. Wilczkowska, et al., Applied Catalysis A: General (2010), doi:10.1016/j.apcata.2010.09.016) badania bezpośredniego rozkładu podtlenku azotu na tlenku kobaltu w obszarze wysokiej temperatury.
Celem wynalazku jest przedstawienie sposobu wytwarzania kompozytowego katalizatora do usuwania podtlenku azotu z gazów resztkowych z instalacji kwasu azotowego w temperaturze poniżej 450°C w postaci umożliwiającej jego zastosowanie w przemysłowym reaktorze. Składnikami aktywnymi są jony kobaltu, cynku i potasu, ewentualnie sodu, a w skład katalizatora dodatkowo wchodzą niewbudowane w strukturę spinelu tlenek cynku oraz grafit, spełniające rolę substancji poprawiających wytrzymałość pastylek katalizatora.
Istota wynalazku dotyczącego sposobu wytwarzania kompozytowego katalizatora polega na tym, że roztwór o sumarycznym stężeniu kationów kobaltu i cynku mieszczącym się w zakresie 3
0,8-2,5 mol/dm i stosunku kobaltu do cynku mieszczącym się w granicach 1:0,12-0,17 miesza się, korzystnie w układzie cyrkulacyjnym i dodaje się węglan potasu lub wodorotlenek potasu o stężeniu 3
1,0-1,5 mol/dm3 w ilości co najmniej 1:0,4 do roztworu azotanu kobaltu i cynku do uzyskania pH 9-10. Wytrącony osad przemywa się do uzyskania stężenia potasu 0,4-1% wagowych, suszy i kalcynuje w temperaturze 450°C i ewentualnie impregnuje się roztworem węglanu potasu o stężeniu 3
0,03-0,1 mol/dm3. Następnie dodaje się kalcynowany w temperaturze 250-600°C tlenek cynku w ilości 1-50% wagowych i grafit w ilości 0,4-10% wagowych. Mieszaninę dokładnie miesza się i formuje w kształtki, w wyniku czego otrzymuje się gotowy produkt aktywny w reakcji rozkładu podtlenku azotu w temperaturze poniżej 450°C.
Nieoczekiwanie okazało się, że sposób wprowadzenia cynku na etapie wytrącania i następnie na etapie formowania po kalcynacji powoduje wzrost względnej szybkości reakcji rozkładu podtlenku azotu (przeliczonej na masę fazy aktywnej). Ponadto zastosowanie tego rozwiązania powoduje obniżenie kosztów wytwarzania katalizatora.
W wyniku badań stwierdzono, że wprowadzenie tlenku cynku oraz grafitu na etapie formowania nie narusza struktury spinelu oraz kształtu ziaren, a otrzymany katalizator wykazuje wysoką homogeniczność składu i tekstury. Potwierdza to charakterystyka fizykochemiczna otrzymanego katalizatora wykonana przy zastosowaniu metod XRD, BET, mikroskopii SEM i TEM.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:
P r z y k ł a d 1
W naczyniu o pojemności 10000 cm3 rozpuszczono w 3100 cm3 wody destylowanej 1554,0 g sześciowodnego azotanu kobaltu(II), 244,5 g sześciowodnego azotanu cynku(II) tak, aby sumaryczne stężenie kationów w roztworze wynosiło 2M, a stosunek jonów kobaltu do cynku wynosił 1:0,153.
Uzyskany roztwór mieszano przy użyciu mieszadła mechanicznego, dodając równocześnie czynnik 3 strącający w postaci roztworu węglanu potasu o stężeniu 1,2 mol/dm3. Czynność tę prowadzono aż do osiągnięcia pH roztworu mieszczącego się w zakresie 9,0-9,5, w wyniku czego nastąpiło wytrącenie się osadu. Wytrącony osad przetrzymywano w roztworze macierzystym przez 15 h w temperaturze otoczenia, po czym osad odsączono i przemywano, aż do uzyskania pH przesączu równego 7,0-7,5. Uzyskany w ten sposób osad suszono w temperaturze 120°C przez 15 godzin, a następnie przesącz impregnowano 0,06 molowym roztworem węglanu potasu, suszono w temperaturze 120°C i kalcynowano w temperaturze 400-450°C przez 4 godziny, stopniowo nagrzewając go od temperatury 120 do 400°C. W mieszalniku umieszczono 450 g otrzymanego wstępnie katalizatora, 150 g tlenku cynku kalcynowanego w temperaturze 450°C co stanowi 24,88% wagowych oraz 3 g grafitu co stanowi 0,5% wagowych i wymieszano do uzyskania jednorodnej masy. Następnie otrzymaną masę formowano w tabletki o wymiarach d=5 mm, h=5 mm. Otrzymano kompozytowy katalizator zawierający w przeliczeniu na tlenki 63,16% wagowych Co3O4, 35,71% wagowych ZnO, 0,63% wagowych K2O oraz 0,50% wagowych C. Analiza fazowa metodą dyfraktometrii proszkowej wykazała obecność w próbce jedynie fazy spinelowej oraz tlenku cynku. Powierzchnia właściwa wyznaczona metodą N2-BET wyno2 siła 39 m2/g. W teście aktywności wykonanym z użyciem gazów resztkowych z instalacji kwasu azotowego o składzie 800 ppm NOx, 1450 ppm N2O, 0,40% obj. H2O, 1,50% obj. O2, N2 - reszta, w temperaturze 380°C i przy obciążeniu katalizatora (GHSV) 10000 h-1 uzyskano stopień rozkładu N2O na poziomie 93%.
P r z y k ł a d 2
W naczyniu o pojemności 10000 cm3 rozpuszczono w 3100 cm3 wody destylowanej 1554,0 g sześciowodnego azotanu kobaltu(II), 244,5 g sześciowodnego azotanu cynku(II) tak, aby sumaryczne stężenie kationów w roztworze wynosiło 2M, a stosunek jonów kobaltu do cynku wynosił 1:0,153.
PL 220 431 B1
Uzyskany roztwór mieszano przy użyciu mieszadła mechanicznego, dodając równocześnie czynnik 3 strącający w postaci roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu 1,5 mol/dm3. Czynność tę prowadzono aż do osiągnięcia pH roztworu mieszczącego się w zakresie 9,0-9,5, w wyniku czego nastąpiło wytrącenie się osadu. Wytrącony osad przetrzymywano w roztworze macierzystym przez 15 h w temperaturze otoczenia, po czym osad odsączono i przemywano porcjami wody, kontrolując stężenie potasu w osadzie. Gdy stężenie potasu w osadzie wyniosło 1,4% wag. przemywanie przerwano, a uzyskany osad suszono w temperaturze 120°C przez 15 godzin i kalcynowano w temperaturze 400-450°C przez 4 godziny, stopniowo nagrzewając go od temperatury 120 do 400°C. W mieszalniku umieszczono 300 g otrzymanego prekursora katalizatora, 300 g tlenku cynku kalcynowanego w temperaturze 450°C co stanowi 49,75% wagowych oraz 3 g grafitu co stanowi 0,5% wagowych i wymieszano do uzyskania jednorodnej masy. Następnie otrzymaną masę formowano w tabletki o wymiarach d=5 mm, h=5 mm. Otrzymano kompozytowy katalizator zawierający w przeliczeniu na tlenki 42,07% wagowych
Co3O4, 57,01% wagowych ZnO, 0,42% wagowych K2O oraz 0,50% wagowych C. Analiza fazowa metodą dyfraktometrii proszkowej wykazała obecność w próbce jedynie fazy spinelowej oraz tlenku cyn2 ku. Powierzchnia właściwa wyznaczona metodą N2-BET wynosiła 28 m2/g, W teście aktywności wykonanym z użyciem gazów resztkowych z instalacji kwasu azotowego o składzie 1500 ppm NOx,
560 ppm N2O, 0,90% objętościowych H2O, 1,55% objętościowych O2, N2 - reszta, w temperaturze 400°C i przy obciążeniu katalizatora (GHSV) 10000 h-1 uzyskano stopień rozkładu N2O na poziomie 92%.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu w gazach resztkowych z instalacji kwasu azotowego na drodze wytrącania osadu z roztworu azotanów kobaltu i cynku przy pomocy czynnika strącającego, który poddaje się sączeniu, przemywaniu, suszeniu, kalcynacji, znamienny tym, że roztwór o sumarycznym stężeniu kationów 3 kobaltu i cynku mieszczącym się w zakresie 0,8-2,5 mol/dm3 i stosunku kobaltu do cynku mieszczącym się w granicach 1:0,12-0,17 miesza się, korzystnie w układzie cyrkulacyjnym i dodaje się roztwo3 ru węglanu potasu lub wodorotlenku potasu o stężeniu 1,0-1,5 mol/dm3 w ilości co najmniej 1:0,4 do roztworu azotanu kobaltu i cynku do uzyskania pH 9-10, po czym wytrącony osad przemywa się do uzyskania stężenia potasu 0,4-1% wagowych, suszy i kalcynuje w temperaturze 450°C i ewentualnie 3 impregnuje się roztworem węglanu potasu o stężeniu 0,03-0,1 mol/dm3, następnie dodaje się kalcynowany tlenek cynku w ilości 1-50% wagowych i grafit w ilości 0,4-10% wagowych w odniesieniu do osadu, mieszaninę dokładnie miesza się i formuje w kształtki.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tlenek cynku kalcynuje się w temperaturze 250-600°C.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393991A PL220431B1 (pl) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu |
| EP12719449.6A EP2678104A1 (en) | 2011-02-22 | 2012-02-22 | Composite catalyst for the low temperature decomposition of nitrous oxide, and method of manufacture thereof |
| PCT/IB2012/050810 WO2012114288A1 (en) | 2011-02-22 | 2012-02-22 | Composite catalyst for the low temperature decomposition of nitrous oxide, and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393991A PL220431B1 (pl) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL393991A1 PL393991A1 (pl) | 2012-08-27 |
| PL220431B1 true PL220431B1 (pl) | 2015-10-30 |
Family
ID=46762641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL393991A PL220431B1 (pl) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Sposób wytwarzania kompozytowego katalizatora do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220431B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL237044B1 (pl) | 2015-03-13 | 2021-03-08 | Inst Nowych Syntez Chemicznych | Nośnikowy katalizator do redukcji emisji tlenku azotu(I) z instalacji kwasu azotowego oraz sposób jego wytwarzania |
-
2011
- 2011-02-22 PL PL393991A patent/PL220431B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL393991A1 (pl) | 2012-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhu et al. | NH3-SCR performance and SO2 resistance comparison of CeO2 based catalysts with Fe/Mo additive surface decoration | |
| Long et al. | Selective catalytic reduction of nitrogen oxides by ammonia over Fe3+-exchanged TiO2-pillared clay catalysts | |
| Chen et al. | Enhanced activity of tungsten modified CeO2/TiO2 for selective catalytic reduction of NOx with ammonia | |
| Chen et al. | DRIFT study of CuO–CeO2–TiO2 mixed oxides for NO x reduction with NH3 at low temperatures | |
| Kang et al. | Novel MnO x catalysts for NO reduction at low temperature with ammonia | |
| EP3088080B1 (en) | Ammonia decomposition catalyst | |
| Zhang et al. | Reduction of NO by CO over nanoscale LaCo1− xCuxO3 and LaMn1− xCuxO3 perovskites | |
| Xu et al. | Development of cerium-based catalysts for selective catalytic reduction of nitrogen oxides: a review | |
| CN111889101B (zh) | 用于VOCs和NO协同净化的改性复合氧化物催化剂及其制备方法 | |
| Chang et al. | Fe 2 O 3@ SiTi core–shell catalyst for the selective catalytic reduction of NO x with NH 3: activity improvement and HCl tolerance | |
| Ren et al. | Keggin-tungstophosphoric acid decorated Fe2O3 nanoring as a new catalyst for selective catalytic reduction of NOx with ammonia | |
| CN101733105B (zh) | 以二元类水滑石为前驱体制备的羰基硫水解催化剂及制备方法 | |
| Huang et al. | Novel regenerated V-and Ce-mixed oxide modified catalysts for the NH3-SCR of NOx displaying a distinctive broad temperature window | |
| JP7352487B2 (ja) | アンモニア分解触媒 | |
| CN101690893A (zh) | 一种羰基硫水解催化剂及其制备方法 | |
| CN102008953A (zh) | 二氧化锰催化剂 | |
| CN101811051A (zh) | 以Co-Ni-Al类水滑石为前驱体制备的羰基硫水解催化剂及制备方法 | |
| CN101905162A (zh) | 分子筛载钴基复合氧化物催化剂及制备方法和用途 | |
| US8444944B2 (en) | Method of decomposing N2O using a catalyst based on a cerium lanthanum oxide | |
| Jiang et al. | Synthesis of Co-doped MnO 2 catalysts with the assistance of PVP for low-temperature SCR | |
| Otroshchenko et al. | NiO and ZrO2-based catalysts in the reaction of complete methane oxidation | |
| Zhang et al. | Novel promoting effects of tungsten on the selective catalytic reduction of NO by NH3 over MnOx–CeO2 monolith catalyst | |
| He et al. | An investigation of NO/CO reaction over perovskite-type oxide La0. 8Ce0. 2B0. 4Mn0. 6O3 (B= Cu or Ag) catalysts synthesized by reverse microemulsion | |
| CN115254130A (zh) | 一种稀土元素Sm修饰的Ni基抗水性催化剂及其制备方法与应用 | |
| PL223967B1 (pl) | Zastosowanie wieloskładnikowego katalizatora tlenkowego do niskotemperaturowego utleniania metanu |