SU1069606A3 - Способ очистки выхлопных и промышленных газов - Google Patents

Description

е

О)

со

Изобретение относитс  к способам очистки отход щих промьшшенных газов и выхлопных газов двигателей внутреннего сгорани  от примесей окиси углерода и органических соединеиий и может найти применение в производствах , св занных с эмалированием проводов, с окраской и сушкой деталей машин, в полиграфическом и других производствахj используи аих органические растворители, а также в химической промышленности при парофазном окислении органических соединений, в производстве этилеиа и окиси этилена, при работе промыт ленных печей и двигателей внутреннего сгорани .

Известен способ очистки газов от органических веществ путем сжигани  1 .

Однако этот способ не всегда оправдан из-за необходимости одновременного сжигани  топлива 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ очистки отход щих промышленных газов и выхлопных газов двигателей внутреннего сгорани , включающий пропускание их через катализатор, содержащий платину или палладий, или родий, или рутений и огнеупорный каталитически активный окисел металла (I -IX групп периодической системы элементов на инертном носителе 2.

Известно, что, например платиновые катализаторы, стабильны вплот до температур не менее 750°С и усточивы к отравлению большинстве ката литическйх  дов, исключа  свинец и фосфор.

Начальна  температура газового потока, подаваемого на каталитическую очистку, т.е. температура воспламенени , составл ет по известном способу 230-480с, т.е. довольно высока.

Целью изобретени   вл етс  снижние температуры воспламенени  примесей в процессе очистки.

Поставленна  цель достигаетс  способом очистки выхлопных и промышленных газов от примесей окиси углерода и органических соединений путем пропускани  их через катализатор , содержащий платину и огнеупорный каталитически активный окисел металла II - IX групп периодической системы элементов на инертном носителе, причем используют катализатор, содержащий платину в смеси с родием или в виде их сплава при концентрации роди  20-50 мае. от их общего содержани , а в качестве инертного носител  - керамический материал, выбранный из группы, включающей цирконмуллит , муллит, i-глинозем, силиманит , силикаты магни , циркон, петалит , сподумен, кордиерит и алюмосиликаты .

Катализатор на носителе, использye a lй по предложенному способу очистки газов, состоит из огнеупорного окисла, отложенного на инертном керамическсм материале, и каталитически активных металлов платины и роди .

Инертным носителем используемого катгшизатора  вл етс  жесткий пористый сотовый огнеупорный керамический материгш, например, цир конмуллит, муллит, альфа-глинозем, силиманит, силикаты магни , циркон, петалит, сподумен, кордиерит и алюмосиликаты . Подход щим патентованным, продуктом  вл етс  Торвекс, продаваемый фирмой Дюпон и представл ющий собой огнеупорную сотовую структуру, сделанную из керамики ллит.

Огнеупорные каталитически активные окислы составл ют 1-50%, предпочтительно 5-30% по отношению к полной массе катализатора на носителе . Эти окислы представл ют собой один или несколько окислов металлов Н,П и fX периодов периодической системы элемеитов, имеющих атомные номера, не превышаюцие 40.

Платина и родий составл ют 0,0510% по отнесению к полной массе катализатора на носителе, предпочтительно 0,5-2,0%.

Внешне катализатор представл ет собой жесткую сотовую структуру или блоки со множеством отверстий или каналов. Соты обычно занимают почти все поперечное сечение каталитического реактора с уплотнением между ними и стенками дл  предотвращени  байпасировани  части газового поток Дл  реакторов с большой площадью поперечного сечеии  удобно использовать регул рно расположенные систе ш плотно соприкасающихс  блоков или последовательно расположенные отдел ные блоки.

Катализаторные блоки помещают в реактор так, что общее направление  чеистых каналов совпадает с направлением газового потока через реактор. Блоки можно/располагать так, чтобы течение газа через реактор было радиальньах или поперечным по отношению к полному потоку .газа.

Лример 1. Дл  определени  температур воспламенени , т.е. температур на входе, при которых реакции окислени  примесей «станов тс  самоподдерживающимис , а также дл  определени  температур на входе, 5 необходимых дл  90%-ного окислени 

примесей, используют катгилиэатор, состо ний из сплава платины и роди  с содержанием последнего 35 мас.% и активного глинозема на торвексе. Полученные результаты приведены в табл. 1.

Как следует из табл. 1, температура воспламенени  примесей в очищаемом газе за исключением водорода составл ет 150-425с, что ниже соответствующих величин известного способа (230-480 с). Дл  90%-ного окислени  примесей, наиболее часто встречающихс  на практике, необходимы температуры 150-500°С.

Прим е- р 2. На очистку подают газ, содержащий, мае.%: метан 1,5, кислород 3, остальное - азот, с незначительным количеством окислов азота и аргона. Используют катализатор , как в примере 1, но с другим соотношением платины и роди . Температуры воспламенени  определ ют при содержании роди  0-100% от общего содержани  металлов. Результаты приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что интервал cattoi низких температур воспламенени  соответствует содержанию роди 20 - 50 мас.% (оптимально 30-40 ;. мас.%/, предельно низкое значение наблюдаетс  при 35 мас.%.

Пример 3. Провод т испытани  эффективности катализатора при очистке выхлопных газов лабораторного одноцилиндрового дизельного двигател , работакшего в закрытом помещении. Рабочие характеристики двигател  приведены в табл. 3.

Испытани  провод т в трех рабочих режимах - холостом, средней и высокой нагрх зки. Характеристика выхлопных соста вл юцих на этих режимах (средн   дл  10-ти испытаний ) дана 5 в табл. 4

При использовании холостого режима температура выхлопного газа, составл юща  950°С, слишком низка дл  протекани  каталитической реак0 ции.

Испытани  показывают, -что катализатор становитс  эффектным при 170°С и его активность быстро возрастает с ростом температуры выхлопных га5 зов.

Катализатор менее эффективен по отношению к очистке от частичек дъала, однако они непрерывно удал ютс  с катализатора во врем  его работы за счет каталитического окислени ,

0 вследствие чего катализатор не тер ет своей активности.

Пример 4. Через катализатор пропускают шлейфовый газ производ5 ства азотной кислоты при давлении 5,3 кг/см, содержащий 3 об.% кислорода и 2000 ч на млн. окислов азота, в который ввод т 1,78 об.% метана или природного газа. Катализатор содержит 35% роди  и 65% платины

0 на муллите (Торвекс ).

Температура воспламенени  З25с, степень окислени  метана- 90%.

Как следует из примеров, предлагаемый способ очистки газов обес5 печивает снижение температуры воспламенени  примесей до 150-425°С против 230-480 С по известному способу.

Таблица 1

Водород

Коноокись углерода

Бензол

Толуол

Ксилол

Альфа-пинен

Мезитилоксид

Этанол

н-Гептан

Метилизобутилкетон

Метилэтилкетон

20

150-200 250-300 250-300 250-300 250-300 250-300 250-300 250-300 300-350 300-350

ДО1метилформамид

Этилацетат

Метан (воздух)

Метан (3% Oj/ N5}

Тиофен

Пиридин

Хлорбутан

Сероводород

Сероуглерод Отношение Fh:Pt ..в«, 0:100 5:95 20:80 35:65 50:50 100:0 i J lМощность интенсив- Т испытани тормоза, ность расл .с.хода топ лива, кг/ч

0,23

7,5

2,33 11,0

2,81

Продолжение табл. 1

350-400 400-450 400-450 400-450 400-450 400-450 450-500 400-425 375-400

33,9

600

96

54,0

1,190

487

52,6

1,170

597 Таблицей Температура воспламенени , с м.« (. 425 . 410 330 315 325 400 ТаблицаЗ Расход 1 Температура воздуха, об/минвыхлопного кг/чгаза, С

Примечание. Концентраци  дьма выражена в дымовых

единицах Картриджа.

Таблица 4

Claims (1)

1. (57 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ от примесей окиси углерода и органических соединений путем пропускания их через катализатор, содержащий платину и огнеупорный каталитически активный окисел металла -й — IX групп периодической системы элементов на инертном носителе, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры воспламенения примесей в процессе очистки, используют катализатор, содержащий платину в смеси с родием или их сплав при концентрации родия 20-50 мас.% от их общего содержания, а в качестве инертного носителя керамический материал, выбранный из. § группы, включающей цирконмчллит, муллит, оС-глинозем, силиманит, силикаты магния,.циркон, петалит, сподумен, кордиерит и алюмосиликаты.