CZ20021592A3 - Způsob rozkládání chlor obsahujících organických sloučenin obsaľených ve spalinách a katalyzátor pouľívaný při tomto způsobu - Google Patents
Způsob rozkládání chlor obsahujících organických sloučenin obsaľených ve spalinách a katalyzátor pouľívaný při tomto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20021592A3 CZ20021592A3 CZ20021592A CZ20021592A CZ20021592A3 CZ 20021592 A3 CZ20021592 A3 CZ 20021592A3 CZ 20021592 A CZ20021592 A CZ 20021592A CZ 20021592 A CZ20021592 A CZ 20021592A CZ 20021592 A3 CZ20021592 A3 CZ 20021592A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- catalyst
- flue gas
- chlorine
- containing organic
- decomposition
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 259
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 109
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 59
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title description 4
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 80
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 124
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 122
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 76
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 20
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 9
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 4
- -1 organic compounds compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- LRDAUUGUXQIHED-UHFFFAOYSA-N N.[N]=O Chemical group N.[N]=O LRDAUUGUXQIHED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 39
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 101
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 100
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 47
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 34
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 24
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 23
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 22
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 21
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 18
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 8
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 8
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 8
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical group [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical compound [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z decaazanium;dioxido(dioxo)tungsten;hydron;trioxotungsten Chemical compound [H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 150000004826 dibenzofurans Chemical class 0.000 description 1
- 210000000750 endocrine system Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 210000004251 human milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000020256 human milk Nutrition 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 150000003681 vanadium Chemical class 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/70—Organic halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8659—Removing halogens or halogen compounds
- B01D53/8662—Organic halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/20—Vanadium, niobium or tantalum
- B01J23/22—Vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/28—Molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/206—Organic halogen compounds
- B01D2257/2064—Chlorine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Oblast techniky
Předmětem tohoto vynálezu je způsob rozkládáni chlor obsahujících organických sloučenin obsažených ve spalinách a katalyzátor používaný při tomto způsobu. Konkrétně se tento vynález týká způsobu rozkládání chlor obsahujících organických sloučenin obsažených ve spalinách, kterým je možné i při nízké teplotě účinně rozkládat chlor obsahující organickou sloučeninu, jejímž typickým příkladem je dioxin, který je obsažen ve spalinách vznikajících ve spalovnách odpadů. Dále se tento vynález týká katalyzátoru, který se používá při tomto způsobu.
Dosavadní stav techniky
V posledních letech je ve spalinách vycházejících ze spaloven komunálního nebo průmyslového odpadu obsaženo nepatrné množství organických sloučenin obsahujících chlor, které jsou velmi jedovaté, a jejichž příkladem jsou dioxiny, jako jsou polychlorované dibenzodioxiny a polychlorované dibenzofurany, koplanární PCB (polychlorované bifenyly) (tyto sloučeniny jsou v následujícím textu označovány také zkratkou DXN), přičemž vedle uvedených sloučenin obsahují spaliny další jedovaté látky, jako jsou oxidy dusíku (N0x) , oxidy síry (S0x) a chlorovodík (HCl). Z tohoto důvodu by bylo žádoucí vyvinout technologii pro odstraňování výše uvedených sloučenin ze spalin, protože tyto sloučeniny do značné míry znečišťují ···· 44 ·· ···· 44 ·· • · · 4 · 4 4··· : .·
4444 444 444
44 44 4 ······ životní prostředí. Kromě toho vešlo v nedávné době ve známost, že DXN škodí endokrinnímu systému (proto se někdy označují jako tzv. hormony životního prostředí) a že se tyto sloučeniny akumulují v mateřském mléce, přičemž jejich koncentrace může dosahovat tako'vé výše, že je pro novorozence škodlivá. Z tohoto důvodu byly dále zpřísněny emisní předpisy týkající se DXN. V souladu s tím ještě více vzrostla důležitost technologie pro snížení obsahu DXN ve spalinách a mnoho různých výzkumných týmů se dnes snaží takovouto technologii vyvinout.
V současné době jsou známy technologie rozkladu DXN obsažených ve spalinách, jejichž skupina zahrnuje metody využívající tepelného rozkladu v přítomnosti katalyzátoru, metody využívající oxidačního rozkladu pomocí kyslíku a metody, při kterých se aktivita pro rozklad DXN podporuje přídavkem ozonu nebo peroxidu vodíku (viz. zveřejněné přihlášky japonských patentů číslo Hei 7-75720). Mezi těmito technologiemi tvoří hlavní podíl katalytické metody rozkladu, jako jsou metody tepelného rozkladu, jež probíhají v přítomnosti katalyzátoru, a oxidační metody rozkladu, při kterých se jako oxidační činidlo používá kyslík. Zejména je všeobecně plánovaná komercializace oxidačních metod rozkladu DXN s použitím kyslíku, protože tyto způsoby jsou nejen velmi účinné pro rozklad DXN, ale rovněž je možné těmito způsoby provádět denitrifikaci DXN.
Reakci rozkladu DXN obsažených ve spalinách při shora uvedeném tepelném nebo oxidačním rozkladu je možné popsat následující chemickou rovnicí (1), respektive (2):
• · · · —> mH2 + nC + pHCl +
R'-Cl (1) + k02 —> mCO2 + nH2O +
Reakce při tepelném rozkladu:
R-Cl (tj. org. sl. obsahující chlor)
Reakce při oxidačním rozkladu:
R-Cl (tj. org. sl. obsahující chlor) pHCl (2)
Ve výše uvedených chemických reakcích představují indexy m, n, p a k celá čísla a symboly R a R' představují uhlovodíkové skelety.
Podstata vynálezu
Při zahájení vlastního vývoje způsobu podle tohoto vynálezu bylo nejprve shledáno, že existují problémy spočívající v tom, že rychlost shora popsané tepelné rozkladné reakce (1) je malá, takže pro dosažení účinnosti nezbytné pro její komerční využití je třeba použít velké množství katalyzátoru a vysokou teplotu. Dále bylo zjištěno, že není možné dosáhnout z komerčního hlediska dostatečné rychlosti shora popsané oxidační rozkladné reakce, a to i přesto, že rychlost oxidační rozkladné reakce (2) s použitím kyslíku je vyšší než rychlost výše popsané tepelné rozkladné reakce, přičemž bylo zároveň zjištěno, že pokud jsou ve spalinách obsaženy oxidy síry (S0x) , dochází k poškozování katalyzátoru.
• · · · · · • · · ·
Cílem tohoto vynálezu je popsat způsob rozkládání chlor obsahujících organických sloučenin obsažených ve spalinách, pří kterém by bylo dosaženo vysokého poměru rozkladu dioxinů i při nízkých teplotách, při kterém by bylo možné snížit množství katalyzátoru, které je nutné použít pro dosažení účinností tohoto způsobu, jež je užitečná z komerčního hlediska, a při kterém by byl na minimum potlačen účinek S0x. Dále je cílem tohoto vynálezu poskytnout katalyzátor pro použití při uvedeném způsobu.
Dalším cílem tohoto vynálezu je popsat způsob ošetření katalyzátoru, který byl použit pro rozklad chlor obsahujících organických sloučenin (DXN) (v dalším textu je katalyzátor, který již byl dříve použit pro rozklad DXN obsažených ve spalinách za účelem přečištění těchto spalin, někdy označován jako použitý katalyzátor). Konkrétně je dalším cílem tohoto vynálezu popsat způsob, pomocí kterého by bylo možné účinně rozložit a odstranit DXN zachycené na použitém katalyzátoru, přičemž po dokončení tohoto způsobu by mělo být možné zajistit bezpečné pracovní podmínky při rutinní kontrole nebo při odebírání použitého katalyzátoru a použitý katalyzátor by mělo být možné bezpečně a snadno zlikvidovat nebo recyklovat.
Aby bylo dosaženo výše definovaných cílů tohoto vynálezu, byly provedeny různé studie týkající se způsobů tepelného rozkladu DXN v přítomnosti běžného katalyzátoru a způsobů oxidačního rozkladu DXN pomocí kyslíku, přičemž bylo zjištěno, že způsoby tepelného nebo oxidačního rozkladu DXN jsou charakteristické následujícím problémy:
···· ·· tt 99·· ·· 99 • · · · · · · · · 9 • · · · · · · · · 9 ·· · · · · * ·»····
V prvé řadě bylo zjištěno, že vysoké reakční rychlosti při rozkladu dioxinů není možné dosáhnout, pokud teplota, při které dochází k iniciaci uvedených katalytických reakcí, není vysoká a pokud uvedené reakce neprobíhají při zvýšené teplotě. Zejména tepelrrá rozkladná reakce je pomalá a není možné dosáhnout z komerčního hlediska užitečné rychlosti této reakce, pokud reakční teplota nečiní 300 °C nebo více. Ačkoli je možné zvýšením teploty zvýšit i rozkladný poměr DXN, dochází při zvýšení teploty zároveň ke zpětné syntéze dioxinů z uhlovodíků, oxidu uhelnatého, chlorovaných sloučenin a dalších látek obsažených ve spalinách a k polychloračním (izomeračním) reakcím za vzniku vysoce jedovatých dioxinů, což je v přímém rozporu s cílem snižování obsahu dioxinů ve spalinách.
Dalším zjištěným problémem byla skutečnost, že je třeba použít velké množství katalyzátoru, protože rychlost jak tepelné rozkladné reakce, tak oxidační rozkladné reakce je nízká. Pro malá nebo středně velká města tak provozování spaloven komunálního odpadu, ve kterých je třeba používat velká množství drahého katalyzátoru, představuje velkou finanční zátěž. Kromě toho se zvýšením množství katalyzátoru se rovněž zvyšuje riziko zpětné tvorby dioxinů. Při umístění katalyzátoru do proudu spalin tedy způsobuje zvýšené množství tohoto katalyzátoru zvýšení rozkladného poměru dioxinů, přičemž tepelná rozkladná reakce nebo oxidační rozkladná reakce, probíhající pomocí kyslíku, a výše popsané reakce zpětné syntézy DXN probíhají ve stejném okamžiku, avšak rychlost rozkladné reakce je vyšší než rychlost zpětné syntézy, což pochopitelně vede k tomu, že dochází ke snižování množství dioxinů obsažených ve spalinách. Na druhé straně však
9999 99 «· ···· 99 «9
999 ·· « 9 9 9 9
9999 999 999
99 99 9 9*9999 roste riziko zpětné syntézy dioxinů, přičemž existuje riziko, že při poškození katalyzátoru bude docházet k tvorbě velkého množství dioxinů.
Dalším zjištěným problémem, který je zde možné uvést, je skutečnost, že rozkladný poměr dioxinů je pravděpodobně ovlivňován oxidy síry (S0x), které jsou rovněž obsaženy ve spalinách. Vznik S0x během spalování komunálního nebo průmyslového odpadu je nevyhnutelný. Zejména v poslední době je tendence používat katalyzátor při nižších teplotách, aby bylo zamezeno shora popsané zpětné syntéze dioxinů. Při takovýchto nižších teplotách je poškození katalyzátoru působením S0x výraznější, a proto není snadné při použití konvenční technologie, při které nejsou provedena dostatečná opatření proti SOX, dosáhnout vysokého rozkladného poměru dioxinů.
Na základě výše uvedených zjištění byl dále proveden výzkum s cílem vyvinout podmínky pro účinný rozklad DXN obsažených ve spalinách, aby tyto spaliny přestaly být škodlivé a s cílem nalézt katalyzátor, který by bylo možné použít při tomto rozkladu. Při tomto výzkumu byla nejprve věnována pozornost oxidům dusíku, zejména oxidu dusičitému (N02) , které jsou obvykle obsaženy ve spalinách spolu s DXN, a následně bylo zjištěno, že pro splnění cíle tohoto vynálezu je dostatečné oxidačně rozkládat DXN s použitím N02 obsaženého ve spalinách, nebo s použitím oxidů dusíku (N0x) dodávaných znovu do spalin. Co se týče dalšího cíle předmětného vynálezu, bylo zjištěno, že DXN zachycené na katalyzátoru je možné rozložit plynem obsahujícím N0x a dále bylo zjištěno, že rozklad DXN je možné zrychlit vytvořením specifického katalyzátoru, který • ·9· ·· ·· ·9·9 ·· 9· • · · 9« < 999* • «« « «·· ··· ·· ·· ·· · »·.··· zahrnuje oxid titaničitý, oxid molybdenový a oxid vanadičný. Tyto poznatky jsou pak využity v jednotlivých aspektech tohoto vynálezu.
Předmětem tohoto vynálezu tedy je:
(1) Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, který zahrnuje reakci chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách s oxidem dusičitým, který je obsažen v uvedených spalinách nebo který se do těchto spalin přidává z vnějšího zdroje, při teplotě v rozmezí od 100 °C do 450 °C v přítomnosti katalyzátoru tak, že koncentrace oxidu dusičitého ve spalinách po skončení reakce je vyšší než 1 ppm, přičemž při uvedené reakci dochází k oxidačnímu rozkladu uvedené chlor obsahující organické sloučeniny oxidem dusičitým.
(2) Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, který byl popsán výše v odstavci (1), kdy uvedený katalyzátor zahrnuje oxid titaničitý, oxid molybdenový, oxid vanadičný, přičemž obsah titanu, molybdenu a vanadu v tomto katalyzátoru, vyjádřený atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí 99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15.
(3) Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, který byl popsán výše v odstavci (1) nebo (2), kdy uvedené spaliny obsahují oxid síry.
(4) Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, který zahrnuje přivádění amoniaku do uvedených spalin obsahujících chlor obsahující organickou • 000 00 00 0000 00 00 000 0 0 0 0000
000 000 00 0
000 00 00 0 0
0000 000 000
00 00 0 00 0000 sloučeninu, následné kontaktování těchto spalin s katalyzátorem, který zahrnuje oxid titaničitý, oxid molybdenový, oxid vanadičný, přičemž obsah titanu, molybdenu a vanadu v tomto katalyzátoru, vyjádřený atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí 99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15, přičemž uvedená reakce probíhá při teplotě v rozmezí od 100 °C do 450 °C a dochází při ní k oxidačnímu rozkladu chlor obsahující organické sloučeniny oxidem dusičitým, který je obsažen v uvedených spalinách nebo je do těchto spalin přidáván z vnějšího zdroje, přičemž koncentrace oxidu dusičitého je vyšší než koncentrace chlor obsahující organické sloučeniny, a rozklad oxidu dusíku amoniakem tak, že oxid dusíku zůstává přítomen v koncentraci vyšší než 1 ppm.
(5) Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, který byl popsán výše v odstavci (4), kdy se část reakce, při které dochází k rozkladu oxidu dusíku amoniakem, provádí předtím, než se spaliny kontaktují s katalyzátorem popsaným v odstavci (2).
(6) Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, který byl popsán výše v odstavci (4) nebo (5), kdy uvedené spaliny obsahují oxid síry.
(7) Katalyzátor použitý při způsobu, který byl popsán výše v odstavci (1) nebo (4), zahrnující oxid titaničitý, oxid molybdenový, oxid vanadičný, přičemž obsah titanu, molybdenu a vanadu v tomto katalyzátoru, vyjádřený atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí 99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15.
• · · ♦ · 4 ···· ·· • · (8) Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, který zahrnuje kontaktování katalyzátoru, jenž byl použit pro přečištění spalin obsahujících chlor obsahující organickou sloučeninu, s plynem obsahujícím ox-id dusičitý za účelem oxidačního rozložení uvedené chlor obsahující organické sloučeniny, která je zachycena na tomto katalyzátoru, pomocí oxidu dusičitého.
(9) Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, který byl popsán výše v odstavci (8), kdy ke kontaktu uvedeného katalyzátoru s uvedeným plynem obsahujícím oxid dusičitý dochází při teplotě nižší než 250 °C.
(10) Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, který byl popsán výše v odstavci (8) nebo (9), kdy ke kontaktu uvedeného katalyzátoru s uvedeným plynem obsahujícím oxid dusičitý dochází až poté, co byl tento katalyzátor předem opláchnutím zbaven zachyceného prachu.
(11) Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, který byl popsán výše v odstavci (10), kdy odpadní voda vzniklá při odstraňování zachyceného prachu se převede ohřevem do plynného stavu, do vzniklé páry se přivádí plyn obsahující oxid dusičitý a vzniklá směs uvedeného plynu a páry se kontaktuje s uvedeným katalyzátorem.
(12) Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, který byl popsán výše v
44 «4 4 4444
4 4 4 4 4 4
4444 444 444
44 44 4 4· 4444
4444 44
4 4 4 odstavcích (8) až (11), kdy k rozkladu chlor obsahující organické sloučeniny zachycené na tomto katalyzátoru dochází v zařízení, do kterého je tento katalyzátor umístěn nebo ve kterém je tento katalyzátor rozptýlen.
(13) Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, který byl popsán výše v odstavcích (8) až (12), kdy uvedený katalyzátor zahrnuje jakožto hlavní složku oxid titaničitý a dále zahrnuje vanad a molybden nebo wolfram.
Způsob podle předmětného vynálezu slouží pro oxidační rozkládání chlor obsahujících organických sloučenin (DXN) obsažených ve spalinách pomocí oxidu dusičitého (NO2) , kdy dochází k reakci oxidu dusičitého, který je již obsažen ve spalinách nebo je do těchto spalin přiváděn z vnějšího zdroje, s uvedenou chlor obsahující organickou sloučeninou v přítomnosti katalyzátoru o specifickém chemickém složení a při stanovené teplotě tak, že koncentrace oxidu dusičitého ve spalinách po skončení uvedené reakce je vyšší než 1 ppm, výhodně vyšší než 3 ppm.
Katalyzátor, který se používá při způsobu podle předmětného vynálezu a který má specifické chemické složení, zahrnuje jakožto hlavní složky oxid titaničitý (TiO2) , oxid molybdenový (M0O3) a oxid vanadičný (V2Os) , přičemž směšovací poměr titanu, molybdenu a vanadu, vyjádřený atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí 99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15.
Katalyzátor zahrnující pouze titan a vanad vykazuje při použití při rozkladné reakci DXN pomocí oxidu dusičitého
9 4 > 9 9 4
99
9 9
9 9
9 9
9 9 <9 určitou aktivitu. Avšak aktivita katalyzátoru při rozkladu DXN pomocí oxidu dusičitého se výrazně zvýší, pokud je v uvedeném katalyzátoru obsažen navíc molybden. Kromě toho, pokud katalyzátor obsahuje titan, molybden a vanad, je možné vyloučit snížení aktivity tohoto katalyzátoru při rozkladu DXN pomocí oxidu dusičitého vlivem přítomnosti S0x, čímž je dosaženo vysoké aktivity uvedeného katalyzátoru při výše uvedené rozkladné reakci i při nízkých teplotách, při kterých by bylo možné očekávat výrazné poškození katalyzátoru vlivem působení S0x. Tak například zatímco aktivita katalyzátoru na bázi titanu a vanadu (Ti-V) nebo katalyzátoru na bázi titanu, vanadu a wolframu (Ti-V-W) při rozkladu halogen obsahující sloučeniny kyslíkem při teplotě 200 °C klesá v přítomnosti 50 ppm SOX téměř k nule, aktivita třísložkového katalyzátoru na bázi titanu, molybdenu a vanadu (Ti-Mo-V) podle předmětného vynálezu je při stejných podmínkách snížena jen mírně.
Během výroby se katalyzátory podle předmětného vynálezu žíhají při teplotě od 300 °C do 650 °C, výhodně při teplotě od 400 °C do 600 °C. Pokud je teplota při žíhání příliš nízká, nedochází k rozkladu organických sloučenin obsažených v surovinách pro výrobu katalyzátoru, následkem čehož nedochází k dostatečné tvorbě komplexu, který vzniká vzájemným smícháním jednotlivých oxidů kovů, jež byly popsány výše, což se projeví tím, že není snadné dosáhnout vysoké účinnosti katalyzátoru.
Na druhé straně, pokud je teplota při žíhání příliš vysoká, dochází v katalyzátoru k sublimaci oxidu molybdenového a ke spékání oxidu titaničitého, což vede ke zhoršení aktivity uvedeného katalyzátoru.
··«· ·· 99 9999 ·9 99 • 9 9 99 9 9999
9 9 9 9·· ··· •9 99 99 9 999999
Katalyzátor podle předmětného vynálezu je možné připravit známými způsoby, jako je způsob zahrnující hnětení, impregnaci a vytváření základní reaktivní vrstvy, kdy se jako suroviny pro přípravu uvedeného katalyzátoru používají oxid titaničitý, který se získává například způsobem vybraným ze skupiny zahrnující způsob výroby oxidu titaničitého s použitím kyseliny sírové a způsob výroby oxidu titaničitého s použitím chloru, nebo oxid titaničitý obsahující vodu, jako je kyselina ortho- a metatitaničitá, a oxidy, amonné soli nebo soli minerálních kyselin, jako jsou soli kyseliny sírové, molybdenu nebo vanadu. Při způsobu výroby uvedeného katalyzátoru je možné za účelem zvýšení pevnosti tvarovaného katalyzátoru přidávat do směsi anorganická nebo organická pojivá, jako jsou anorganická vlákna nebo koloidní oxid křemičitý. Co se týče formy katalyzátoru, je možné kromě případů, kdy se katalyzátor tvaruje do podoby částeček, destiček nebo tvaru připomínajícího včelí plástev, uvést případy, kdy je katalyzátor nanesený na látce tvořící rukávový filtr, nebo na částečkách nebo tělesech připomínajících včelí plástve, jež jsou vyrobeny z keramiky.
Reakci DXN obsažených ve spalinách s oxidem dusičitým podle předmětného vynálezu je možné označit za oxidační rozkladnou reakci chlor obsahující organické sloučeniny pomocí N02 a její průběh lze vystihnout chemickou rovnicí:
R-Cl (tj. org. sl. obsahující chlor) + kNO2 —> mCO2 + nH2O + pHCl + kNO (3) • 444 44 * * • 4 4 4 444 444
4 4 44 · 44444 ve které indexy m, n, £ a k představují celá čísla a symbol R představuje uhlovodíkový skelet.
Reakční teplota činí od 100 °C do 450 °C, výhodně od 120 °C do 250 -°C a ještě výhodněji od 120 °C do 200 °C. Oxidační rozkladná reakce DXN pomocí oxidu dusičitého začíná při teplotě přibližně 120 °C a probíhá při mnohem nižší teplotě v porovnání s tepelnou rozkladnou reakcí a oxidační rozkladnou reakcí s použitím kyslíku jakožto oxidačního činidla, které se obě používají v konvenčních technologiích. Reakční rychlost v oblasti teplot nižších než 250 °C je v porovnání s konvenčními metodami vyšší v řádu jednotek až desítek a DXN se účinně rozkládají i v oblasti takto nízkých teplot. Ačkoli se uvádí, že teplota, při které dochází ke zpětné syntéze dioxinů, je v rozmezí od 250 °C do 350 °C, je možné dioxiny účinně rozkládat použitím uvedeného způsobu, při kterém se používá katalyzátor podle předmětného vynálezu, jenž vykazuje vynikající aktivitu při nízké teplotě, kdy je možné se vyhnout dosažení teplotního rozmezí, při kterém dochází ke zpětné syntéze dioxinu.
Zdrojem oxidu dusičitého podle předmětného vynálezu může být oxid dusičitý, který je již obsažen ve spalinách, ke kterému se může z vnějšího zdroje přidávat další oxid dusičitý. Protože rovnováha mezi oxidem dusnatým a oxidem dusičitým v přítomnosti kyslíku při uvedené reakční teplotě je posunuta na stranu oxidu dusičitého, je oxid dusnatý, který je obsažen ve spalinách, postupně přeměněn na oxid dusičitý, takže oxid dusičitý může dále pocházet z přeměny oxidu dusnatého obsaženého ve spalinách. Při způsobu podle tohoto
9999
4494 »» • 4 • » *4 44
44 · 4444
4 4 4 4 4 4
4444 444 444 • 4 44 44 4 44 4444 vynálezu je dostatečné, pokud koncentrace oxidu dusičitého ve spalinách je vyšší než koncentrace DXN.
Katalyzátor podle předmětného vynálezu vykazuje kromě výše popsané aktivity při rozkladu DXN rovněž aktivitu při redukci N0x obsažených ve spalinách pomocí amoniaku. V souladu s tím je možné rozklad DXN a N0x provádět současně nebo těsně za sebou v přítomnosti jediného katalyzátoru.
Popis obrázků na výkresech
Na obrázku 1 je schématické znázornění příkladu způsobu úpravy spalin, který se provádí v zařízení podle předmětného vynálezu.
Na obrázku 2 je schématické znázornění dalšího příkladu způsobu úpravy spalin, který se provádí v zařízení podle předmětného vynálezu.
Na obrázku 3 je schématické znázornění dalšího příkladu způsobu úpravy spalin, který se provádí v zařízení podle předmětného vynálezu.
Na obrázku 4 je graf znázorňující porovnání aktivity při rozkladné reakci chlor obsahujících sloučenin pro způsob podle předmětného vynálezu a pro stávající technologii.
Jak již bylo uvedeno, na obrázku 1 je schématické znázornění příkladu způsobu úpravy spalin, který se provádí v zařízení podle předmětného vynálezu. Na tomto schématu vznikají spaliny 2 obsahující DXN ve zdroji [1 generujícím tyto *·»· *♦ • 9
W 9 *9·· *9 ♦· ♦ 0 · ©·«?·' 9 · 9 9 ♦ 4» • 9 9 9 9 9 9 99 9 9 • 9 9 9 9*4 999 ·· ·· · ♦· 9Ί99 spaliny, proudí potrubím 3 pro odvod spalin do katalytického reaktoru <4, který obsahuje katalyzátor 5_ podle předmětného vynálezu, přičemž v případě potřeby se ke spalinám 2 před jejich vstupem do reaktoru 4. přidává oxid dusičitý. V reaktoru 4_ pak- DXN reagují s oxidem dusičitým, který byl již přítomen ve spalinách 2 nebo byl do těchto spalin přiveden z vnějšího zdroje, čímž dochází k oxidačnímu rozkladu DXN pomocí oxidu dusičitého. Spaliny 2, ze kterých byly takto odstraněny DXN vycházejí z uvedeného zařízení jako upravené spaliny _6.
Na obrázku 2 je schématické znázornění dalšího příkladu způsobu úpravy spalin, který se provádí v zařízení podle předmětného vynálezu. Na tomto schématu vznikají spaliny 2. obsahující DXN ve zdroji 1 generujícím tyto spaliny, proudí potrubím 3 pro odvod spalin do katalytického reaktoru 4_, který je umístěn za zdrojem JL generujícím tyto spaliny a který obsahuje katalyzátor 5 podle předmětného vynálezu, přičemž v případě potřeby se ke spalinám 2 před jejich vstupem do reaktoru 4_ přidává oxid dusičitý a dále se ke spalinám přidává příslušné množství amoniaku. V reaktoru 4_ pak DXN reagují s oxidem dusičitým, který byl již přítomen ve spalinách 2 nebo byl do těchto spalin přiveden z vnějšího zdroje, čímž dochází k oxidačnímu rozkladu DXN pomocí oxidu dusičitého, a oxidy dusíku jsou působením amoniaku rozkládány na dusík.
Na obrázku 3 je schématické znázornění dalšího příkladu způsobu úpravy spalin, který se provádí v zařízení podle předmětného vynálezu. Na tomto schématu vznikají spaliny 2. obsahující DXN ve zdroji 1_ generujícím tyto spaliny, proudí potrubím 3_ pro odvod spalin do katalytického reaktoru _4, který obsahuje známý denitrifikační katalyzátor J_ a katalyzátor _5 • · • · · · podle předmětného vynálezu, a to v uvedeném pořadí, přičemž v případě potřeby se ke spalinám 2 před jejich vstupem do reaktoru _4 přidává oxid dusičitý a dále se ke spalinám přidává příslušné množství amoniaku. V reaktoru 4_ pak dochází působením amoniaku v přítomnosti denitrifikačního katalyzátoru J_ k částečnému rozkladu oxidů dusíku (N0x) na dusík a následně se oxidačně rozkládají DXN, a to působením oxidu dusičitého, který byl již přítomen ve spalinách 2_ nebo byl do těchto spalin přiveden z vnějšího zdroje, v přítomnosti katalyzátoru 5 podle tohoto vynálezu.
Na obrázcích 2 a 3 se oxid dusičitý zúčastňuje jak reakce s amoniakem, tak reakce s DXN a tyto reakce si tedy vzájemně konkurují. Proto pokud při přidávání amoniaku dojde k tak nadměrnému zvýšení jeho koncentrace, že uvedené spaliny již neobsahují žádné oxidy dusíku, dojde k zastavení rozkladné reakce DXN. V souladu s tím je podle tohoto vynálezu výhodné, pokud jsou reakční podmínky regulovány tak, že na výstupu z uvedeného katalyzátorového reaktoru je možné detekovat N0x, nemluvě o vstupu do tohoto reaktoru. Protože princip tohoto vynálezu spočívá v oxidačním rozkladu DXN působením oxidu dusičitého, který je obsažen nebo přidáván do spalin obsahujících DXN, v přítomnosti výše popsaného katalyzátoru, je podle předmětného vynálezu výhodné provozovat uvedené zařízení za takových podmínek, kdy denitrifikační poměr nedosahuje 100 procent, takže v plynu vystupujícím z katalyzátorových vrstev (tj. z reaktoru) se stále nachází oxid dusičitý, přičemž tohoto snížení denitrifikačního poměru se dosahuje snížením množství přidávaného amoniaku, který se používá právě při uvedené denitrifikační reakci.
• · · ·
4 4 4 4
44 44
Pokud se ve spalinách nachází větší množství oxidu dusičitého než DXN, probíhá oxidační rozkladná reakce DXN s oxidem dusičitým (tj. výše uvedená reakce (3)) přednostně před tepelnou rozkladnou reakcí podle chemické rovnice (1) a oxidační rozkladnou reakcí s kyslíkem podle chemické rovnice (2). V souladu s tím plní oxid dusičitý, který je ve spalinách již přítomen nebo se do nich přidává z vnějšího zdroje, při způsobu podle předmětného vynálezu úlohu bránění zpětné syntézy DXN opačnou reakcí, než je reakce vyjádřená chemickou rovnicí (1) nebo (2).
Pokud je tedy koncentrace oxidů dusíku (N0x) ve spalinách vyšší než koncentrace DXN, je výhodné použít zařízení zobrazená na obrázcích 2 a 3 a provádět oxidační rozkládání DXN a rozkládání oxidů dusíku (N0x) současně nebo těsně po sobě.
Pokud je koncentrace oxidů dusíku (N0x) ve spalinách nižší než koncentrace DXN, zpracovávají se spaliny v zařízení zobrazeném na obrázku 1, do kterého se současně přivádí oxid dusičitý.
Kromě toho je denitrifikační aktivita katalyzátoru citlivá na přítomnost oxidů síry (S0x), přičemž uvedená aktivita je velmi snížena při nízkých teplotách. Na druhé straně přítomnost oxidů siry (S0x) téměř vůbec neovlivňuje rozkladnou reakci DXN působením oxidu dusičitého. V souladu s tím je výhodou předmětného vynálezu, že při monitorování denitrifikační aktivity je možné zabránit emisím dioxinů, jež jsou smrtelně jedovaté.
·· 9 9 9 9 9 9 9 9 • * 9 9 9 9 · • · · 9 9 ·
Dále je při způsobu ošetření katalyzátoru podle předmětného vynálezu možné kontaktovat katalyzátor použitý pro přečištění spalin obsahujících DXN s plynem, který obsahuje oxid dusičitý, za účelem oxidačního rozložení DXN zachycených na uvedeném katalyzátoru působením oxidu dusičitého, jak bylo popsáno výše, čímž se tento použitý katalyzátor přeměňuje na katalyzátor, se kterým je možné bezpečně manipulovat.
Výrazem „spaliny obsahující DXN se v tomto textu rozumí například spaliny vzniklé při spalování komunálního odpadu, průmyslového odpadu apod. a zejména se tímto výrazem rozumí spaliny obsahující organické chlorované sloučeniny, jako je dioxin, například polychlorované dibenzodioxiny a polychlorované dibenzofraný, a koplanární PCB (polychlorovaný bifenyl), přičemž všechny tyto sloučeniny jsou extrémně toxické.
Na plyn obsahující oxid dusičitý nejsou kladeny žádné zvláštní požadavky až na podmínku, že tento plyn musí obsahovat takové množství oxidu dusičitého, které je dostatečné pro oxidační rozložení DXN zachycených na katalyzátoru pro rozklad DXN.
Použitý katalyzátor se výhodně kontaktuje s plynem obsahujícím oxid dusičitý za podmínek, kdy byl předem odstraněn prach zachycený na tomto katalyzátoru. Část DXN nacházejících se na povrchu katalyzátoru drží na tomto katalyzátoru právě prostřednictvím prachu. Na druhé straně DXN nacházející se na povrchu nebo uvnitř katalyzátoru po odstranění prachu jsou v přímém kontaktu s uvedeným katalyzátorem. Tyto DXN je tedy možné snadno rozložit tak, že • · * · 44 44 4444 44
se uvedený katalyzátor kontaktuje s plynem obsahujícím oxid dusičitý, a to i při nízkých teplotách, přičemž při uvedené reakci se využívá účinku samotného uvedeného katalyzátoru. Dříve zmíněné DXN, které na povrchu katalyzátoru držely prostřednictvím prachu, se odstraňují z katalyzátoru spolu s prachem a následně se zpracovávají zvlášť.
Způsob odstranění prachu zachyceného na katalyzátoru není nijak zvlášť vymezen a je možné použít různé způsoby, které se v současné době používají při regeneracích katalyzátorů, jako je například propláchnutí vodou nebo jemnými částicemi a promytí vodou nebo kyselinou.
Odpadní kapalina, která při tomto postupu vzniká, například pří promývání katalyzátoru vodou nebo kyselinou za účelem odstranění prachu, dosahuje velkých objemů a obsahuje velmi malé množství DXN. DXN s nízkou teplotou varu se pak poměrně snadno odpařují.
Tak je možné při shora popsaném způsobu ošetření katalyzátoru zahřívat odpadní kapalinu vzniklou při odstraňování prachu za vzniku páry, přičemž do této páry se současně odpařují DXN, přidávat do této páry plyn obsahující oxid dusičitý a výslednou směs následně kontaktovat s katalyzátorem použitým pro rozklad DXN, čímž dochází k účinnému rozkladu i těch DXN, které byly obsaženy v uvedené odpadní kapalině a které poté byly odpařeny do uvedené páry. S dalším zpracováním uvedené odpadní kapaliny již není žádný problém. V tomto případě se izoluje malé množství prachu obsahující jen stopové množství DXN.
4 4 4
4444 444 444
44 44 4 444444
Shora popsané ošetření katalyzátorů, jehož cílem je rozložit DXN zachycené na katalyzátoru, je možné provádět v katalytickém zařízení. Jako způsob odstraňování prachu se v tomto případě výhodně používá proplachování daného katalyzátoru vodou nebo jemnými částicemi.
Použitý katalyzátor vykazuje aktivitu při oxidačním rozkládání DXN. Aby bylo možné účinně zneškodnit použitý katalyzátor, je výhodné, pokud uvedený katalyzátor pro rozklad DXN obsahuje jakožto hlavní složku oxid titaničitý a pokud dále obsahuje vanad, molybden nebo wolfram. Ještě výhodnější je, pokud uvedený katalyzátor obsahuje oxid titaničitý, vanad a molybden.
DXN se rozkládají tepelně, oxidačně působením kyslíku nebo oxidačně působením alespoň jedné další složky obsažené ve spalinách. Pokud se při rozkladu DXN používá shora popsaný katalyzátor, který jako hlavní složku obsahuje oxid titaničitý a který dále obsahuje pomocné oxidy kovů, jako je vanad, molybden a wolfram, probíhá velice rychle oxidační rozkladná reakce DXN s oxidem dusičitým, kterou je možné popsat následující chemickou rovnicí (4):
DXN (tj. org. sl. obsahující chlor) + kNO2 —> mC02 + nH20 + pHCl + kNO (4) ve které indexy m, n, p a k představují celá čísla.
Výše popsaná reakce začíná probíhat při nižší teplotě v porovnání s tepelnou rozkladnou reakcí a s oxidační rozkladnou
Μ · « · ·
reakcí s kyslíkem, přičemž rychlost reakce (4) se náhle zvyšuje při teplotě přibližně 120 °C. V souladu s tím je teplota v době kontaktování plynu obsahujícího oxid dusičitý s použitým katalyzátorem za účelem rozložení DXN zachycených na uvedeném katalyzátoru výhodně vyšší než 120 °C a výhodně nižší než 250 °C, aby se zabránilo zpětné syntéze rozložených DXN. Pokud je teplota při ošetřování katalyzátoru v uvedeném rozmezí, je reakční rychlost vysoká, katalyzátor je možné ošetřit během krátké doby a kromě toho nehrozí nebezpečí, že by docházelo ke zpětné syntéze již rozložených DXN.
Pokud se při výše popsaném způsobu, tj.při zneškodňování použitého katalyzátoru jeho kontaktováním s plynem obsahujícím oxid dusičitý, současně provádí rozklad oxidů dusíku, tj. denitrifikační reakce, je výhodné kontaktovat uvedený použitý katalyzátor s plynem, který obsahuje další množství oxidu dusičitého, které odpovídá množství oxidu dusičitého, jež bylo spotřebováno při uvedené denitrifikační reakci. V souladu s tím je výhodné při shora popsaném způsobu regulovat uvedenou reakci tak, aby oxid dusičitý zůstával přítomen v plynu i po skončení kontaktování s použitým katalyzátorem.
Příklady provedení vynálezu
Předmět vynálezu bude dále detailněji popsán pomocí níže uvedených konkrétních příkladů provedení. Tyto příklady však v žádném případě neomezují rozsah tohoto vynálezu.
Příklad 1 • 0 00
0 0 0 • · 0 ·
Do směsi metavanadičnanu amonného, molybdenanu amonného a práškového oxidu titaničitého byla přidána voda a vzniklá směs byla hnětena za vzniku pasty katalyzátoru, jehož chemické složení, vyjádřené atomovým poměrem jednotlivých kovů Ti:Mo:V, bylo 88:5:7. V-edle toho byly síťovité produkty, které byly připraveny propletením zkřížených vláken, z nichž každé obsahovalo 1400 vláken z E-skla o průměru 9 mikrometrů, přičemž hustota vláken v uvedeném produktu byla 10 vláken/
25,4 milimetru, naimpregnovány suspenzí obsahující oxid titaničitý, koloidní oxid křemičitý a polyvinylalkohol, která sloužila pro udělení tuhosti takto získanému podkladovému materiálu pro katalyzátor. Výše popsaná pasta katalyzátoru byla umístěna mezi dvě vrstvy uvedeného podkladového materiálu pro katalyzátor a tato sestava byla protahována mezi dvěma tlakovými válci, 12 hodin sušena na vzduchu a následně 2 hodiny žíhána při teplotě 500 °C, čímž byl získán deskovitý katalyzátor (o velikosti 100 mm x 100 mm) o tloušťce
1,0 milimetr.
Takto získaný katalyzátor byl nařezán na proužky o rozměrech 20 milimetrů x 100 milimetrů, v reakční trubce byly z těchto proužků vytvořeny tři vrstvy a poté byl katalyzátor kontaktován s pseudospalinami obsahujícími 8 ppm dichlorbenzenu, který sloužil jako model chlor obsahující organické sloučeniny (neboli DXN), a 200 ppm oxidu dusičitého, přičemž reakční teplota činila 180 °C a plošná rychlost činila 10 metrů/hodinu, jak je uvedeno v tabulce 1. Rozkladný poměr dichlorbenzenu, který byl stanoven výpočtem z jeho koncentrace na vstupu do a na výstupu z uvedených vrstev katalyzátoru, činil 87 procent.
•9 9999
9999
Tabulka 1
| Plošná rychlost | 10 metrů/hodinu | |
| Reakční teplota | 180 °C | |
| Složení plynu - | dichlorbenzen | 8 ppm |
| no2 | 200 ppm | |
| n2 | zbytek |
Srovnávací příklad 1
Test rozkládání dichlorbenzenu byl proveden stejným způsobem a s použitím stejného katalyzátoru jako v příkladu 1 s tou výjimkou, že chemické složení spalin bylo změněno tak, že tyto obsahovaly 10 procent kyslíku namísto 200 ppm oxidu dusičitého, jak je uvedeno v tabulce 2. Bylo stanoveno, že rozkladný poměr dichlorbenzenu při použití kyslíku činil 45 procent.
Tabulka 2
| Plošná rychlost | 10 metrů/hodinu | |
| Reakční teplota | 180 °C | |
| Složení plynu | dichlorbenzen | 8 ppm |
| o2 | 10 procent | |
| n2 | zbytek |
Srovnávací příklad 2
Test rozkládání dichlorbenzenu byl proveden stejným způsobem a s použitím stejného katalyzátoru jako v příkladu 1
99
9 9 9 9 9 9
9999
99 9 9 99 9 99
99 99 9 99 999 s tou výjimkou, že chemické složení spalin bylo změněno tak, že tyto neobsahovaly ani oxid dusičitý, ani kyslík, jak je uvedeno v tabulce 3. Bylo stanoveno, že rozkladný poměr dichlorbenzenu při tepelném rozkladu činil 11 procent.
Tabulka 3
| Plošná rychlost | 10 metrů/hodinu | |
| Reakční teplota | 180 °C | |
| Složení plynu | dichlorbenzen | 8 ppm |
| n2 | zbytek |
Příklad 2
Rozkladný poměr dichlorbenzenu byl stanoven stejným způsobem a s použitím stejného katalyzátoru jako v příkladu 1 s tou výjimkou, že chemické složení spalin bylo změněno tak, že tyto obsahovaly 8 ppm dichlorbenzenu, 200 ppm oxidu dusičitého, 10 procent kyslíku a 10 procent vody, jak je uvedeno v tabulce 4. V tomto případě bylo dosaženo rozkladného poměru dichlorbenzenu ve výši 85 procent. Spolu se stanovením rozkladného poměru dichlorbenzenu byly na výstupu z vrstev katalyzátoru stanoveny koncentrace oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého, oxidu dusičitého a oxidu dusnatého. Na základě takto stanovených hodnot a na základě shora uvedených chemických rovnic (1) až (3) byly vypočteny bilance kyslíku a uhlíku a následně byl vypočten vzájemný poměr, v jakém proběhly jednotlivé chemické reakce (1) až (3) (tj. podíl jakým se jednotlivé reakce podílely na rozkladu dichlorbenzenu). Bylo zjištěno, že chemická reakce popsaná rovnicí (1) byla zastoupena z 0,5 procenta, chemická reakce <!· *« ·· »<«· ·· ·· ··· · · · *«·· «··· ··· · · « .· ·· ·· · ·· ···· popsaná rovnicí (2) byla zastoupena ze 3 procent a chemická reakce popsaná rovnicí (3) byla zastoupena z 96,5 procenta.
Tabulka 4
| Plošná rychlost | 10 metrů/hodinu | |
| Reakční teplota | 180 °C | |
| Složení plynu | dichlorbenzen | 8 ppm |
| no2 | 200 ppm | |
| o2 | 10 procent | |
| H20 | 10 procent | |
| n2 | zbytek |
Příklady 3 a 4
Stejné deskovité katalyzátory (označované jako testované kusy katalyzátoru) o velikosti 100 x 100 milimetrů jako v příkladech 1 a 2 byly po dobu 500 hodin vystaveny působení spalin, které byly produkovány spalováním lehkého topného oleje a do kterých bylo přidáváno 50 ppm oxidu siřičitého. Uvedené testované kusy katalyzátoru, které byly vystaveny působení spalin, byly nařezány na proužky o rozměrech 20 milimetrů x 100 milimetrů. Poté byly stejným způsobem jako v příkladech 1 a 2 stanoveny rozkladné poměry dichlorbenzenu, avšak s tou výjimkou, že byly použity katalyzátory, jež byly vystaveny působení oxidu siřičitého. Hodnota rozkladného poměru činila 83, respektive 82 procent.
Dále byl v příkladu 4 vypočten vzájemný poměr, v jakém proběhly jednotlivé chemické reakce (1) až (3) (tj. podíl
9 9 *ι4 99 ·9·9 99 »·
999 9 · 9 9999
999 99 9 99 *9 • 999 999 999 •9 99 ·♦ · *· 9999 jakým se jednotlivé reakce podílely na rozkladu dichlorbenzenu), přičemž tento poměr byl vypočten stejným způsobem jako v příkladu 2. Bylo zjištěno, že chemická reakce popsaná rovnicí (1) byla zastoupena z méně než 0,1 procenta, chemická reakce popsaná rovnicí (2) byla zastoupena ze procent a chemická reakce popsaná rovnicí (3) byla zastoupena z více než 98 procent.
Srovnávací příklady 3 a 4
Stejné deskovité katalyzátory (označované jako testované kusy katalyzátoru) o velikosti 100 x 100 milimetrů jako ve srovnávacích příkladech 1 a 2 byly po dobu 500 hodin vystaveny působení spalin, které byly produkovány spalováním lehkého topného oleje a do kterých bylo přidáváno 50 ppm oxidu siřičitého. Uvedené testované kusy katalyzátoru, které byly vystaveny působení spalin, byly nařezány na proužky o rozměrech 20 milimetrů x 100 milimetrů. Poté byly stejným způsobem jako ve srovnávacích příkladech 1 a 2 stanoveny rozkladné poměry dichlorbenzenu, avšak s tou výjimkou, že byly použity katalyzátory, jež byly vystaveny působení oxidu siřičitého. Hodnota rozkladného poměru činila 14, respektive procenta.
Hodnoty rozkladných poměrů dichlorbenzenu, zjištěné v příkladech 1 až 4 a srovnávacích příkladech 1 až 4, jsou shrnuty v tabulce 5 * · • 9 * »*· «φ • · * · • · * • · 9 • · · «· ··» »
Tabulka 5
| Rozkladný poměr dichlorbenzenu (procento) | ||
| Podmínky testu | Před vystavením působení plynu obsahujícího S02 | Po vystavení působení plynu obsahujícího S02 |
| Příklady 1 a 3 | 87 | 83 |
| Příklady 2 a 4 | 85 | 82 |
| Srovnávací příklady 1 a 3 | 45 | 14 |
| Srovnávací příklady 2 a 4 | 11 | 3 |
Jak je zřejmé z údajů v tabulce 5, bylo v systému, ve kterém byl přítomen oxid dusičitý, jako v příkladech 1 a 2, dosaženo extrémně vysoké aktivity katalyzátoru při rozkladu dichlorbenzenu. Na druhé straně byla aktivita katalyzátoru při rozkladu dichlorbenzenu znatelně nižší v systému, ve kterém byl oxid dusičitý nahrazen kyslíkem (jak tomu bylo ve srovnávacím příkladu 1), a aktivita katalyzátoru při rozkladu dichlorbenzenu v systému, který neobsahoval ani kyslík ani oxid dusičitý, kdy byla zkoumána aktivita katalyzátoru jen při tepelné rozkladné reakci (viz. srovnávací příklad 2), byla téměř nulová.
Na základě těchto skutečností je možné odvodit, že pokud bylo umožněno, aby spaliny obsahovaly oxid dusičitý, jak je tomu při způsobu podle předmětného vynálezu, probíhala účinně oxidační rozkladná reakce DXN (tj. chemická reakce popsaná shora uvedenou chemickou rovnicí (3)), a to bez ohledu na skutečnost, zda spaliny obsahovaly nebo neobsahovaly kyslík.
Kromě toho při porovnání hodnot rozkladných poměrů dichlorbenzenu v případě „po vystavení působení plynu obsahujícího S02 uvedených v tabulce 5 je patrné, že zatímco hodnoty rozkladných poměrů dichlorbenzenu při oxidaci kyslíkem ve srovnávacím příkladu 3 nebo při tepelné rozkladné reakci ve srovnávacím příkladu 4 jsou výrazně sníženy, jsou hodnoty rozkladných poměrů dichlorbenzenu v příkladech 3 a 4 sníženy jen nepatrně, takže je zřejmé, že katalyzátor podle předmětného vynálezu je výborným katalyzátorem pro rozklad DXN pomocí oxidu dusičitého.
V tabulce 6 je uvedeno procentické zastoupení jednotlivých chemických reakcí, které byly popsány chemickými rovnicemi (1) až (3), v příkladech 2 a 4.
Tabulka 6
| Reakce | Procentický podíl | |
| Příklad 2 | Příklad 4 | |
| Reakce podle rovnice (1) | 0,5 | nižší než 0,1 |
| Reakce podle rovnice (2) | 3 | 2 |
| Reakce podle rovnice (3) | 96, 5 | více než 98 |
Jak je zřejmé z údajů v tabulce 6, dichlorbenzen se v případě, kdy je v systému přítomno několik set ppm oxidu dusičitého, a to i v systému, ve kterém je přítomno 10 procent kyslíku, přednostně oxidačně rozkládá oxidem dusičitým. Tato skutečnost je zvlášť zřejmá v případě, kdy byl použit katalyzátor, který byl vystaven působení oxidu siřičitého (viz. příklad 4), přičemž v tomto případě jak hodnota · · 9 • · · · ·· · · • 9 9 9 • 9 99
9 9 9 procentického zastoupení tepelné rozkladné reakce, tak hodnota procentického zastoupení oxidační rozkladné reakce pomocí kyslíku je nižší než v příkladu 2. Z této skutečnosti je patné, že katalyzátor podle předmětného vynálezu je extrémně výhodný pro oxidační rozkládání DXN pomocí oxidu dusičitého, a to i v případě takových spalin, jako jsou spaliny vznikající ve spalovnách odpadu, jež obsahují nejen dioxiny, ale i oxidy síry (S0x) .
Příklady 5 až 14
Aby bylo možné zkoumat vliv chemické složení katalyzátoru použitého v příkladu 1, byly připraveny různé katalyzátory o chemickém složení Ti:Mo:V = (95-α):5:α (kde a = 0,5, 4, 7, 10 nebo 15) nebo o chemickém složení Ti:Mo:V = (95-β):β:4 (kde β = 0,5, 4, 7, 10 nebo 15).
Srovnávací příklad 5
Stejným způsobem jako v příkladu 1 byl připraven katalyzátor, do kterého však nebyl přidán molybdenan amonný.
Srovnávací příklady 6 až 8
Katalyzátory byly připraveny stejným způsobem jako v příkladu 10 s tou výjimkou, že při přípravě jednotlivých katalyzátorů byl molybdenan amonný nahrazen dusičnanem manganatým (Mn(NO3)2), dusičnanem cernatým (Ce(NO3)2) nebo dusičnanem měďnatým (Cu(NO3)2), přičemž molární množství těchto sloučenin bylo stejné jako použité molární množství molybdenanu amonného v příkladu 10.
• · · · • · • · · · ··· · · · ·· ·· ·· · ······
Testy katalyzátorů podle příkladů 5 až 14 a podle srovnávacích příkladů 5 až 8
S použitím katalyzátorů podle příkladů 5 až 14 a podle srovnávacích příkladů 5 až 8 byly stanoveny rozkladné poměry chlorbenzenu, přičemž tyto katalyzátory byly použity v jednom případě použity tak, jak byly vyrobeny a v druhém případě byly použity po jejich vystavení působení spalin obsahujících oxid siřičitý po dobu 500 hodin, jak bylo popsáno v příkladu 4. Při stanovení rozkladných poměrů byly rovněž použity stejné podmínky jako v příkladu 4 s tím, že místo dichlorbenzenu byl použit chlorbenzen. Zjištěné výsledky jsou shrnuty v tabulce 7.
Tabulka 7
| Katalyzátor | Chemické složení katalyzátoru | Rozkladný poměr chlorbenzenu (procento) | |
| Před vystavením působení plynu obsahujícího SO2 | Po vystavení působení plynu obsahujícího SO2 | ||
| Příklad 5 | Ti:Mo:V = 94,5:5:0,5 | 32 | 31 |
| Příklad 6 | Ti:Mo:V = 91:5:4 | 68 | 65 |
| Příklad 7 | Ti:Mo:V = 88:5:7 | 85 | 82 |
| Příklad 8 | Ti:Mo:V = 85:5:10 | 88 | 83 |
9··
9 «9 • · 9 9 9
Tabulka 7 - dokončení
| Katalyzátor - | Chemické složení katalyzátoru | Rozkladný poměr chlorbenzenu (procento) | |
| Před vystavením působení plynu obsahujícího SO2 | Po vystavení působení plynu obsahujícího SO2 | ||
| Příklad 9 | Ti:Mo:V = 80:5:15 | 88 | 80 |
| Příklad 10 | Ti:Mo:V = 95,5:0,5:4 | 64 | 32 |
| Příklad 11 | Ti:Mo:V = 91:5:4 | 68 | 65 |
| Příklad 12 | Tí:Mo:V = 89:7:4 | 71 | 71 |
| Příklad 13 | Ti:Mo:V = 86:10:4 | 78 | 77 |
| Příklad 14 | Ti:Mo:V = 81:15:4 | 71 | 78 |
| Srovnávací příklad 5 | Ti:V = 96:4 | 46 | 7 |
| Srovnávací příklad 6 | Ti:Mn:V = 91:5:4 | 48 | 11 |
| Srovnávací příklad 7 | Ti:Ce:V = 91:5:4 | 45 | 5 |
| Srovnávací příklad 8 | Ti:Cu:V = 91:5:4 | 42 | 3 |
Z výsledků v tabulce 7 vyplývá, že při porovnání aktivit katalyzátorů podle příkladů a podle srovnávacích příkladů je ♦ · 4 4 4 4
4 4 · · · 4 4 4 4 • · · · 4 4 4 4 4 4
4 · · 4 4 4 4 4 4 4 4 4 zřejmé, že katalyzátory podle tohoto vynálezu (tj. podle příkladů) mají výrazně vyšší aktivitu a jsou extrémně málo poškozovány oxidem siřičitým. Na základě této skutečnosti je zřejmé, že při rozkladu DXN pomocí oxidu dusičitého se využívá kombinace účinků titanu, molybdenu a vanadu na průběh této reakce. Dále je z výše uvedených výsledků patrné, že odolnost vůči oxidu siřičitému je výrazně zvýšena, pokud daný katalyzátor obsahuje od 5 do 15 procent molybdenu, vyjádřeno jako atomový poměr jednotlivých kovů, a dále je z těchto výsledků patrné, že pokud tyto katalyzátory obsahují od 4 do 15 procent vanadu, vyjádřeno jako atomový poměr jednotlivých kovů, jsou vhodné pro dosažení vysokého rozkladného poměru DXN.
Příklady 15 a 16
Rozkladné poměry dichlorbenzenu byly stanoveny stejným způsobem jako v příkladech 2 a 4 s tou výjimkou, že reakční teplota byla měněna v rozmezí od 120 °C do 400 °C a byly sledovány změny v hodnotách rozkladných poměrů.
Srovnávací příklady 9 a 10
Rozkladné poměry dichlorbenzenu byly stanoveny stejným způsobem jako ve srovnávacích příkladech 3 a 4 s tou výjimkou, že reakční teplota byla měněna v rozmezí od 120 °C do 400 °C a byly sledovány změny v hodnotách rozkladných poměrů.
Výsledky získané v příkladech 15 a 16 a ve srovnávacích příkladech 9 a 10 jsou znázorněny na přiloženém obrázku 4.
• 9 9 9 • 99 99 9 9 999
Jak je z tohoto obrázku patrné, nedochází působením oxidu siřičitého k otrávení katalyzátorů podle předmětného vynálezu a tyto katalyzátory mají extrémně vysokou aktivitu i pří nízkých teplotách, z čehož tedy vyplývá, že katalyzátory podle předmětného vynálezu jsou vhodné pro rozkládání dioxinů obsažených ve spalinách vznikajících ve spalovnách odpadů apod.
Příklad 17
K simulaci případu, kdy probíhá najednou oxidační rozkladná reakce DXN pomocí oxidu dusičitého a redukční rozkladná reakce oxidů dusíku (N0x) pomocí amoniaku, a to s použitím stejného katalyzátoru jako v příkladu 1, byla reakční trubka naplněna třemi deskami katalyzátoru, který byl shodný s katalyzátorem použitým v příkladu 1 a který měl podobu proužků nařezaných na velikost 20 milimetrů x 100 milimetrů. Následně byly s těmito deskami katalyzátoru kontaktovány pseudospaliny obsahující 1 ppm dichlorbenzenu, 20 ppm oxidu dusičitého,
180 ppm oxidu dusnatého, 190 ppm amoniaku, 10 procent kyslíku a 10 procent vody, a to při teplotě 230 °C a plošné rychlosti 6 metrů/hodinu, jak je uvedeno v tabulce 8. Bylo zjištěno, že rozkladný poměr dichlorbenzenu činil 98 procent a hodnota denitrifikačního poměru byla 94 procent. Poměr amoniaku ku oxidům dusíku (NH3/NOX) činil 0,95 (koncentrace oxidů dusíku na výstupu z reakční trubky je uvedena v tabulce 9).
•· ···· ·· 4« • •4 4 « · «4*4 · · · 4 4 44 4
44·· 4 4 4 ··· ·· 4 · 4 4 » 444444
Tabulka 8
| Plošná rychlost | 6 metrů/hodinu | |
| Reakční teplota | 230 °C | |
| Složení plynu . | dichlorbenzen | 1 ppm |
| no2 | 20 ppm | |
| NO | 180 ppm | |
| nh3 | 190 ppm | |
| 02 | 10 procent | |
| h2o | 10 procent | |
| n2 | zbytek |
Srovnávací příklad 11
Rozkladný poměr dichlorbenzenu a denitrifikační poměr byly stanoveny stejným postupem jako v příkladu 17 s tou výjimkou, že množství amoniaku nastřikovaného v příkladu 17 bylo změněno tak, aby poměr ΝΗ3/ΝΟΧ byl 1,2, takže koncentrace oxidů dusíku (N0x) na výstupu z reakční trubky byla velmi nízká, např. menší než 1 ppm. V tomto případě bylo zjištěno, že rozkladný poměr dichlorbenzenu byl 23 procent a denitrifikační poměr činil
99,5 procenta.
Výsledky zjištěné v příkladu 17 a ve srovnávacím příkladu 11 jsou shrnuty v tabulce 9.
• · · · ·» ·· ·»
Tabulka 9
| Podmínky testu | Rozkladný poměr chlorbenzenu (procento) | Denitrifikační poměr (procento) |
| Příklad 17 | 98 | 94 |
| Srovnávací příklad 11 | 23 | 99, 5 |
Z údajů v tabulce 9 vyplývá, že v příkladu 17 bylo vysoké aktivity při rozkladu DXN dosaženo nastavením poměru NH3/NOX na hodnotu 0,95, takže plyn vycházející z reakční trubky obsahoval 1,2 ppm oxidů dusíku (NOX) . Oproti tomu v případě srovnávacího příkladu 11 byl použit takový přebytek amoniaku, že plyn vycházející z reakční trubky neobsahoval téměř žádné oxidy dusíku (NOX) .
Příklad 18
Byla připravena katalyzátorová jednotka, která se skládala z desek katalyzátoru, které byly popsány v příkladu 1 a které byly od sebe vzdáleny 6 milimetrů. Touto katalyzátorovou jednotkou proudily spaliny ze spalovny odpadů tak, aby objemová rychlost spalin byla 6 metrů/hodinu a reaktor pracoval v tomto případě 2000 hodin při teplotě 230 °C. Na počátku procesu a 2000 hodin po jeho začátku byly odebrány vzorky spalin vstupujících a vystupujících z uvedené katalyzátorové jednotky s cílem stanovit rozkladné poměry DXN. Bylo zjištěno, že rozkladný poměr dioxinů byl vyšší než 95 procent, a to jak na počátku procesu, tak po 2000 hodinách od jeho zahájení.
9999 ·· ·· ·»♦· ·· 9·
9 · · · 9 »99 9
9 « · · 9 99 9 • · · 9 9 9 9 999
9 ·· 99 * 9*9999
V tomto případě nevznikal problém s tím, že v samotné katalyzátorově vrstvě dochází ke vzniku DXN, jak je tomu u běžně používaných technologií, protože zpracování spalin probíhalo při nižší teplotě, než je oblast teplot, při které dochází ke zpětné syntéze DXN.
Srovnávací příklad 12
Katalyzátorové desky byly připraveny stejným způsobem jako v příkladu 1 s tou výjimkou, že místo molybdenanu amonného byl použit parawolframan amonný. Takto získané desky katalyzátoru byly k sobě naskládány stejným způsobem jako v příkladu 18, za vzniku katalyzátorové jednotky, ve které byly jednotlivé desky od sebe vzdáleny 6 milimetrů, a stejným způsobem jako v příkladu 18 byly stanovovány rozkladné poměry dioxinů. Bylo zjištěno, že zatímco rozkladný poměr dioxinů na počátku procesu činil více než 85 procent, klesla hodnota tohoto poměru po uplynutí 2000 hodin od zahájení uvedeného procesu na méně než 40 procent.
Příklad 19
Ke směsi metavanadičnanu amonného, molybdenanu amonného a práškového oxidu titaničitého byla přidána voda a tato směs byla hnětena za vzniku pasty katalyzátoru, jehož chemické složení, vyjádřené atomovým poměrem jednotlivých kovů, bylo 88:5:7 (Ti:Mo:V). Vedle toho byly síťovité produkty, které byly připraveny propletením zkřížených vláken, z nichž každé obsahovalo 1400 vláken z E-skla o průměru 9 mikrometrů, přičemž hustota vláken v uvedeném produktu byla 10 vláken/
25,4 milimetru, naimpregnovány suspenzí obsahující oxid ··♦» »4 44
4 4 · · 4 *»·· • 4 4 4 444 444 • 4 · 4 4· 4 444444 titaničitý, koloidní oxid křemičitý a polyvinylalkohol, která sloužila pro udělení tuhosti takto získanému podkladovému materiálu pro katalyzátor. Výše popsaná pasta katalyzátoru byla umístěna mezi dvě vrstvy uvedeného podkladového materiálu pro katalyzátor a tato sestava byla protahována mezi dvěma tlakovými válci, 12 hodin sušena na vzduchu a následně 2 hodiny žíhána při teplotě 500 °C, čímž byl získán deskovitý katalyzátor (o velikostí 100 mm x 100 mm) o tloušťce 1,0 milimetr.
Takto získaný katalyzátor byl nařezán na testovací kusy o rozměrech 20 milimetrů x 100 milimetrů. Tři tyto testovací kusy byly naimpregnovány methanolovým roztokem, ve kterém byl jakožto pseudodioxinová látka rozpuštěn dichlorbenzen (DCB) tak, aby celkové množství DCB nanesené na těchto třech testovacích kusech katalyzátoru bylo 0,001 molu. Testované kusy, na kterých byl nanesen dichlorbenzen (DCB) byly 12 hodin sušeny na vzduchu a naplněny do reakční trubky. Poté byl· skrz uvedené testovací kusy katalyzátoru po dobu 90 minut při teplotě 150 °C ponechán proudit plyn obsahující 100 ppm oxidu dusičitého, 10 procent kyslíku a 10 procent vody, jehož složení je uvedeno v tabulce 10 a jehož plošná rychlost byla 10 metrů/hodinu. V plynu, který prošel skrz uvedené testovací kusy katalyzátoru byly různými typy monitorovacích zařízení stanovovány koncentrace oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a oxidu dusného. Množství eliminovaného dichlorbenzenu (DCB) bylo měřeno pomocí detektoru s plamenovou ionizací (FID) a rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) byl vypočten ze zjištěných hodnot koncentrace oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého. Výsledkem měření bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 63 procent 30 minut po zahájení ···· ·# »4 *»*· ·· «« • · * · · ♦ · 4 « · ··· · · 4 4 4 * • 4 · · *·· · 4 4 »· ·· 4· 4 444444 proudění plynu. Ze zjištěných hodnot koncentrace oxidu dusnatého bylo vypočteno, že stupeň konverze oxidu dusičitého na oxid dusnatý činil 52 procent 10 minut po zahájení proudění plynu. Dále byl ze zjištěných hodnot koncentrace oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a DCB vypočten zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB), o kterém se předpokládá, že zůstává zachycený na katalyzátoru, a jeho hodnota činila 55 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, 7 procent 60 minut po zahájení proudění plynu a 0 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Tabulka 10
| Testovací podmínky při rozkladu dichlorbenzenu (DCB) | ||
| Plošná rychlost | 10 metrů/hodinu | |
| Reakční teplota | 150 °C | |
| Složení plynu | no2 | 100 ppm |
| O2 | 10 procent | |
| h2o | 10 procent | |
| n2 | zbytek |
Srovnávací příklad 13
Byl proveden stejný test jako v příkladu 19, při kterém byly použity stejné podmínky jako při testu v příkladu 19 a směs plynů, jejíž složení je popsáno v tabulce 1 s tou výjimkou, že tato směs neobsahovala oxid dusičitý. Výsledkem tohoto testu bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 11 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, stupeň konverze oxidu dusičitého činil 19 procent 10 minut po ···· ·« • · ·· 9999 * ♦ zahájení proudění plynu a zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 86 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, procent 60 minut po zahájení proudění plynu a 53 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Příklad 20
Byl proveden stejný test jako v příkladu 19, při kterém byly použity stejné podmínky jako při testu v příkladu 19 s tou výjimkou, že byl znovu použit katalyzátor, který byl již jednou použit ve srovnávacím testu 13. Výsledkem tohoto testu bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 66 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, stupeň konverze oxidu dusičitého činil 50 procent 10 minut po zahájení proudění plynu a zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 11 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, procent 60 minut po zahájení proudění plynu a rovněž 0 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Srovnávací příklad 14
Byl proveden stejný test jako ve srovnávacím příkladě 13, při kterém byly použity stejné podmínky jako při testu ve srovnávacím příkladě 13 s tou výjimkou, že jako testovací kusy katalyzátoru byl použit katalyzátor, který byl vyroben a kontaktován s plynem obsahujícím DCB za účelem zachycení DCB do tohoto katalyzátoru postupem podle příkladu 1, sušen 12 hodin na vzduchu a který byl poté promyt vodou, jejíž množství činilo desetinásobek jeho hmotnosti. Výsledkem tohoto testu bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 2 procenta 30 minut po zahájení proudění plynu, stupeň • 99
9
9999 «9 • ·
9 9 •9 9999 konverze oxidu dusičitého činil 19 procent 10 minut po zahájení proudění plynu a zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 89 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, procent 60 minut po zahájení proudění plynu a 70 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Příklad 21
Byl proveden stejný test jako v příkladu 19, při kterém byly použity stejné podmínky jako při testu v příkladu 19, s tou výjimkou, že byl znovu použit katalyzátor, který byl již jednou použit ve srovnávacím testu 14. Výsledkem tohoto testu bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 59 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, stupeň konverze oxidu dusičitého činil 42 procent 10 minut po zahájení proudění plynu a zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 45 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, procent 60 minut po zahájení proudění plynu a rovněž 37 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Příklad 22
Stejným způsobem jako v příkladu 19 byly vyrobeny testovací kusy katalyzátoru, ve kterých atomový poměr Tí:W:V činil 88:5:7, s tou výjimkou, že molybdenan amonný, který je surovinou pro výrobu katalyzátoru podle příkladu 19, byl nahrazen wolframanem amonným. Dále byl s tímto katalyzátorem proveden stejný test jako v příkladu 19, a to za stejných podmínek jako v příkladu 19. Výsledkem tohoto testu bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 42 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, stupeň
0000 00 00 ·*00 00 ··
0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 00 0
0 · 0 000 000 00 00 00 · 000000 konverze oxidu dusičitého činil 46 procent 10 minut po zahájení proudění plynu a zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 66 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, procent 60 minut po zahájení proudění plynu a 0 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Srovnávací příklad 15
Byl proveden stejný test jako ve srovnávacím příkladu 13, při kterém byly použity stejné podmínky jako při testu ve srovnávacím příkladu 13, s tou výjimkou, že jako testovací kusy katalyzátoru byl použit katalyzátor, jehož příprava je popsána v příkladu 22. Výsledkem tohoto testu bylo zjištění, že rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 7 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, stupeň konverze oxidu dusičitého činil 20 procent 10 minut po zahájení proudění plynu a zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) činil 84 procent 30 minut po zahájení proudění plynu, 71 procent 60 minut po zahájení proudění plynu a 53 procent 90 minut po zahájení proudění plynu.
Výsledky zjištěné při stanovení rozkladných poměrů dichlorbenzenu (DCB) a stupně konverze oxidu dusičitého v příkladech 13 až 16 a ve srovnávacích příkladech 13 až 15 jsou shrnuty v tabulce 11. V tabulce 12 jsou pak shrnuty výsledky zjištěné v uvedených příkladech a srovnávacích příkladech při stanovení zbytkových poměrů dichlorbenzenu.
9« «»»·
9* 99 • 9 9
9
Tabulka 11
| Rozkladný poměr DCB (%) po 30 minutách | Stupeň konverze (%) po 10 minutách | |
| Příklad 13 | 63 | 52 |
| Příklad 14 | 66 | 50 |
| Příklad 15 | 59 | 42 |
| Příklad 16 | 42 | 46 |
| Srovnávací příklad 13 | 11 | 19 |
| Srovnávací příklad 14 | 2 | 19 |
| Srovnávací příklad 15 | 7 | 20 |
Tabulka 12
| Zbytkový poměr DCB (procento) | |||
| po 30 minutách | po 60 minutách | po 90 minutách | |
| Příklad 13 | 55 | 7 | 0 |
| Příklad 14 | 11 | 0 | 0 |
| Příklad 15 | 45 | 37 | 37 |
| Příklad 16 | 66 | 28 | 0 |
| Srovnávací příklad 13 | 86 | 70 | 53 |
| Srovnávací příklad 14 | 89 | 79 | 70 |
| Srovnávací příklad 15 | 84 | 71 | 53 |
Z tabulky 11 je zřejmé, že v příkladech 13 až 16, ve kterých byl katalyzátor vystaven působení plynu, jenž obsahoval oxid dusičitý, bylo dosaženo vysokých rozkladných
9» 99
9 9 4 •r·· 99 • 9
9 poměrů dichlorbenzenu (DCB), vysokých stupňů konverze oxidu dusičitého, přičemž rozkladné reakce (podle chemické rovnice (4)) dichlorbenzenu (DCB) s oxidem dusičitým probíhaly rychle v porovnání se srovnávacími příklady 13 až 16, ve kterých byly katalyzátory vystaveny působení plynu, který neobsahoval žádný oxid dusičitý.
Z údajů v tabulce 12 je patrné, že v případě příkladů 13, 14 a 16 došlo po 90 minutách od začátku testu k úplnému odstranění dichlorbenzenu. Ačkoli zbytkový poměr dichlorbenzenu (DCB) v příkladu 15, ve kterém byly použity testovací kusy katalyzátoru, které byly nejprve promyty vodou, činil po 90 minutách 15 procent, má se za to, že tento výsledek je zaviněn tím, že část dichlorbenzenu (DCB) byla z katalyzátoru odstraněna jeho promytím vodou před začátkem testu. Na druhé straně rozkladný poměr dichlorbenzenu (DCB) byl stanoven pomocí oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého, které vznikají při rozkladu dichlorbenzenu (DCB), a z těchto hodnot bylo matematicky vypočteno, že část dichlorbenzenu (DCB), která odpovídala množství DCB, jež bylo odstraněno promýváním katalyzátoru, zůstala v nebo na povrchu katalyzátoru. Tuto dedukci je možné považovat za správnou, protože zbytkové poměry dichlorbenzenu (DCB) jak po 60, tak po 90 minutách po začátku testu byly vždy 37 procent.
Ze srovnání mezi příklady 13 a 16 v tabulce 12 je dále zřejmé, že rychlost rozkladu dichlorbenzenu (DCB) v příkladu 13 je vyšší než v příkladu 16, z čehož je možné usuzovat, že katalyzátor zahrnující oxidový komplex tří složek zahrnujících titan, molybden a vanad je, pokud se vezme v
444 ·« »'4
4 · 4 4 • 44 · ·
4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4
4 4 4 «► <4*· 4« 44
4 4 4 4
4 4 4
4 4 4 *
4 4 4
4 4 4 4 4 4 úvahu ošetřování katalyzátoru, vhodnější pro použití jakožto katalyzátor rozkladu DXN.
Způsobem podle předmětného vynálezu, který je popsán v patentovém nároku 1, je možné oxidačně rozkládat jedovaté, chlor obsahující organické sloučeniny (DXN), které jsou obsaženy ve spalinách produkovaných ve spalovnách odpadů apod., přičemž tento rozklad je možné účinně provádět pomocí oxidu dusičitého v přítomnosti malého množství katalyzátoru, a to i při nižší teplotě, a zároveň je možné zabránit zpětné syntéze DXN.
Způsobem podle předmětného vynálezu, který je popsán v patentovém nároku 2, je možné účinně oxidačně rozkládat chlor obsahující organické sloučeniny (DXN), přičemž tento rozklad je možné provádět, stejně jako v případě nároku 1, při nižší teplotě v přítomnosti malého množství specifického katalyzátoru.
Způsobem podle předmětného vynálezu, který je popsán v patentovém nároku 3, je možné dosáhnout stejného účinku jako způsobem popsaným v nároku 1 nebo 2 a kromě toho je možné DXN obsažené ve spalinách oxidačně rozkládat pomocí oxidu dusičitého s vysokou účinností i při nižších teplotách, aniž by došlo ke snížení aktivity katalyzátoru, a to dokonce i v přítomnosti oxidu siřičitého.
Způsobem podle předmětného vynálezu, který je popsán v patentovém nároku 4, je možné pomocí oxidu dusičitého a malého množství katalyzátoru oxidačně rozkládat při nižších teplotách chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, ·*>«· ·· 9« *··♦ *9 90 • a * · · e *···
4····· »9 « • 9 > · * · · ··· «· ·» 4* * #*·»·· přičemž je zároveň možné ze spalin odstraňovat oxidy dusíku.
Při způsobu podle nároku 4 rovněž neexistuje riziko zpětné syntézy DXN.
Způsobem ..podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 5, je možné dosáhnout stejného účinku jako způsobem podle nároku 4.
Způsobem podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 6, je možné dosáhnout stejných účinků jako způsoby popsanými v nárocích 4 nebo 5 a kromě toho je možné DXN a oxidy dusíku (N0x) , které jsou obsažené ve spalinách, oxidačně rozkládat a odstraňovat s vysokou účinností dokonce i v přítomnosti oxidu siřičitého, aniž by došlo ke snížení aktivity katalyzátoru.
Katalyzátor popsaný v nároku 7 vykazuje vynikající aktivitu při rozkladu DXN pomocí oxidu dusičitého, přičemž tyto vlastnosti katalyzátoru jsou dány kombinací účinků tří složek, ze kterých je tento katalyzátor složen a které zahrnují titan, molybden a vanad. Tak je tedy možné dále snižovat reakční tepotu a navrhnout plán na snížení množství katalyzátoru, které je nezbytně nutné použít. Katalyzátor popsaný v nároku 7 má rovněž vynikající odolnost vůči oxidům síry (S0x) a vykazuje stabilní a dlouho trvající aktivitu při rozkládání DXN.
Způsobem podle předmětného vynálezu, který je popsán v nároku 8, je možné zajistit bezpečnost pracovního prostoru při práci v interiérech, včetně pravidelných inspekcí. Díky tomuto způsobu je usnadněna manipulace s použitým katalyzátorem během • « · ·· · 9 · · · «· ·· ·· · ······ jeho likvidace nebo výměny, protože DXN zachycené v nebo na použitém katalyzátoru je možné způsobem podle nároku 8 účinně odstranit.
Způsobem podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 9, je možné dosáhnout stejných účinků jako v případě způsobu podle nároku 8, přičemž je dále zabráněno zpětné syntéze rozložených DXN.
Způsobem podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 10, je možné DXN zachycené v nebo na použitém katalyzátoru účinně rozložit a odstranit stejně jako v případě způsobů popsaných v nárocích 8 a 9.
Způsobem podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 11, je možné dosáhnout stejných účinků jako v případě způsobu podle nároku 10, přičemž DXN obsažené v odpadní vodě, která vzniká při odstraňování prachu z použitého katalyzátoru, je možné účinně rozložit a odstranit, takže další úprava odpadní vody již není nutná.
Způsobem podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 12, je možné dosáhnout stejných účinků jako v případě způsobu podle nároků 8 až 11, přičemž není nutné použít žádné zvláštní zařízení pro ošetření katalyzátoru.
Způsobem podle tohoto vynálezu, který je popsán v nároku 13, je možné ošetření použitého katalyzátoru za účelem jeho zneškodnění provést rychleji při použití specifického katalyzátoru pro rozklad DXN.
Claims (13)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, vyznačující se tím, že zahrnuje reakci chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách s oxidem dusičitým, který je obsažen v uvedených spalinách nebo který se do těchto spalin přidává z vnějšího zdroje, při teplotě v rozmezí od 100 °C do 450 °C v přítomnosti katalyzátoru tak, že koncentrace oxidu dusičitého ve spalinách po skončení reakce je vyšší než 1 ppm, přičemž při uvedené reakcí dochází k oxidačnímu rozkladu uvedené chlor obsahující organické sloučeniny oxidem dusičitým.
- 2. Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený katalyzátor zahrnuje oxid titaničitý, oxid molybdenový, oxid vanadičný, přičemž obsah titanu, molybdenu a vanadu v tomto katalyzátoru, vyjádřený atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí 99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15.
- 3. Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedené spaliny obsahují oxid síry.
- 4. Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách, vyznačující se tím, že zahrnuje přivádění amoniaku do uvedených spalin • · · · ·· • « ·· obsahujících chlor obsahující organickou sloučeninu, následné kontaktování těchto spalin s katalyzátorem, který zahrnuje oxid titaničitý, oxid molybdenový, oxid vanadičný, přičemž obsah titanu, molybdenu a vanadu v tomto katalyzátoru, vyjádřený atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí 99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15, přičemž uvedená reakce probíhá při teplotě v rozmezí od 100 °C do 450 °C a dochází při ní k oxidačnímu rozkladu chlor obsahující organické sloučeniny oxidem dusičitým, který je obsažen v uvedených spalinách nebo je do těchto spalin přidáván z vnějšího zdroje, přičemž koncentrace oxidu dusičitého je vyšší než koncentrace chlor obsahující organické sloučeniny, a rozklad oxidu dusíku amoniakem tak, že oxid dusíku zůstává přítomen v koncentraci vyšší než 1 ppm.
- 5. Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách podle nároku 4, vyznačující se tím, že se část reakce, při které dochází k rozkladu oxidu dusíku amoniakem, provádí předtím, než se spaliny kontaktují s katalyzátorem podle nároku 2.
- 6. Způsob rozkládání chlor obsahující organické sloučeniny obsažené ve spalinách podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že uvedené spaliny obsahují oxid síry.
- 7. Katalyzátor pro použití při způsobu podle nároku 1 nebo 4, vyznačující se tím, že zahrnuje oxid titaničitý, oxid molybdenový, oxid vanadičný, přičemž obsah titanu, molybdenu a vanadu v tomto katalyzátoru, vyjádřený99 99 99 9··9 99 99999 99 9 999
- 8.
- 9.
- 10.
- 11.atomovým poměrem jednotlivých prvků, je v rozmezí99 až 70:0,5 až 15:0,5 až 15.Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny, vyznačující se tím, že zahrnuje kontaktování katalyzátoru, jenž byl použit pro přečištění spalin obsahujících chlor obsahující organickou sloučeninu, s plynem obsahujícím oxid dusičitý za účelem oxidačního rozložení uvedené chlor obsahující organické sloučeniny, která je zachycena na tomto katalyzátoru, pomocí oxidu dusičitého.Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny podle nároku 8, vyznačující se tím, že ke kontaktu uvedeného katalyzátoru s uvedeným plynem obsahujícím oxid dusičitý dochází při teplotě nižší než 250 °C.Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že ke kontaktu uvedeného katalyzátoru s uvedeným plynem obsahujícím oxid dusičitý dochází až poté, co byl tento katalyzátor opláchnutím předem zbaven zachyceného prachu.Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny podle nároku 10, vyznačující se tím, že odpadní voda vzniklá při odstraňování zachyceného prachu se převede ohřevem do plynného stavu, do vzniklé páry se přivádí plyn4444 ·· • ·
- 12.
- 13.• · · · 4··· • 4 4 4 4 4 44··· 444 44444 44 44 · 444444 obsahující oxid dusičitý a vzniklá směs uvedeného plynu a páry se kontaktuje s uvedeným katalyzátorem.Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny podle kteréhokoli z nároků 8 až 11, vyznačující se tím, že k rozkladu chlor obsahující organické sloučeniny zachycené na uvedeném katalyzátoru dochází v zařízení, ve kterém je tento katalyzátor obsažen.Způsob ošetření katalyzátoru použitého pro rozklad chlor obsahující organické sloučeniny podle kteréhokoli z nároků 8 až 12, vyznačující se tím, že uvedený katalyzátor zahrnuje jakožto hlavní složku oxid titaničitý a dále zahrnuje vanad a molybden nebo wolfram.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32306499A JP2001137715A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 含塩素有機化合物分解触媒の処理方法 |
| JP32304399A JP4426680B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 排ガス中の含塩素有機化合物の分解方法およびその方法に用いる触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20021592A3 true CZ20021592A3 (cs) | 2003-01-15 |
| CZ302209B6 CZ302209B6 (cs) | 2010-12-22 |
Family
ID=26571033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20021592A CZ302209B6 (cs) | 1999-11-12 | 2000-11-10 | Zpusob@rozkládání@organických@sloucenin@obsahujících@chlor@@které@jsou@obsaženy@ve@spalinách@@a@katalyzátor@pro@použití@pri@tomto@zpusobu |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6759565B1 (cs) |
| EP (1) | EP1236498B1 (cs) |
| KR (1) | KR100850060B1 (cs) |
| AT (1) | ATE374647T1 (cs) |
| CA (1) | CA2389853C (cs) |
| CZ (1) | CZ302209B6 (cs) |
| DE (1) | DE60036637T2 (cs) |
| DK (1) | DK1236498T3 (cs) |
| HU (1) | HUP0204194A3 (cs) |
| PL (1) | PL206072B1 (cs) |
| SK (1) | SK287089B6 (cs) |
| TW (1) | TW555590B (cs) |
| WO (1) | WO2001036070A1 (cs) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4578048B2 (ja) * | 2002-06-21 | 2010-11-10 | 中国電力株式会社 | 脱硝触媒再生方法 |
| DE102015209988A1 (de) | 2014-06-02 | 2015-12-03 | Johnson Matthey Public Limited Company | Beschichtete Artikel mit hohen KNOx/KSOx-Verhältnissen für die selektive katalytische Reduktion |
| US10940471B1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-03-09 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Catalytic efficiency of flue gas filtration |
| US11071947B2 (en) | 2019-10-30 | 2021-07-27 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Catalytic efficiency of flue gas filtration |
| CN113181590A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-30 | 南京师范大学 | 一种湿式催化氧化降解飞灰中二噁英的方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5009869A (en) * | 1987-12-28 | 1991-04-23 | Electrocinerator Technologies, Inc. | Methods for purification of air |
| DE4021135A1 (de) * | 1990-07-03 | 1992-01-09 | Hagenmaier Hans Paul | Verfahren zur verringerung der emission von organischen produkten unvollstaendiger verbrennung |
| ATE124287T1 (de) * | 1989-10-06 | 1995-07-15 | Babcock Anlagen Gmbh | Verfahren zur verringerung der emission von organischen produkten unvollständiger verbrennung. |
| US5290432A (en) * | 1990-05-09 | 1994-03-01 | Chemical Waste Management, Inc. | Method of treating toxic aromatic halogen-containing compounds by electrophilic aromatic substitution |
| DE4035205A1 (de) * | 1990-08-30 | 1992-05-07 | Fritz Curtius | Verfahren zur reinigung von abgasen in einem oxidierenden waschverfahren mit h202 |
| EP0603533B1 (en) * | 1992-11-20 | 1997-06-18 | AUSIMONT S.p.A. | Process for the disposal of chlorinated organic products by sulphonation or nitration and subsequent oxidation |
| JP3085178B2 (ja) * | 1994-12-30 | 2000-09-04 | 堺化学工業株式会社 | 排ガスを処理するための触媒及び方法 |
| KR100403436B1 (ko) * | 1996-02-02 | 2004-02-11 | 사카이 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 배출가스를처리하기위한촉매및방법 |
| JP3488632B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2004-01-19 | 株式会社日本触媒 | バッグフィルタ式集塵装置及びその集塵装置を用いた有害ガス除去方法 |
| JP2000300959A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Babcock Hitachi Kk | ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置 |
-
2000
- 2000-11-10 US US10/130,155 patent/US6759565B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-10 DE DE60036637T patent/DE60036637T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-10 PL PL356182A patent/PL206072B1/pl unknown
- 2000-11-10 AT AT00974909T patent/ATE374647T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-11-10 TW TW089123877A patent/TW555590B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-11-10 KR KR1020027006103A patent/KR100850060B1/ko active IP Right Grant
- 2000-11-10 CZ CZ20021592A patent/CZ302209B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-11-10 SK SK661-2002A patent/SK287089B6/sk unknown
- 2000-11-10 EP EP00974909A patent/EP1236498B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-10 CA CA002389853A patent/CA2389853C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-10 WO PCT/JP2000/007935 patent/WO2001036070A1/ja active IP Right Grant
- 2000-11-10 DK DK00974909T patent/DK1236498T3/da active
- 2000-11-10 HU HU0204194A patent/HUP0204194A3/hu unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60036637T2 (de) | 2008-07-17 |
| EP1236498A4 (en) | 2003-10-22 |
| EP1236498B1 (en) | 2007-10-03 |
| KR100850060B1 (ko) | 2008-08-04 |
| US6759565B1 (en) | 2004-07-06 |
| CZ302209B6 (cs) | 2010-12-22 |
| CA2389853C (en) | 2007-08-07 |
| SK6612002A3 (en) | 2002-12-03 |
| PL206072B1 (pl) | 2010-06-30 |
| DK1236498T3 (da) | 2008-01-07 |
| ATE374647T1 (de) | 2007-10-15 |
| WO2001036070A1 (fr) | 2001-05-25 |
| EP1236498A1 (en) | 2002-09-04 |
| PL356182A1 (en) | 2004-06-14 |
| DE60036637D1 (de) | 2007-11-15 |
| TW555590B (en) | 2003-10-01 |
| HUP0204194A2 (hu) | 2003-03-28 |
| HUP0204194A3 (en) | 2004-08-30 |
| SK287089B6 (sk) | 2009-11-05 |
| KR20020062946A (ko) | 2002-07-31 |
| CA2389853A1 (en) | 2001-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3138468B2 (ja) | 不完全燃焼の有機生成物の排出を減少させる方法 | |
| EP0793995B1 (en) | Method of treating gases containing organohalogen compounds | |
| JPH07299331A (ja) | 乾式脱硫脱硝プロセス | |
| CZ20021592A3 (cs) | Způsob rozkládání chlor obsahujících organických sloučenin obsaľených ve spalinách a katalyzátor pouľívaný při tomto způsobu | |
| KR100533877B1 (ko) | 다이옥신을 포함한 방향족할로겐화합물, 일산화탄소 및질소산화물을 제거하는 촉매 및 이의 용도 | |
| JPS63111929A (ja) | ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去方法 | |
| JP3021420B2 (ja) | 排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置 | |
| EP1236510A1 (en) | Catalyst for decomposing organic hazardous material and method for decomposing organic halides using the same | |
| JP3944149B2 (ja) | ダイオキシンを含む芳香族ハロゲン化合物、一酸化炭素及び窒素酸化物を除去する触媒 | |
| JPH1057760A (ja) | 塩素化有機化合物の分解方法 | |
| JP3510541B2 (ja) | 排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置 | |
| JPH08238418A (ja) | 有機ハロゲン化合物の分解処理方法 | |
| JP3790943B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法 | |
| KR100515907B1 (ko) | 다이옥신 및/또는 질소산화물 제거용 촉매 및 이의 제조방법 | |
| JP2007229546A (ja) | 酸化触媒、排ガス処理方法及び排ガス処理装置 | |
| JP2000300959A (ja) | ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置 | |
| JP2002001065A (ja) | 有機塩素化合物の分解触媒と分解方法 | |
| JP4426680B2 (ja) | 排ガス中の含塩素有機化合物の分解方法およびその方法に用いる触媒 | |
| JP2003053147A (ja) | 有機塩素化合物、窒素酸化物の除去方法 | |
| JP2000061305A (ja) | 排ガス処理用触媒及び排ガス処理用方法 | |
| KR100415642B1 (ko) | 다이옥신화합물제거용크로미아/알루미나촉매및이를이용한다이옥신화합물제거방법 | |
| JP3892203B2 (ja) | 含塩素有機化合物の浄化方法 | |
| JP2001137715A (ja) | 含塩素有機化合物分解触媒の処理方法 | |
| JP2003053149A (ja) | 有機塩素化合物の除去方法 | |
| JPH10216480A (ja) | 排ガスの処理方法と排ガス処理用触媒 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20151110 |