PL124741B2 - Method of catalytic combustion of gaseous impurities - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób katalitycznego spalania zanieczyszczen gazowych, w szczególnosci przemyslowych zanieczyszczen gazów odlotowych oraz zanieczyszczen gazów wyde¬ chowych z silników spalinowych.Znane sposoby usuwania zanieczyszczen organicznych i nieorganicznych z gazów odlotowych lub wydechowych, polegaja najczesciej na utlenianiu ich na katalizatorach z grupy platynowców.W szczególnych przypadkach stosuje sie równiez dopalanie substancji palnych na tlenkowych katalizatorach Ni, Cr, Zn, Mn i innych, wzglednie wysoka temperatura procesu dopalania katality¬ cznego oraz niska w porównaniu z platynowcami aktywnosc tych katalizatorów sa przyczyna organicznego ich stosowania w praktyce przemyslowej.Selektywnosc i aktywnosc katalizatorów z grupy platynowców osadzonych na nosnikach zalezy i to w sposób istotny od stopnia zdyspergowania metali aktywnych. Spalanie niektórych zwiazków np. metanolu lub benzenu, praktycznie nie zalezy od obróbki termicznej katalizatora, a wiec takze od wielkosci krystalitów, natomiast spalanie ketonów na przyklad acetonu znacznie zalezy od wielkosci krystalitów. Przez odpowiednia preparatyke katlizatorów osadzonych mozna zatem w istotny sposób modyfikowac aktywnosc i selektywnosc katalizatorów procesu spalania toksycznych domieszek powietrza, a przez to uzyskac lepsze wykorzystanie skladnika aktywnego.Ma to szczególne znaczenie, gdy substancja aktywna jest metal szlachetny, poniewaz przez odpo¬ wiednie rozdrobnienie zapewnia sie lepsze wykorzystanie calej jego masy.Z polskiego opisu patentowego nr 57 512 znany jest sposób usuwania zanieczyszczen organi¬ cznych i tlenku wegla z gazów, polegajacy na tym, ze w procesie spalania zanieczyszczen stosuje sie katalizator miedziowo-cynkowy wytracony z wodnego roztworu azotanu miedzi i cynku osadzony na nosniku, przy czym suma metali aktywnych w katalizatorze wynosi od 1 do 80 czesci wagowych.Z innego polskiego opisu patentowego nr 97 164 znany jest sposób oczyszczania gazów przemyslowych z zanieczyszczen organicznych zwlaszcza zawierajacych zwiazki siarki i chloru, w którym gazy odlotowe poddaje sie procesowi katalitycznego spalania na katalizatorze opartym na metalach z grupy platynowców, szczególnie platynie, którego nosnikiem jest tlenek glinowy, zmodyfikowany jonami baru i jonami siarczynowymi o wytworzonej w zaleznosci od potrzeby2 124 741 powierzchni wlasciwej od kilku do 250 m2/g, przy czym obciazenie katalizatora wynosi od 1000 do 50000 obj. gazu/ obj. katalizatora -godzina, a temperatura procesu od 420 do 1100K.W polskim opisie patentowym nr 89383 opisano sposób wytwarzania i aktywowania kataliza¬ tora dwumetalicznego do reformowania benzyny, polegajacy na tym, ze nosnik stanowiacy dwutle¬ nek glinu otrzymany przez rozklad alkoksylowych zwiazków glinu i aktywowanych chlorem impregnuje sie roztworem wodnym rozpuszczalnych zwiazków platyny, a nastepnie suszy i poddaje obróbce termicznej. _ W cytowanym sposobie istote rozwiazania stanowi to, ze speptyzowany i uformowany w jutytloczki lub kuleczki wodzian tlenku glinu o strukturze bemitycznej lub masy Bayera zawierajacy J0,01-10% tlenku pietalu z grupy tytanu, otrzymany przez rozklad alkoksylowych zwiazków glinu zawierajacych rocjnik alkilowy o 2-30 atomach wegla za pomoca roztworów zasadowych, kwas- BJtjJi lub y/odyJp&d cisnieniem poddaje sie suszeniu w temperaturze 393-453 K i wyzarzeniu w temperaturze 723-973 K i na tak przygotowany nosnik nanosi sie 0,2-10% platyny za pomoca impregnacji roztworem wodnym zawierajacym zespolone zwiazki platyny i kwasów organicznych w stosunku wagowym 1:0,1-10, a nastepnie katalizator suszy sie w pradzie powietrza w temperatu¬ rze 373-453 K i nastepnie za pomoca wodoru lub gazu, w którym wodórjest glównym skladnikiem zawierajacego azot, metan i gazy szlachetne, korzystnie do zawartosci wilgoci ponizej 100 czesci objetosciowych na milion i aktywuje w ciagu 2-24 godzin w temperaturze 673-723 K.Z polskiego opisu patentowego nr 91 332 znanyjest sposób wytwarzania katalizatora przezna¬ czonego do oczyszczania gazów zawierajacych zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne na bazie platyny i jej zwiazków zawartych w wodorotlenku glinu, polegajacy na tym, ze wodorotlenek glinu przeprowadza sie w postac koloidu lub zolu w wodzie w obecnosci nieorganicznych lub organicznych kwasów i do tak sporzadzonego wodorotlenku glinu zawierajacego 0,05-10% wago¬ wych, korzystnie 2-5% bezwodnego tlenku blinu wprowadza sie platynowce w postaci metalu lub ich zwiazków, korzystnie zwiazki metali takich jak pallad i iryd w postaci wymienionej w ilosci 0,01-20% wagowych w stosunku do ilosci tlenku glinu oraz dodatki modyfikujace aktywnosc platyny i zwiekszajace stabilnosc ukladu, po czym calosc podgrzewa sie i miesza do uzyskania jednorodnej masy, a nastepnie powleka sie nosniki tlenkowe lub metaliczne.Z polskiego opisu patentowego nr 102076 znany jest sposób wytwarzania katalizatora do oczyszczania gazów zawierajacych zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne, polegajacy na tym, ze ksztaltki nosnika pokrywa sie wodnym koloidalnym roztworem zawierajacym od 0,05 do 15% wagowych AI2O3, suchej masy zawierajacej zwiazki toru w ilosci 0,1-7,0% wagowych Th w przeliczeniu na zawarty w masie AI2O3 i zwiazki boru w ilosci 0,1-25% wagowych B2O3 w przeliczeniu na bezwodny AI2O3, otrzymany nosnik suszy sie, kalcynuje w temperaturze 823 K i impregnuje solami platyny palladu i rodu.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu katalitycznego dopalania zanieczyszczen na katalizatorze platynowym, charakteryzujacego sie wysoka skutecznoscia dopalania róznych zanie¬ czyszczen, uniwersalnoscia przy jednoczesnie niskich kosztach prowadzenia procesu.Zgodnie z wynalazkiem sposób katalitycznego spalania palnych zanieczyszczen gazowych w szczególnosci przemyslowych zanieczyszczen gazów wydechowych z silników spalinowych oraz gazów odlotowych, w których kontaktuje sie gazy w podwyzszonej temperaturze z katalizatorem z grupy platynowców osadzonym na nosniku z tlenku glinu, charakteryzuje sie tym, ze stosuje sie katalizator wytworzony przez impregnacje nosnika 7-AI2O3 roztworem zawierajacym kwaschlo- roplatynowy, zwiazek rodu i ewentualnie zwiazek palladu, przy czym impregnat po nasyceniu rodem w ilosci o 15% wagowych sumy masy platyny i palladu suszy sie w temperaturze 383-393 K i nastepnie kalcynuje sie w temperaturze 673-873 K przez okres nie dluzszy od 3 godzin, a obciazenie warstwy katalizatora w procesie spalania katalitycznego stosuje sie w zakresie 20-45 m3/kg • h przy temperaturze procesu spalania od 573 do 873 K.Katalizator platynowo-palladowy impregnowany rodem wykazuje korzytne wlasciwosci mechaniczne i termiczne. Katalizatory te wykazuja odpornosc na dzialanie wyzszych temperatur i sa aktywne dla takich zwiazków jak zanieczyszczenia organiczne, tlenek wegla, tlenki azotu, amoniak i inne. Zamiana czesci platyny palladem i rodem obniza cene katalizatora i zwieksza aktywnosc kontaktu w reakcji spalania zwiazków w szczególnosci zawierajacych w czasteczce tlen.124 741 3 Przy stosowanych zwykle obciazeniach uzyskuje sie zwiekszenie stopnia przemiany katalitycznej oraz mozliwosc pracy katalizatora w wyzszej temperaturze.Nizej podane przyklady blizej objasniaja sposób wedlug wynalazku.Przyklad I. Do 2 gram nosnika 7-AI2O3 w postaci kulek dodawano 7,7 cm3 roztworu kwasu chloroplatynowego zawierajacego 2-l(T3g platyny i 2-10~4g rodu. Katalizator po impregnacji suszono przez okres 1 godziny w temperaturze 393 K i nastepnie kalcynowano w temperaturze 723 K przez okres 3 godzin. Katalizator o zawartosci 0,1% wagowych platyny i 0,01% wagowych rodu w ilosci 1 g wsypano do reaktora szklanego zaopatrzonego w spirale grzejna i ogrzano do temperatury 633 K. Po osiagnieciu tej temperatury przez reaktor przepuszczono gazy odlotowe zawierajace benzen, przy czym obciezenie warstwy katalizatora wynosilo 35 m3/kg -h. Zawartosc benzenu po przejsciu przez warstwe katalizatora spadla od poczatku stezenia 1,89 g/m3 do 0,05g/m3.Przyklad II. Po impregnacji nosnika roztworem zawierajacym kwas chloroplatynowy, azotan rodu i chlorek palladu, suszono go w temperaturze 393 K i nastepnie prazono w 813 Kprzez okres 3 godzin. 1 gram uzyskanego katalizatora o zawartosci 0,05% wagowych platyny, 0,05% wagowych palladu i 0,01% wagowych rodu, wsypano do reaktora szklanego zaopatrzonego w spirale grzejna i ogrzano do temperatury 623 K, po czym przepuszczono przez reaktor przy obciazeniu katalizatora 35 m3/kg ¦ h powietrze zanieczyszczone metanolem, acetonem i benzenem.Zawartosc metanolu po przejsciu przez reaktor spadla od ilosci poczatkowej 3,14 g/m3 do 0,06 g/m3, acetonu od 3,62 g/m3 do 0,18 g/m3, a dla benzenu od 1,67 g/m3 do 0,25 g/m3.Zastrzezenie patentowe Sposób katalitycznego spalania zanieczyszczen gazowych, w szczególnosci przemyslowych zanieczyszczen gazów wydechowych, w którym kontaktuje sie gazy w podwyzszonej temperaturze z katalizatorem z grupy platynowców osadzonym na nosniku z tlenku glinu, znamienny tym, ze stosuje sie katalizator wytworzony przez impregnacje nosnika 7-AI2O3 roztworem zawierajacym kwas chloroplatynowy, zwiazek rodu i ewentualnie zwiazek palladu, przy czym impregnat po nasyceniu rodem w ilosci do 15% wagowych sumy masy platyny i palladu suszy sie w temperaturze 383-393 K i kalcynuje sie nastepnie w temperaturze 673-873 K przez okres nie dluzszy od 3 godzin, a obciazenie warstwy katalizatora w procesie spalania stosuje sie w zakresie 20-45 m3/kg «h przy temperaturze procesu spalania od 573 K do 873 K. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób katalitycznego spalania zanieczyszczen gazowych, w szczególnosci przemyslowych zanieczyszczen gazów wydechowych, w którym kontaktuje sie gazy w podwyzszonej temperaturze z katalizatorem z grupy platynowców osadzonym na nosniku z tlenku glinu, znamienny tym, ze stosuje sie katalizator wytworzony przez impregnacje nosnika 7-AI2O3 roztworem zawierajacym kwas chloroplatynowy, zwiazek rodu i ewentualnie zwiazek palladu, przy czym impregnat po nasyceniu rodem w ilosci do 15% wagowych sumy masy platyny i palladu suszy sie w temperaturze 383-393 K i kalcynuje sie nastepnie w temperaturze 673-873 K przez okres nie dluzszy od 3 godzin, a obciazenie warstwy katalizatora w procesie spalania stosuje sie w zakresie 20-45 m3/kg «h przy temperaturze procesu spalania od 573 K do 873 K. PL