PL221260B1 - Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku - Google Patents

Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku

Info

Publication number
PL221260B1
PL221260B1 PL397426A PL39742611A PL221260B1 PL 221260 B1 PL221260 B1 PL 221260B1 PL 397426 A PL397426 A PL 397426A PL 39742611 A PL39742611 A PL 39742611A PL 221260 B1 PL221260 B1 PL 221260B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
ammonia
oxide
decomposition
amount
Prior art date
Application number
PL397426A
Other languages
English (en)
Other versions
PL397426A1 (pl
Inventor
Zofia Lendzion-Bieluń
Rafał Pelka
Karolina Kiełbasa
Walerian Arabczyk
Original Assignee
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority to PL397426A priority Critical patent/PL221260B1/pl
Publication of PL397426A1 publication Critical patent/PL397426A1/pl
Publication of PL221260B1 publication Critical patent/PL221260B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku. Rozkładany amoniak posłuży jako źródła czystego wodoru.
Wcześniej badania nad rozkładem amoniaku prowadzono w celu wyjaśnienia mechanizmu reakcji syntezy. Ponadto, badano kinetykę rozkładu amoniaku na katalizator z punktu procesu azotowania oraz redukcji zawartości amoniaku w gazach odlotowych. Badanie te prowadzono w warunkach niskiego ciśnienia cząstkowego amoniaku (< 100 Torr), co osiągano przy użyciu czystego amoniaku w warunkach niskiego ciśnienia lub rozcieńczonego amoniaku (ok. 10% NH3) w warunkach wysokiego ciśnienia. Obecnie prowadzone badania mają na celu znalezienie aktywnego katalizatora aktywnego w reakcji rozkładu amoniaku, jako źródła wodoru do ogniw paliwowych, pozwalającego na osiągniecie wysokich stopni konwersji amoniaku w jak najniższych temperaturach.
Znane są z publikacji A. Jedynak et al. Applied Catalysis A: General 237 (1-2) (2002) 223-226 nośnikowe katalizatory żelazowe na węglu grafitowym, o dużej powierzchni właściwej rzędu ok. 400 2 m /g, modyfikowane potasem, badano w reakcji rozkładu amoniaku. Testy aktywności przeprowadzono w warunkach niskich stężeń amoniaku.
Z publikacji S. Yin. B. Xu, X. Zhou, C. Au, Applied Catalysis A: General 227 (1-2) (2004) 1-9 znany jest nośnikowy katalizator rutenowy Ru/CNTs, który został otrzymany na drodze mokrej impregnacji roztworem rutenu w acetonie włókien węglowych, następnie suszony w temperaturze 35°C przez 5 h i kalcynacji w temperaturze 500°C przez 2 h. W ten sam sposób otrzymano katalizatory rutenowe na innych nośnikach, takich jak MgO, Al2O3, ZrO2. Najwyższa aktywność w reakcji rozkładu amoniaku w temperaturze 550°C przy obciążeniu (GHSVNH3) 3000 lub 6000 ml/gkat h, wykazywał katalizator rutenowy naniesiony na włókna węglowe. Stężenie fazy aktywnej Ru wynosiło 5%. Konwersja w tych warunkach wyniosła ok. 100%.
Nikiel na nośniku Al2O3 jest dobrym katalizatorem reakcji rozkładu amoniaku, znany jest z publikacji Ye Liu, Hong Wang, Jianieng Li, Yong Lu, Qingsong Xue and Jinchun Chen, American Institute of Chemical Engineers, July 2007 Vol. 53. No. 7 1845. Nikiel został zdyspergowany na porowatej powierzchni nośnika metodą mokrej impregnacji. Optymalne stężenie niklu w katalizatorze wynosiło 10%. Maksymalną konwersję NH3 99,5% osiągnięto w temperaturze 650°C. Nośnikowe katalizatory Ni, Ir i Ru zgodnie z publikacją T. V. Choudhary, C. Sivadinarayana and D. W. Goodman, Catalysis Letters Vol. 72, No 3-4 2001 otrzymano na drodze mokrej impregnacji. Zawartość metalu 7%, jako nośniki stosowano zeolit H-ZSM-5 (Degussa), HY (Na-Y, Si/Al = 100 Degussa), Al2O3 (Aldrich Chemicals), SiO2 (CabOSil). Kolejnym etapem po procesie impregnacji była kalcynacja w temperaturze 550°C przez 4 h. Pomiar aktywności w reakcji rozkładu amoniaku otrzymanych katalizatorów przeprowadzono w warunkach czystego amoniaku w zakresie temperatur od 400 do 630°C. W pracy Shuang-Feng Yin, Qin-Hui Zhang, Bo-Qing Xu, Wen-Xia Zhu, Chtng-Fai Ng and Chak-Tong Au, Journal of Catalysis 224 (2004) 384-396 porównano aktywności katalizatorów nośnikowych (Ru, Rh, Pt, Pd, Ni, Fe) na różnych nośnikach (CNTs, AC, Al2O3, MgO, ZrO3, TiO2) w reakcji rozkładu amoniaku. Najwyższą aktywność wykazał katalizator rutenowy na włóknach węglowych (CNTs).
Katalizator do rozkładu amoniaku, według wynalazku, tlenek żelaza, tlenek glinu, tlenek wapnia, charakteryzuje się tym, że stopowy katalizator zawiera od 74 do 93% masowych tlenku żelaza, promotory strukturotwórcze w postaci tlenku glinu w ilości 1-4,5% masowych i tlenku wapnia w ilości 0,5-4% masowych, 0,1-1,5% masowych promotorów aktywujących w postaci tlenku potasu lub tlenku litu oraz 1-10% masowych niklu lub 1-20% masowych kobaltu.
Sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku, według wynalazku, wykorzystujący wysokie temperatury, charakteryzuje się tym, że tlenki żelaza miesza się z promotorami strukturalnymi w postaci tlenku glinu w łoiści 1-4,5% masowych i tlenku wapnia w ilości 0,5-4% masowych oraz z tlenkiem potasu lub tlenkiem litu w łoiści 0,1-1,5% masowych, następnie taką mieszaninę stapia się w temperaturze 1550-1650°C, przy czym podczas stapiania dodaje się nie zawierające chloru, siarki i fosforu związki kobaltu w ilości 1-20% masowych lub związki niklu w ilości 1-10% masowych, otrzymując po schłodzeniu stopowy katalizator.
Przedmiot wynalazku objaśniają niżej podane przykłady.
P r z y k ł a d 1
Rozdrobniony magnetyt 92,9% miesza się z 1,6% mas. Al2O3, 1,3% mas. CaO, 0,7% mas. Li2O i poddaje procesowi topienia w temperaturze ok. 1600°C. W trakcie topienia dodaje się połowi 3,5% tlenku kobaltu (II i III). Proces topienia przeprowadza się w instalacji, która składa się z bloku zasilania,
PL 221 260 B1 wanny oraz elektrod stalowych chłodzonych wodą. Działanie urządzenia opiera się na zjawisku przewodzenia prądu elektrycznego przez stopione sole i tlenki metali. Do górnej części wanny przylega komora spustowa [opis znajduje się w artykule Chemik, nr 1 (1996) s. 22-24]. Proces topnienia trwa około 2,5 godziny. Po tym czasie następuje spuszczenie lawy i schłodzenie w stalowym naczyniu. Otrzymany odlew rozdrabnia się i przesiewa na sitach pozyskując frakcję 1,0-1,2 mm.
Otrzymany katalizator umieszczono w reaktorze do badań reakcji rozkładu amoniaku. Przed procesem rozkładu katalizator zredukowano wodorem w temperaturze 500°C pod ciśnieniem atmosfe-1 rycznym wprowadzono czysty amoniak, obciążenie wynosiło 10000 h-1. Na podstawie analizy wodoru na wyjściu z reaktora, zgodnie z równaniem 1, wyliczono, iż stopień rozkładu amoniaku wyniósł 93%.
aNH3=
ΧΓ7Ο U°
H2^ ~^H2
H3(1,5-XH2) gdzie: Fo - całkowity przepływ gazów na wejściu do reaktora, mol · s-1, FoH2 i FoNH3 - przepływ wodoru -1 i amoniaku na wejściu do reaktora, odpowiednio, mol · s-1, XH2 - ułamek molowy wodoru.
P r z y k ł a d 2
Rozdrobniony magnetyt 86,4% miesza się z 1,6% mas. Al2O3, 1,3% mas. CaO, 0,7% mas. K2O i poddaje procesowi topienia w temperaturze ok. 1600°C. W trakcie topienia dodaje się powoli 10,0% tlenku kobaltu (II i III). Proces topnienia trwa około 3,5 godziny. Dalsza procedura postępowania jest identyczna jak w przykładzie 1. Stopnień rozkładu amoniaku wyniósł 98%.
P r z y k ł a d 3
Rozdrobniony magnetyt 74% miesza się z 3,0% mas. Al2O3, 2,3% mas. CaO, 0,7% mas. Li2O i poddaje procesowi topienia w temperaturze ok. 1600°C. W trakcie topienia dodaje się powoli 20% azotanu (V) kobaltu (II). Proces topnienia trwa około 3,5 godziny. Dalsza procedura postępowania jest identyczna jak w przykładzie 1. Stopnień rozkładu amoniaku wyniósł 98%.
P r z y k ł a d 4
Rozdrobniony magnetyt 93% miesza się z 2,0% mas. Al2O3, 1,3% mas. CaO, 0,7% mas. K2O i poddaje procesowi topienia w temperaturze ok. 1600°C. W trakcie topienia dodaje się powoli 3,0% tlenku niklu (II). Proces topnienia trwa około 2,5 godziny. Dalsza procedura postępowania jest identyczna jak w przykładzie 1. Stopnień rozkładu amoniaku wniósł 95%.

Claims (2)

1. Katalizator do rozkładu amoniaku zawierający tlenek glinu, tlenek żelaza, tlenek wapnia, znamienny tym, że stopowy katalizator zawiera od 74 do 93% masowych tlenku żelaza, promotory strukturotwórcze w postaci tlenku glinu w litości 1-4,5% masowych i tlenku wapnia w ilości 0,5-4% masowych, 0,1-1,5% masowych promotorów aktywujących w postaci tlenku potasu lub tlenku litu oraz 1-10% masowych niklu lub 1-20% masowych kobaltu.
2. Sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku wykorzystujący wysokie temperatury, znamienny tym, że tlenki żelaza miesza się z promotorami strukturalnymi w postaci tlenku glinu w ilości 1-4,3% masowych i tlenku wapnia w ilości 0,5-4% masowych oraz z tlenkiem potasu lub tlenkiem litu w ilości 0,1-1,5% masowych, następnie taką mieszaninę stapia się w temperaturze 15501650°C, przy czym podczas stapiania dodaje się niezawierające chloru, siarki i fosforu związki kobaltu w ilości 1-20% masowych lub związki niklu w ilości 1-10% masowych, otrzymując po schłodzeniu stopowy katalizator.
PL397426A 2011-12-15 2011-12-15 Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku PL221260B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL397426A PL221260B1 (pl) 2011-12-15 2011-12-15 Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL397426A PL221260B1 (pl) 2011-12-15 2011-12-15 Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL397426A1 PL397426A1 (pl) 2013-06-24
PL221260B1 true PL221260B1 (pl) 2016-03-31

Family

ID=48671826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL397426A PL221260B1 (pl) 2011-12-15 2011-12-15 Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL221260B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL248533B1 (pl) * 2019-03-27 2025-12-22 Univ West Pomeranian Szczecin Tech Stopowy prekursor katalizatora do syntezy i rozkładu amoniaku

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL248533B1 (pl) * 2019-03-27 2025-12-22 Univ West Pomeranian Szczecin Tech Stopowy prekursor katalizatora do syntezy i rozkładu amoniaku

Also Published As

Publication number Publication date
PL397426A1 (pl) 2013-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bermejo-López et al. Ni loading effects on dual function materials for capture and in-situ conversion of CO2 to CH4 using CaO or Na2CO3
Lee et al. Vapor phase hydrodeoxygenation of furfural to 2-methylfuran on molybdenum carbide catalysts
Rakap et al. Cobalt–nickel–phosphorus supported on Pd-activated TiO2 (Co–Ni–P/Pd-TiO2) as cost-effective and reusable catalyst for hydrogen generation from hydrolysis of alkaline sodium borohydride solution
Bermejo-López et al. Alternate cycles of CO 2 storage and in situ hydrogenation to CH 4 on Ni–Na 2 CO 3/Al 2 O 3: influence of promoter addition and calcination temperature
CN109894133B (zh) 负载型Ni-MoCx催化材料的制备方法及其在化学链干气重整制合成气中的应用
Ashok et al. COX-free H2 production via catalytic decomposition of CH4 over Ni supported on zeolite catalysts
Zuliani et al. Continuous flow synthesis of menthol via tandem cyclisation–hydrogenation of citronellal catalysed by scrap catalytic converters
Li et al. Continuous CO 2 capture and methanation over Ni–Ca/Al 2 O 3 dual functional materials
WO2019010811A1 (zh) 一种用于烟气中二氧化硫还原制硫的钴系催化剂及其制备方法和用途
Kaishyop et al. Sorption enhanced CO 2 hydrogenation to formic acid over CuZn-MOF derived catalysts
RU2446010C2 (ru) Способ получения водорода прямым разложением природного газа и снг
Li et al. Effect of loading method on selective hydrogenation of chloronitrobenzenes over amorphous Ni–B/CNTs catalysts
WO2024214059A1 (en) Nitrogen fixation with water enabled by non-thermal plasma catalytic
Trangwachirachai et al. Light hydrocarbon conversion to acrylonitrile and acetonitrile–a review
Li et al. Understanding the vacuum autoreduction behavior of Cu species in CuCl/NaY adsorbent for CO/N2 separation
PL221260B1 (pl) Katalizator do rozkładu amoniaku i sposób wytwarzania katalizatora do rozkładu amoniaku
Fu et al. Carbon nitride with encapsulated nickel for semi-hydrogenation of acetylene: pyridinic nitrogen is responsible for hydrogen dissociative adsorption
CN110801828A (zh) 一种乙烷化学链氧化脱氢制烯烃催化剂及其在乙烷氧化脱氢反应中的应用
JP2005343879A (ja) 低級炭化水素の芳香族化触媒反応方法および芳香族化触媒反応装置ならびに芳香族化合物および水素の製造方法
US12116278B2 (en) Catalysts for converting carbon dioxide and methane to synthesis gas
CN101879446A (zh) Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法
Chen et al. Enhanced steam reforming of benzene in a two-stage catalytic system: Insights into metal synergies and carbon deposition evolution
Xu et al. Efficient Co/NSPC catalyst for selective hydrogenation of halonitrobenzenes and mechanistic insight
Yao et al. Catalytic activities of iron phosphide for NO dissociation and reduction with hydrogen
Li et al. Morphology dependence of Nb 2 O 5-supported cobalt oxide in catalytic toluene oxidation