PL55943B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 08.VI.1967 (P 121 012) 10.X.1968 55943 KI. 12 g, 4/01 ,MKP B 01 j l\\lj($ UKD Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Jan Przyluski, mgr inz. Wieslaw Ara- bas Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska (Katedra Chemii Nieorga¬ nicznej), Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania katalizatora do odtleniania gazów technicznych dzialajacego w temperaturze pokojowej Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia katalizatora do odtleniania gazów technicznych w temperaturze pokojowej. Katalizatory do odtle¬ niania gazów technicznych podzielic mozna na dwie zasadnicze grupy pod wzgledem mechanizmu ich dzialania, a mianowicie na te, które katalizuja reakcje redukcji tlenu z utworzeniem wody i te, które lacza sie z tlenem na odpowiednie pola¬ czenia tlenowe.Katalizatory grupy pierwszej w zaleznosci od swej aktywnosci dzialaja róznie w temperaturach niskich i wysokich i dzieli sie je na wysoko- i niskotemperaturowe. Znane sa tanie wysokotem¬ peraturowe katalizatory do odtleniania gazów technicznych oparte na zwiazkach miedzi lub mie¬ dzi i niklu naniesionych na tlenek glinu, pumeks i inne nosniki.Z katalizatorów niskotemperaturowych najko¬ rzystniejszym jest znany katalizator typu „Deoxo" (produkowany przez firme Engelhardt — Anglia), który jako czynnik aktywujacy reakcje redukcji tlenu zawiera wysoko rozdrobniona mieszanine proszków platyny i palladu, naniesiona na tlenek glinu. Katalizatory te sa bardzo drogie oraz czule na wiele trucizn jak oleje, zwiazki siarki, fosforu czy chloru.Znany jest równiez z opisu patentowego nr 53815 tani katalizator niskotemperaturowy, który jako czynnik aktywujacy zawiera mieszanine chromu, 25 30 niklu i miedzi naniesiona na zel krzemionkowy szerokoporowaty.Katalizator ten posiada dobre wlasciwosci odtle- niajace,' jednak cykl jego wytwarzania jest dlu¬ gotrwaly. Sposobem wedlug wynalazku mozna wy¬ tworzyc w znacznie skróconym cyklu produkcyj¬ nym katalizator o podobnym dzialaniu. Wedlug wynalazku katalizator otrzymuje sie w sposób na¬ stepujacy: nosnik np. tlenek glinu, najkorzystniej jednak zel krzemionkowy, szerokoporowaty, nasy¬ ca sie wodnym roztworem soli latwo rozkladaja¬ cych sie w podwyzszonej temperaturze z wydzie¬ leniem lotnych produktów i tlenków metali: niklu, chromu (lub glinu) i miedzi w stosunku wagowym powstajacych tlenków 250^60 : 80—0 : 70—15; na¬ stepnie suszy w temperaturze 90±5°C az do zaniku fazy cieklej, po czym resztki wilgoci usuwa sie za pomoca ogrzanego strumienia powietrza lub azotu.Mozna, biorac pod uwage wzgledy ekonomiczne, korzystac z uwodnionych lub bezwodnych tlenków tych metali wytwarzanych np. metoda elektro¬ chemiczna.Tak otrzymana mase poddaje sie trójstopniowe¬ mu rozkladowi polaczonemu z redukcja, najpierw w temperaturze 200—250°C za pomoca mieszaniny wodoru i azotu w stosunku objetosciowym 1:20, potem w tej samej temperaturze mieszanina wo¬ doru i azotu w stosunku objetosciowym 1:3, a w koncu w temperaturze 350—360°C tylko wodorem.Redukcje prowadzi sie za pomoca takiej ilosci 5594355943 3 mieszaniny wodoru i azotu, azeby (w przeliczeniu na tlenek niklu) w pierwszym stopniu na 1 mol tlenku niklu przypadaly 3 mole wodoru, a w dru¬ gim stopniu na 1 mol tlenku niklu przypadal 1 mol wodoru, po czym redukcje w trzecim stopniu pro- l5 wadzi sie taka iloscia wodoru, azeby na 1 mol tlenku niklu przypadaly 3 mole wodoru. Przez ca-t ly czas prowadzenia procesu rozkladu i redukcji w calej masie katalizatora winna byc utrzymy¬ wana zadana temperatura. Nastepnie katalizator 10 pozostawia sie do ostudzenia w strumieniu gazu ochronnego.Przyklad. 400 g azotanu niklu, 200 g azotanu chromu, 100 g azotanu miedzi rozpuszcza sie w 3 litrach wody. 1 litr nosnika, zelu krzemionkowego 15 szerokoporowatego, umieszcza sie równomierna warstwa nie przekraczajaca grubosci 1 cm na tacy wykonanej z materialu odpornego na korodujace dzialanie produktu suszonego.Sporzadzony roztwór nalewa sie wolno na nos¬ nik. Calosc suszy sie w temperaturze 90±5°C az do zaniku fazy cieklej. Otrzymana mase suszy sie dalej w piecu sporzadzonym z kwarcu, szkla specjalnego, aluminium lub stali kwasoodpornej do zaniku pary wodnej w strumieniu przepuszczanego azotu. Nastepnie mase ogrzewa sie do 200—250°C i przepuszcza 2,4 ms mieszaniny wodór — azot w stosunku objetosciowym 1:20, nastepnie 0,12 m8 mieszaniny tych gazów w stosunku 1:3 i w koncu czysty wodór w temperaturze 350—360°C w ilosci 0,1 m8. Katalizator stygnie przy nadcisnieniu wo¬ doru.W ten sam sposób mozna otrzymac katalizator przy zastosowaniu innych soli anizeli azotanów, jak tez takich nosników jak np. cegla, tlenek glinu.Charakterystyka tych katalizatorów przedstawio¬ na jest w tablicy I.Tablica 1 Lp. 1 2 3 4 5 Rodzaj nosnika Zel krzemionkowy szeroko- porowaty 2,5 mm Zel krzemionkowy szeroko- porowaty 2,5 mm Cegla 2—2,5 mm Zel krzemionkowy szeroko- porowaty 2,5 mm Zel krzemionkowy szeroko- porowaty 2,5 mm Ilosc nosnika 1 1 1 1 1 1 Rodzaj soli azotan Ni Cr Cu azotan Ni Cr Cu azotan Ni Cr Cu azotan Cu octan Cr mrówczan Ni azotan Ni Al Cu Ilosc soli g 800 400 200 200 100 50 400 200 100 100 125 252 300 300 50 Analizy Ilosc tlenu pochlonie¬ tego przez 1 1 kataliza¬ tora z mieszaniny tlen : azot = 1:100 temp. 20°C 2,4 1 0,55 1 1,1 1 1,2 1 0,8 1 temp. 200°C 11,0 1 2,3 1 5,3 1 5,5 1 3,6 1 Tak przygotowane katalizatory mozna uzywac do odtleniania gazów technicznych. Przy odtlenia- niu róznych gazów technicznych otrzymano wy¬ niki przedstawione w ponizszej tablicy 2.55943 5 Tablica 2 Ilosc katalizatora kg 0,8 2,5 3,5 2,7 Gaz oczyszczany wodór azot + wodór w stosunku objet. 3:1 argon + wodór w stosunku objet. 33:1 azot Zawartosc tlenu w ga¬ zie oczyszczanym w % objetosciowym 1 1 1 0,5 Szybkosc przeplywu gazu przez katalizator m3/godz. • kg 4,5 1,5 0,4 6,8 Zawartosc tlenu w ga¬ zie oczyszczonym w % objetosciowym 0,005 0,005 0,001 0,0005 Dane przytoczone w tablicy odnosza sie do ka¬ talizatora uzyskanego przez naniesienie na 1 litr silikazelu szerokoporowatego soli Ni, Cr i Cu w sto¬ sunku 132 :38 : 33 w przeliczeniu na tlenki tych metali. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania katalizatora do odtle- 6 niania gazów technicznych dzialajacego w tem¬ peraturze pokojowej przez nasycanie nosnika roztworami wodnymi soli chromu lub glinu, niklu i miedzi, nastepne suszenie go, rozklad i redukcje znamienny tym, ze nosnik kataliza¬ tora np. tlenek glinu najkorzystniej jednak silikazel szerokoporowaty nasyca sie roztwo¬ rem wodnym soli latwo rozkladajacych sie w podwyzszonej temperaturze na skladniki lotne oraz tlenki niklu, miedzi, chromu lub glinu w stosunku wagowym w przeliczeniu na tlenki 250—60 : 70—15 : 80—0 nastepnie suszy i podaje trójstopniowemu rozkladowi polaczo¬ nemu z redukcja najpierw w temperaturze 200—250°C za pomoca mieszaniny wodoru i azotu w stosunku objetosciowym 1 :20, po¬ tem w tej samej temperaturze mieszanina wo¬ doru i azotu w stosunku objetosciowym 1 :3, a w koncu w temperaturze 350—360°C tylko wodorem.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze redukcje prowadzi sie za pomoca takiej ilosci mieszaniny wodoru i azotu azeby w przelicze¬ niu na tlenek niklu w pierwszym stopniu na 1 mol tlenku niklu przypadaly 3 mole wodoru, a w drugim stopniu na 1 mol tlenku niklu przypadal 1 mol wodoru po czym redukcje w trzecim stopniu prowadzi sie taka iloscia wodoru azeby na 1 mol tlenku niklu przypa¬ daly 3 mole wodoru. 15 20 * PL