CZ305451B6 - Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby - Google Patents

Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ305451B6
CZ305451B6 CZ2013-1070A CZ20131070A CZ305451B6 CZ 305451 B6 CZ305451 B6 CZ 305451B6 CZ 20131070 A CZ20131070 A CZ 20131070A CZ 305451 B6 CZ305451 B6 CZ 305451B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst
sub
cobalt
cesium
concentration
Prior art date
Application number
CZ2013-1070A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20131070A3 (cs
Inventor
František Kovanda
Lucie Obalová
Květuše Jirátová
Jaromír Šrámek
Original Assignee
Vysoká škola chemicko- technologická v Praze
Vysoká škola báňská- Technická univerzita Ostrava
Ústav Chemických Procesů Av Čr
Chemoprojekt Chemicals, S. R. O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko- technologická v Praze, Vysoká škola báňská- Technická univerzita Ostrava, Ústav Chemických Procesů Av Čr, Chemoprojekt Chemicals, S. R. O. filed Critical Vysoká škola chemicko- technologická v Praze
Priority to CZ2013-1070A priority Critical patent/CZ20131070A3/cs
Publication of CZ305451B6 publication Critical patent/CZ305451B6/cs
Publication of CZ20131070A3 publication Critical patent/CZ20131070A3/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

Katalyzátor pro odstraňování N.sub.2.n.O z odpadních plynů obsahujících vedle N.sub.2.n.O vodní páru, NO.sub.x.n. a kyslík jeho rozkladem na složky neškodné životnímu prostředí, dusík a kyslík, spočívá v tom, že katalyzátor je tvořen kalcinovaným beta-hydroxidem kobaltnatým impregnovaným vodnými roztoky sloučenin cesia, kterými jsou dusičnany nebo uhličitany a koncentrace cesia se pohybuje v mezích 0,2 až 3 % hmotn., vztaženo na hmotnost katalyzátoru. Způsob jeho výroby spočívá v tom, že se na dusičnan kobaltnatý působí hydroxidem sodným v molárním poměru NaOH/Co(NO.sub.3.n.).sub.2.n. = 0,5 až 2,0 při teplotě 15 až 30 .degree.C za míchání po dobu 5 až 10 minut za vzniku krystalické struktury beta-hydroxidu kobaltnatého, který se suší a kalcinuje při teplotě 350 až 650 .degree.C po dobu 2 až 8 hodin a poté se impregnuje vodným roztokem sloučenin cesia tak, aby molární poměr koncentrace Cs ku Co.sub.3.n.O.sub.4.n. byl v mezích 0,003 až 0,060 a opět se podrobí kalcinaci při teplotě v rozmezí 350 až 650 .degree.C po dobu 2 až 8 hodin. Získaný katalyzátor rozkládá N.sub.2.n.O z odpadních plynů při teplotách 350 .degree.C a vyšších, ve výsledném plynu se dosahuje koncentrace N.sub.2.n.O pod 15∙10.sup.-3.n. % mol., při koncentraci N.sub.2.n.O na vstupu 0,1 % mol., a zatížení 0,001 g.sub.katal.n. min ml.sup.-1.n..

Description

Vynález se týká procesu katalytického rozkladu N2O v odpadních plynech a přípravy katalyzátoru potřebného pro jeho provedení.
Dosavadní stav techniky
Azoxid (N2O), dříve označovaný jako oxid dusný, patří mezi látky silně poškozující stratosférickou ozónovou vrstvu a zároveň je významným skleníkovým plynem s vysokým potenciálem skleníkového oteplování (GWP = 310). Nepříznivá je také jeho dlouhá doba setrvání v atmosféře odhadovaná na 120 až 150 let. Největším zdrojem N2O je zemědělská činnost, chemický průmysl (zejména výrobu kyseliny dusičné a adipové) a spalovací procesy včetně emisí vznikajících při použití třícestných katalyzátorů v automobilové dopravě. Ve většině odpadních plynů (např. ze spalování tuhých paliv ve fluidním loži nebo z výroby kyseliny dusičné) jsou emise N2O doprovázeny emisemi vyšších oxidů dusíku NOX (NO a NO2). Současná koncentrace N2O v atmosféře je okolo 612 pg m 3 (312 ppb) a byl zjištěn její nárůst o 0,2 až 0,3 % ročně [1]. Významným zjištěním je, že nárůst koncentrace N2O v ovzduší je způsoben lidskou činností. Technologie pro snížení emisí N2O z výroben kyseliny dusičné a adipové jsou v současnosti již ve stádiu komerčních aplikací, přesto je stále žádoucí jejich optimalizace a vývoj technologií nových.
Výběr vhodné metody snížení emisí N2O pro daný zdroj závisí na podmínkách konkrétního procesu a parametrech odpadního plynu. Jednoduchou metodou likvidace N2O je jeho přímý rozklad na kyslík a dusík. Výhodou této metody je, že není nutný přídavek redukčního činidla a produkty reakce jsou přirozené složky ovzduší. Uvedená metoda však vyžaduje dostatečně aktivní, selektivní a především stabilní katalyzátory.
Pro přímý rozklad N2O byly studovány různé katalytické systémy. Bylo zjištěno, že reakce je katalyzována přechodnými (Co, Ni, Fe, Cu, Mn, La) a vzácnými kovy (Rh, Ru, Pd) a klíčovou úlohu má typ matrice nebo nosiče a oxidační stav kovu [2], Nejaktivnějšími katalyzátory jsou katalyzátory s obsahem Rh. Jejich využití v praxi je však vzhledem k vysoké ceně rhodia ekonomicky nepříliš výhodné. Mezi aktivní katalyzátory patří rovněž zeolity s obsahem kationtů železa [1], které však bývají méně stabilní při dlouhodobém nasazení v reálných podmínkách. Katalytický rozklad N2O byl také sledován na směsných oxidech připravených kalcinací podvojných vrstevnatých hydroxidů, zejména typu Co-Mn-Al. Bylo zjištěno, že katalatická aktivita významně vzrostla po modifikaci směsného oxidu Co-Mn-Al alkalickými promotory [3],
V poslední době lze v odborné literatuře věnované rozkladu N2O nalézt odkazy na katalyzátory na bázi oxidů kobaltu. Stelmachowski a kol. [4] publikovali údaje o vysoké účinnosti komerčního CO3O4 impregnovaného uhličitany nebo dusičnany alkalických kovů. Pasha a kol. [5] připravili oxid CO3O4 srážením roztoku dusičnanu kobaltnatého uhličitanem sodným. Cesiový promotor byl na CO3O4 nanesen impregnací z roztoku dusičnanu česného. Stejným způsobem s použitím NaOH nebo Na2CO3 jako srážecího činidla připravili oxid Co3O4 modifikovaný cesiem i Ohnishi a kol. [6]·
V patentové literatuře jsou jako prekurzory pro přípravu kobaltového katalyzátoru pro rozklad N2O uváděny hydrotalcity, uhličitany nebo hydroxidy kobaltu, připravené nejčastěji srážením dusičnanu kobaltnatého, případně promotované dalšími složkami (kovy). Např. předmětem japonského patentu JP2012050969-A [7] nazvaného „Catalyst for decomposing nitrous oxide and method for cleaning nitrous oxide-containing gas by using the same“ je oxid Co3O4 modifikovaný rubidiem nebo cesiem. Oxid Co304 je připraven srážením Co(NO3)2, Cs a Rb promotory jsou nanášeny impregnací z roztoků dusičnanů. Katalyzátor rozkládá N2O i v přítomnosti CO2 a je aktivní už za nízkých teplot.
Předmětem indického patentu 2256389:A [8] je příprava oxidu Co3O4 srážením Co(NO3)2, kdy jako promotor je použit alkalický kov (Na, K, Cs). Promotory jsou nanášeny na oxid Co3O4 impregnací z roztoků dusičnanů. Jako srážení činidlo je chráněno Na2CO3, (NH4)2CO3 a kyselina šťavelová. Katalyzátor rozkládá N2O v přítomnosti vlhkosti a kyslíku již za nízkých teplot (350 °C).
Předmětem japonského patentu JP2007054714—A [9] nazvaného „Decomposition catalyst of nitrous oxide contained in exhaust gas ejected from motor vehicles, contains cobalt oxide having tricobalt tetraoxide as main component, alkali metal and/or alkaline earth metal“ je katalyzátor pro rozklad N2O, tvořený Co3O4 a promotorem (alkalický kov nebo kov alkalických zemin), který rozkládá N2O při teplotách 300 °C a méně. Příprava katalyzátoru spočívá v přidání vodného roztoku soli alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin k soli kobaltu a/nebo oxidu kobaltu a/nebo k vodnému roztoku soli kobaltu, v impregnaci nosiče, sušení a kalcinací.
Japonský patent WO 2013047484 Al [10] nazvaný „Catalyst for decomposition of nitrous oxide, method for producing catalyst for decomposition of nitrous oxide, and method for processing nitrous oxide-containing gas“ chrání katalyzátor pro rozklad N2O, který efektivně rozkládá N2O v přítomnosti NOX a CO2. Je složen ze složky A (Co3O4 nebo CoO) a složky B (kov ze skupiny 5 až 15), molámí poměr B/A = 0,0005 až 0,15. Katalyzátor může být také složen ze složky A (oxid kobaltu) a složky C (alespoň jeden kov z 11. až 15. skupiny a 2. až 3. skupiny). Jako výchozí materiál pro přípravu sloky A je použit Co(OH)2 a Co((OH)2 · xCoCO3 · yCo), dusičnan kobaltnatý, chlorid kobaltnatý, octan kobaltnatý, uhličitan a bazický uhličitan kobaltnatý. Alkalické kovy jako promotory nejsou zahrnuty.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje katalyzátor pro odstraňování N2O (azoxidu) z odpadních plynů obsahujících vedle N2O vodní páru, kyslík a NOX jeho rozkladem na složky neškodné životnému prostředí, dusík a kyslík, který je tvořen kalcinovaným beta-hydroxidem kobaltnatým impregnovaným vodnými roztoky sloučenin cesia. Sloučeninami cesia jsou dusičnany nebo uhličitany a koncentrace cesia se pohybuje v mezích 0,2 až 3 % hmotn., vztaženo na hmotnost katalyzátoru. Způsob výroby katalyzátoru spočívá v tom, že se na dusičnan kobaltnatý působí hydroxidem sodným v molámím poměru NaOH/Co(NO3)2 = 0,5 až 2,0 při teplotě 15 až 30 °C za míchání po dobu 5 až 10 min za vzniku krystalické struktury beta-hydroxidu kobaltnatého, který se suší a kalcinuje při teplotě 350 až 650 °C po dobu 2 až 8 hodin a poté se impregnuje vodným roztokem sloučenin cesia tak, aby molámí poměr koncentrace Cs ku Co3O4 byl v mezích 0,003 až 0,060 a opět se podrobí kalcinací při teplotě 350 až 650 °C po dobu 2 až 8 hodin. Způsob odstranění N2O z odpadních plynů obsahujících vedle N2O ještě vodní páru, NOX a kyslík spočívá v tom, že se odpadní plyn při teplotách 350 °C a vyšších vede přes katalyzátor, který je tvořen kalcinovaným beta-hydroxidem kobaltnatým impregnovaným vodnými roztoky sloučenin cesia, přičemž se dosahuje koncentrace N2O ve výsledném plynu pod 0,015 % mol. při koncentraci N2O na vstupu 0,1 % mol. a zatížení 0,001 gkatai min ml“1.
My jsme nyní zjistili, že v případě, kdy je kobaltový katalyzátor - oxid Co3O4 - připravený kalcinací při teplotě 350 až 650 °C z prekurzoru specifické krystalové struktury, konkrétně z betahydroxidu kobaltnatého připraveného působením hydroxidu sodného na dusičnan kobaltnatý, poskytuje po jeho impregnaci solemi cesia katalyzátor, který umožňuje vysoké konverze N2O (vyšší než 85 %) při teplotách pod 350 °C, dokonce v přítomnosti O2 a H2O.
Způsob podle vynálezu představuje jednoduchou, technologicky nenáročnou cestu odstraňování N2O z odpadních plynů obsahujících vodní páru, NOX a kyslík tak, aby se získaly složky neškodné, životnímu prostředí (kyslík a dusík).
Objasnění výkresů
Obrázek 1 znázorňuje práškové difraktogramy prekurzorů A, B a C. Identifikované krystalické fáze: prekurzor A - podvojný vrstevnatý hydroxid Οο(ΙΙ)-Οο(ΙΠ) s příměsí (T-Co(OH)2; prekurzor B - beta-hydroxid kobaltnatý, β-Οο(ΟΗ)2; prekurzor C - hydratovaný bazický uhličitan kobaltnatý, Co(CO3)0,5(OH)0,l 1H2O.
Obrázek 2 znázorňuje práškové difraktogramy katalyzátorů A, B a C. Ve všech vzorcích byla identifikována jediná krystalická fáze - oxid Co3O4. Katalyzátory A, B a C byly připraveny kalcinací prekurzorů A, B a C při 500 °C.
Příklady uskutečnění vynálezu
Dále je vynález blíže osvětlen na příkladech provedení.
Příklad 1
Příprava Co3O4 katalyzátorů z různých prekurzorů
Prekurzor A byl připraven následujícím způsobem: Do vzduchem probublávaného roztoku hydroxidu sodného připraveného rozpuštěním 5,60 g NaOH v 700 ml destilované vody byl za laboratorní teploty a intenzivního míchání přidán roztok dusičnanu kobaltnatého připraveného rozpuštěním 81,50 g Co(N03)2-6H20 v destilované vodě. Molámí poměr NaOH/Co(NO3)2 = 0,50. Vzniklá suspenze byla za stálého míchání a probublávání vzduchem udržována při laboratorní teplotě po dobu 18 hodin. Následně byl pevný produkt odfiltrován, promyt destilovanou vodou a vysušen při 30 °C. Práškový difraktogram vysušeného prekurzorů A vykázal difrakční píky charakteristické pro podvojný vrstevnatý hydroxid typu Co(II)-Co(ni). Ve vzorku bylo zjištěno rovněž malé množství příměsi (3-Co(OH)2 (Obrázek 1).
Prekurzor B byl připraven následujícím způsobem: Do vzduchem probublávaného roztoku hydroxidu sodného připraveného rozpuštěním 22,40 g NaOH v 700 ml destilované vody byl za laboratorní teploty a intenzivního míchání přidán roztok dusičnanu kobaltnatého připraveného rozpuštěním 81,50 g Co(NO3)2-6H2O v destilované vodě. Molámí poměr NaOH/Co(NO3)2 = 2. Vzniklá suspenze byla za stálého míchání a probublávána vzduchem při laboratorní teplotě po dobu 5 minut, poté byl pevný produkt odfiltrován, promyt destilovanou vodou a vysušen při 30 °C. Práškový difraktogram vysušeného prekurzorů B vykázal difrakční píky charakteristické pro beta-modifikaci hydroxidu kobaltnatého, (3-Co(OH)2 (Obrázek 1).
Prekurzor C byl připraven následujícím způsobem: Do míchaného reaktoru obsahujícího 200 ml destilované vody zahřáté na 60 °C bylo rychlostí 5,5 mi min“1 přidáno 400 ml roztoku dusičnanu kobaltnatého připraveného rozpuštěním 116,40 g Co(NO3)2-6H2O v destilované vodě. Současně byl přidáván roztok uhličitanu sodného o koncentraci c(Na2CO3) = 2,65 mol Γ1 takovou rychlostí, aby pH reakční směsi bylo udržováno na hodnotě 9,5 ±0,1. Srážecí reakce probíhala za intenzivního míchání při teplotě 60 °C. Po přidání celého množství roztoku dusičnanu kobaltnatého byla vzniklá suspenze míchána dalších 20 minut při teplotě 60 °C. Následně byl pevný produkt odfiltrován, promyt destilovanou vodou a vysušen při 30 °C. V práškovém difraktogramu vysušeného prekurzorů C byl identifikován bazický hydratovaný uhličitan kobaltnatý o složení
ΡΜΡΓί \ /f\I η.Λ 1 III A /Π1__2^,1. 1 \
CZ 305451 Β6
Katalyzátory A, B a C byly připraveny kalcinací vysušených prekurzoru A, B a C na vzduchu při teplotě 500 °C po dobu 4 hodin. V difraktogramech všech kalcinovaných produktů byl zjištěn oxid CO3O4 jako jediná krystalická fáze (Obrázek 2). Pro katalytické testy byly katalyzátory zformovány do tablet a po jejich rozdrcení byla vysítována frakce o velikosti částic 0,160 až 0,315 mm.
Příklad 2
Katalytický test rozkladu N?O v dusíku v přítomnosti katalyzátorů A, B a C
Katalyzátory A, B a C připravené podle postupu popsaného v Příkladu 1 byly postupně umístěny do vyhřívaného trubkového reaktoru vyrobeného z nerezové oceli nebo skla (vnitřní průměr 5 mm) a uvedeny do styku s odplynem o průtoku 100 ml min 1 obsahujícím 0,1 % mol. N2O, dále 5 mol% O2 a 2 % mol H2O, zbytek plynné směsi byl tvořen dusíkem. Lože katalyzátoru obsahovalo 0,1 g katalyzátoru ve formě zrn o velikosti 0,160 až 0,315 mm. Propojení mezi reaktorem a jednotlivými částmi bylo provedeno pomocí kapilár vyhřívaných na teplotu 120 °C. Koncentrace N2O na vstupu do reaktoru a na jeho výstupu byla měřena kontinuálním infračerveným analyzátorem (Sick), případný vznik NOX byl kontrolován infračerveným analyzátorem (Siemens) s katalytickým konvertorem NO2/NO, teplota a relativní vlhkost plynu byla měřena sondou (GREISINGER Electronic GmbH).
Konverze N2O dosažené za uvedených podmínek jsou shrnuty v Tabulce 1, nejvyšší konverze N2O při rozkladu N2 v dusíku (96 %) i v přítomnosti O2 a H2O (45 %) byla dosažena s katalyzátorem B, který byl připraven z prekurzoru /TCo(OH)2.
Tabulka 1
Výsledky katalytických testů rozkladu N2O v přítomnosti katalyzátorů A, B a C
Katalyzátor Konverze N2O v inertu1’ (%) Konverze N2O v přítomnosti O2+H2O2’ (%)
450 °C 400 °C 450 °C 400 °C
Katalyzátor A 92 49 16 3
Katalyzátor B 96 62 45 15
Katalyzátor C neměřeno neměřeno 41 4
0,1 mol% N2O v N2, prostorový čas 0,001 kg min 1 1 2) 0,1 mol% N2O, 5 mol% O2, 2 mol% H2O v N2, prostorový čas 0,001 kg min Γ1
Příklad 3
Příprava katalyzátorů CO3O4 modifikovaných přídavkem cesia
Katalyzátor B připravený z prekurzoru /J-Co(OH)2 (prekurzor B) postupem popsaným v Příkladu 1 byl impregnován na nasáklivost vodným roztokem CSNO3 nebo Cs2CO3 na obsah 0,2, 1, 2, 3 a 4 % hmotn. Cs. Molámí poměr CS/CO3O4 se pohyboval v mezích 0,003 až 0,060. Poté byl vlhký produkt sušen 4 h při 130 °C a kalcinován 4 h při 500 °C. Takto připravený katalyzátor byl zformnván toKlAt o 721 \/7Λrlzn hvla \/\/e ítrvx/óna v^liL/xcti Aóctir· Π 1 ΑΠ mm, která byla dále použita v katalytických testech. Promotování katalyzátoru B připraveného podle Příkladu 1 kalcinací prekurzoru B se strukturou /?-Co(OH)2 česnou solí poskytlo katalyzátory s fyzikálními vlastnostmi uvedenými v Tabulce 2.
Tabulka 2
Fyzikálně-chemické vlastnosti katalyzátorů připravených kalcinací beta-hydroxidu kobaltnatého a následně modifikovaných různým množstvím cesia
Katalyzátor Obsah Co*’ (hm.%) Obsah Cs’’ (hm.%) řfy-TPR1’ 25-500 °C (mmolg1) h2-tpr2’ Tmax (°C) Sbet (m2 g'1)
B/CsO 67,5 0,2 13,02 375 407 14,3
B/Csl 67,0 0,8 13,38 370 409 12,6
B/Cs2 67,3 1,8 13,73 337 406 10,7
B/Cs3 64,2 2,9 14,18 349 412 10,6
B/Cs4 64,5 3,4 13,83 353 425 10,9
’’ Spotřeba vodíku při teplotně programované redukci v teplotním intervalu 25 až 500 °C 2) Teplota maxim redukčních píků při teplotě programované redukci
Stanoveno v kalcinovaném katalyzátoru
Příklad 4
Katalytické testy rozkladu N2O v přítomnosti katalyzátorů B modifikovaných přídavkem cesia
Katalyzátory B/Cs připravené podle postupu popsaného v Příkladu 3 byly postupně umístěny do vyhřívaného trubkového reaktoru vyrobeného z nerezové oceli nebo skla (vnitřní průměr 5 mm) a uvedeny do styku s odplynem o průtoku 100 ml min*1 obsahujícím 0,1 % mol. N2O, 5 % mol. O2 a 2 % mol. H2O, zbytek plynné směsi byl tvořen dusíkem. Lože katalyzátoru obsahovalo 0,1 g katalyzátoru ve formě zrn o velikosti 0,160 až 0,315 mm. Propojení mezi reaktorem a jednotlivými částmi bylo provedeno pomocí kapilár vyhřívaných na teplotu 120 °C. Koncentrace N2O na vstupu do reaktoru a na jeho výstupu byla měřena kontinuálním infračerveným analyzátorem (Sick), případný vznik NOX byl kontrolován infračerveným analyzátorem (Siemens) s katalytickým konvertorem NCT/NO, teplota a relativní vlhkost plynu byla měřena sondou (GREISINGER Electronic GmbH). Konverze N2O dosažené za uvedených podmínek jsou shrnuty v Tabulce 3.
Tabulka 3
Výsledky katalytických testů rozkladu N2O v přítomnosti katalyzátorů B modifikovaných přídavkem cesia
Katalyzátor Obsah Cs (hm.%) Konverze N2O v přítomnosti O2+H2O '1 (%) Tfe (°C)
450°C 400°C 360°C
B/CsO 0,2 86 63 42 450
B/Csl 0,8 100 100 91 349
B/Cs2 1,8 100 88 58 392
B/Cs2*3) 1,9 100 87 56 393
B/Cs3 2,9 100 86 52 395
B/Cs3*3 2,8 100 85 53 396
B/Cs4 3,4 93 47 16 437
!) 0,1 mol% N2O, 5 mol% O2, 2 mol% H2O v N2, prostorový čas 0,001 kg min Γ1 2) T85: teplota nutná pro 85% konverzi N2O, 0,1 mol% N2O, 5 mol% O2, 2 mol% H2O v N2, prostorový čas 0,001 kg min Γ1 3) Pro impregnaci použit vodný roztok Cs2CO3
Výsledky dokazují, že nejvyšší katalytickou aktivitu vykazuje katalyzátor B/Csl připravený kalcinací prekurzoru B (/?-Co(OH)2) promotovaný 0,8 % hmotn. Cs. Teplota T85 potřebná k dosažení 85% konverze N2O je u tohoto katalyzátoru velmi příznivá (349 °C).
Příklad 5
Stabilita katalyzátoru B/Csl (Co3O4 modifikovaného Cs) při katalytickém rozkladu N2O
Katalyzátor B/Csl připravený kalcinaci prekurzoru B (/3-Co(OH)2) a modifikovaný přídavkem 0,8 % hm. cesia podle postupu popsaného v Příkladu 3 byl lisován s přídavkem grafitu do tablet 5x5 mm, umístěn ve vyhřívaném trubkovém reaktoru (vnitřní průměr 32 cm) s integrálním ložem katalyzátoru a uveden do styku s reálným odplynem z výroby HNO3 o průtoku 600 kg h ' obsahujícím průměrně 47· 10“3 % mol. N2O, 1,8-10-3 % mol. NO, 5,6· 103 % mol. NO2, O2 a vodní páru. Lože katalyzátoru obsahovalo 75,9 kg katalyzátoru. Koncentrace N2O na vstupu do reaktoru a na jeho výstupu byla měřena kontinuálním infračerveným analyzátorem (ABB, Uras), koncentrace NOX byla měřena fotometrickým analyzátorem (ABB, Limas). Katalytická reakce probíhala při průměrné teplotě 437 °C, stabilita katalyzátoru za uvedených podmínek byla sledována po dobu 336 hodin. Průměrná hodnota dosažené konverze činila 89 %, během pokusu nedošlo k poklesu konverze N2O. Uvedený pokus ukázal výbornou stabilitu katalyzátoru B/Csl připraveného kalcinaci prekurzoru /T-Co(OH)2 a modifikovaného 0,8 % hmotn. Cs v reálných podmínkách odpadního plynu z výroby kyseliny dusičné.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze využít při odstraňování nežádoucího N2O z plynů odpadajících v chemických provozech vvrobv kvselinv dusičné a dalších Drovozech Drodukuiících emise NiO.
Použitá literatura
1. Pérez-Ramírez, J.; Kapteijn, F.; Schóffel, K.; Moulijn, J. A. Appl. Catal. B 44 (2003) 117— 151.
2. Kapteijn, F.; Rodriguez-Mirasol, J.; Moulijn, J. A.; Appl. Catal. B 9 (1996) 25-64.
3. Obalová, L.; Jirátová, K; Kovanda, F. Oxidický katalyzátor, zejména pro odstraňování N2O z odpadních průmyslových plynů. Patent CZ 300807 (2009).
4. Stelmachowski, P.; Maniak, G; Kotarba, A; Sojka, Z.; Catal. Commun. 10 (2009) 1062-1065.
5. Pasha, N.; Lingaiah, N.; Babu, N. S.; Reddy, P.S.S.; Prasad, P.S.S.; Catal. Commun 10 (2009) 132-136.
6. Ohnishi, C.; Asano, K.; Iwamoto, S.; Chikama, K.; Inoue, M.; Catal. Today 120 (2007) 145— 150.
7. Nishina Akira, Morita Atsushi, Morishima Atsushi, Kirishiki, Masaru, NIPPON SHOKUBAI CO LTD, JP2012050969-A, Catalyst for decomposing nitrous oxide and method for cleaning nitrous oxide-containing gas by using the same.
8. Putluru Sivá Sankar Reddy, Nakka Lingaiah, Potharaju Seetharamanjaneya Sal Prasad, Kommasani Bhupal Redy, Nayeem Pasha, Catalysis Division Indián Institute of Chemical Technology, Hyderabad, India, Indián Patent Number 2256389:A (Indián patent Application Number 593/DEL/2007), A catalyst useful for the decomposition of nitrous oxide to nitrogen and oxygen.
9. Inoue Masashi, Shiotani Yasushi, Chikama Katsumi, Kyoto University, Sud-Chemie Catalysts lne., Nissan Chem. Ind. Ltd JP2007054714-A, Decomposition of nitrous oxide and decomposition method of nitrous oxide using the catalyst.
10. Shinya Kitaguchi, Akira Nishina, Nippon Shokubai Co., Ltd., WO 2013047484 Al, Catalyst for decomposition of nitrous oxide, method for producing catalyst for decomposition of nitrous oxide, and method for processing nitrous oxide-containing gas.

Claims (5)

1. Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů obsahujících vedle N2O vodní páru, NOX a kyslík jeho rozkladem na dusík a kyslík, vyznačující se tím, že je tvořen kalcinovaným beta-hydroxidem kobaltnatým impregnovaným vodnými roztoky sloučenin cesia.
2. Katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že sloučeninami cesia jsou dusičnany nebo uhličitany.
3. Katalyzátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncentrace cesia se pohybuje v mezích 0,2 až 3 % hmotn., vztaženo na hmotnost katalyzátoru.
4. Způsob výroby katalyzátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že se na dusičnan kobaltnatý působí hydroxidem sodným v molámím poměru NaOH/Co(NO3)2 = 0,5 až 2,0 při teplotě 15 až 30 °C za míchání po dobu 5 až 10 min za vzniku krystalické struktury betahydroxidu kobaltnatého, který se suší a kalcinuje při teplotě 350 až 650 °C po dobu 2 až 8 hodin, a poté se impregnuje vodným roztokem sloučenin cesia tak, aby molámí poměr koncentrace Cs ku CO3O4 byl v mezích 0,003 až 0,060 a opět se podrobuje kalcinaci při teplotě 350 až 650 °C po dobu 2 až 8 hodin.
5. Způsob odstraňování N2O z odpadních plynů obsahujících vedle N2O vodní páru, NOX a kyslík, vyznačující se tím, že se odpadní plyn při teplotách 350 °C a vyšších vede přes katalyzátor podle nároku 1, přičemž se dosahuje koncentrace N2O ve výsledném plynu pod 1510-3% mol. při koncentraci N2O na vstupu 0,1 % mol. azatížení 0,001 gÍatai min ml-1.
CZ2013-1070A 2013-12-27 2013-12-27 Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby CZ20131070A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-1070A CZ20131070A3 (cs) 2013-12-27 2013-12-27 Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-1070A CZ20131070A3 (cs) 2013-12-27 2013-12-27 Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ305451B6 true CZ305451B6 (cs) 2015-09-23
CZ20131070A3 CZ20131070A3 (cs) 2015-09-23

Family

ID=54151474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-1070A CZ20131070A3 (cs) 2013-12-27 2013-12-27 Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ20131070A3 (cs)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1262224A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-04 Radici Chimica Spa Process for the catalytic decomposition of nitrous oxide (N2O)
JP2007152263A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解用触媒および亜酸化窒素含有ガスの浄化方法
CZ300807B6 (cs) * 2007-08-24 2009-08-12 Vysoká škola chemicko - technologická v Praze Oxidický katalyzátor, zejména pro odstranování N2O z odpadních prumyslových plynu
JP2012050969A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解触媒およびこれを用いた亜酸化窒素を含むガスの浄化方法
JP2013056295A (ja) * 2011-09-08 2013-03-28 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解触媒の再生方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1262224A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-04 Radici Chimica Spa Process for the catalytic decomposition of nitrous oxide (N2O)
JP2007152263A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解用触媒および亜酸化窒素含有ガスの浄化方法
CZ300807B6 (cs) * 2007-08-24 2009-08-12 Vysoká škola chemicko - technologická v Praze Oxidický katalyzátor, zejména pro odstranování N2O z odpadních prumyslových plynu
JP2012050969A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解触媒およびこれを用いた亜酸化窒素を含むガスの浄化方法
JP2013056295A (ja) * 2011-09-08 2013-03-28 Nippon Shokubai Co Ltd 亜酸化窒素分解触媒の再生方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PASHA ET AL:Studies on cesium doped cobalt oxide catalytsts for direct N2O decomposition in the presence of oxygen and steam, Catalysis Communications 10 (2008), 132-136 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20131070A3 (cs) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6381131B2 (ja) アンモニア分解触媒及び該触媒の製造方法並びに該触媒を用いたアンモニアの分解方法
DK3088080T3 (en) Ammonia Decomposition Catalyst
Kang et al. Novel MnO x catalysts for NO reduction at low temperature with ammonia
JP4573320B2 (ja) 亜酸化窒素分解触媒、その製造方法及び亜酸化窒素の分解方法
CN101664690B (zh) 一种催化剂及其制备方法和用途
CN101497042B (zh) 一种空气中甲醛低温催化氧化消除催化剂
EP1685891A1 (en) Method for catalytically reducing nitrogen oxide and catalyst therefor
EP2484442A2 (en) Mixed metal oxide catalyst for decomposition of nitrogen oxides
CN102008953A (zh) 二氧化锰催化剂
EP2495030A2 (en) Method for adsorbing and decomposing lean nitrogen oxide using a mixed metal oxide catalyst
TWI406708B (zh) Ammonia decomposition catalyst and the catalyst caused by ammonia exhaust treatment
CN101905162A (zh) 分子筛载钴基复合氧化物催化剂及制备方法和用途
CN107876053B (zh) 一种高强度废水处理催化剂及其制备方法和应用
JP5164821B2 (ja) 窒素酸化物選択的接触還元用触媒
JP2002102701A (ja) 常温触媒
RU2573000C2 (ru) Катализатор для разложения закиси азота
CN102513117B (zh) 一种用于催化分解n2o的复合氧化物催化剂及其制备方法
CN113680383B (zh) 一种空气中醛类和苯系物净化复合材料及其制备方法和应用
CZ305451B6 (cs) Katalyzátor pro odstraňování N2O z odpadních plynů a způsob jeho výroby
KR20140022206A (ko) 구리를 제1성분으로 하는 백금족 이원금속 촉매상에서 배기가스 내의 아산화질소를 저온촉매환원법으로 제거하는 방법
CN117899860A (zh) 一种贵金属涂层-载体催化剂、制备方法及其应用
Sagar et al. A New Class of Environmental Friendly Vanadate Based NH₃ SCR Catalysts Exhibiting Good Low Temperature Activity and High Temperature Stability
KR20240108372A (ko) 아산화질소 분해용 촉매의 재생 방법 및 아산화질소의 분해 방법
KR101400608B1 (ko) 암모니아를 질소로 전환하는 선택적 산화 촉매와 그 제조방법 및 이를 이용하여 암모니아를 선택적으로 산화시키는 방법
CN106166484A (zh) 一种烟气h2‑scr脱硝催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20241227