PL57512B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VI.1969 57512 KI. 24 g, 6/80 MKP F 23 j y* CZYTELNIA UKD Urzedu Patentowego r I ¦ Ht l/Eff1lKPP"l| Ullill, Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jerzy Wojciechowski, mgr inz. Zl)l gniew Gortel, mgr inz. Edward Grzywa, Józef Kopytko Wlasciciel patentu: Instytut Ciezkiej Syntezy Organicznej, Blachownia Slaska (Polska) Sposób katalitycznego usuwania zanieczyszczen organicznych i tlenku wegla z gazów i Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania zanieczyszczen organicznych i tlenku wegla.z ga¬ zów wylotowych pochodzacych z zakladów prze¬ myslowych oraz gazów wydechowych pochodza¬ cych z silników spalinowych, przez katalityczne spalanie.Znane sposoby usuwania zanieczyszczen orga¬ nicznych i tlenku wegla z gazów polegaja naj¬ czesciej na utlenianiu ich na katalizatorach z grupy platynowców.Katalizatory te przyspieszaja reakcje wiazania tlenu ze zwiazkami organicznymi oraz obnizaja temperature procesu. Wysoka cena katalizatorów z grupy platynowców oraz ich duza podatnosc na zatrucia na ogól nieodwracalnie zaweza mozliwosc zastosowania tych katalizatorów w procesach oczyszczania gazów. Znane sa równiez sposoby dopalania weglowodorów i tlenku wegla na tlen¬ kach niektórych metali jak na przyklad: Ni, Co, Cr, Cu i innych, jednak wzglednie wysoka tem¬ peratura procesu oraz niska w porównaniu z pla¬ tynowcami aktywnosc tych ukladów katalitycz¬ nych sa przyczyna ograniczonego zastosowania ich w praktyce przemyslowej.Sposób katalitycznego usuwania zanieczyszczen organicznych i tlenku wegla z gazów wedlug wy¬ nalazku polega na spalaniu tych zanieczyszczen na katalizatorze miedziowo-cynkowym osadzonym na aktywnym nosniku jak np. y-tlenku glinu lub handlowych odmianach tlenku glinu. Miedz i jej tlenki posiadaja odgraniczona zdolnosc katali¬ zowania reakcji spalania, nieoczekiwanie jednak stwierdzono, ze wprowadzenie skladnika cynko¬ wego do miedzi naniesionej na aktywny nosnik 5 uaktywnia otrzymany katalizator zarówno w kie¬ runku przyspieszania reakcji spalania weglowo¬ dorów jak i obnizania temperatury procesu.Wedlug wynalazku proces usuwania zanieczysz¬ czen organicznych i CO przebiega na katalizato- 10 rze przygotowanym przez nasycanie nosnika roz¬ tworem azotanów miedzi i cynku, w czasie co najmniej 10 godzin, najkorzystniej okolo 24 go¬ dzin po czym katalizator suszy sie w przeplywie powietrza w temperaturze 20^105°C, a nastepnie 15 redukuje w strumieniu wodoru w temperaturze 180—350°C i schladza azotem do temperatury po¬ nizej 80°C.Zredukowany katalizator nasyca sie powtórnie mieszanina wodnych roztworów azotanów miedzi i cynku, suszy i redukuje w strumieniu wodoru.Po dwukrotnym nasycaniu mozna na nosniku osadzic od 1—80 czesci wagowych, aktywnych me¬ tali. Stosunek wagowy sumy metali do nosnika, 25 ustala sie odpowiednio do wymagan stawianych katalizatorowi. Równiez stosunek ilosciowy mie¬ dzi do cynku dobiera sie w zaleznosci od iloscio¬ wej zawartosci i rodzaju zanieczyszczen orga¬ nicznych i CO zawartych w gazach przeznaczo- 30 nych do oczyszczania. 5751257512 Sporzadzony tak katalizator wprowadza sie do reaktora a nastepnie w temperaturze od 200— —700°C, przepuszcza sie z odpowiednia szybkos¬ cia przez reaktor gazy zanieczyszczone, gazami. lub parami zwiazków organicznych oraz CO, przy 5 czym uzyskuje sie oczyszczenie gazu z poczatko¬ wej zawartosci rzedu kilku procent do zawartos¬ ci sladowych, lub calkowitego usuniecia zanie¬ czyszczen.Sposób katalitycznego usuwania zanieczyszczen 10 organicznych i tlenku wegla z gazów wedlug wy- nafizku podaja ponizsze przyklady.Przyklad I. 170 g Cu (N03)2 • 3H20 oraz 100 g Cu(N03)3 • 6H20 rozpuszczono w 330 g wody.Do roztworu wsypano 100 g y-Al203 w formie 15 granulek o wymiarach 5—10 mm i pozostawiono w naczyniu przez 24 godziny Po tym okresie nad¬ miar roztworu zlano z naczynia, a nasycony nos¬ nik wsypano do rury z ogrzewaniem elektrycz¬ nym i wysuszono w strumieniu goracego powie- 20 trza do osiagniecia temperatury 110°C. Po wysu¬ szeniu katalizator przeplukano azotem i zreduko¬ wano strumieniem wodoru w temperaturze 180— —300°C, a nastepnie schlodzono azotem do 20°C i powtórzono cykl nasycania, suszenia i redukcji. 25 W ten sposób otrzymany katalizator wsypano w ilosci 100 g do reaktora szklanego o srednicy 15 mm zaopatrzonego w elektryczna spirale grzejna i ogrzano do temperatury 600°C. W tej tempera¬ turze przepuszczono przez reaktor mieszanine po- 30 wietrza i metanu z szybkoscia 400 Nl/godz. Za¬ wartosc metanu po przejsciu przez warstwe ka¬ talizatora spadla od poczatkowej wartosci 2% objetosciowych do 0,01% objetosciowych. 4 35 40 Przyklad II. Przez reaktor wypelniony ka¬ talizatorem jak w przykladzie 1 przepuszczano w temperaturze 250 °C mieszanine powietrza z ety¬ lenem z szybkoscia 400 Nl/godz. Zawartosc etyle¬ nu po przejsciu przez warstwe katalizatora ob¬ nizyla sie od poczatkowej wartosci 2% objetos¬ ciowych do wartosci ponizej 0,01% objetoscio¬ wych.Przyklad III. Przez reaktor wypelniony ka- 45 talizatorem jak w przykladzie 2 przepuszczono w temperaturze 250°C mieszanine powietrza i ben¬ zenu z szybkoscia 400 Nl/godz. Zawartosc benzenu po przejsciu przez warstwe katalizatora spadla z poczatkowej wartosci 2% objetosciowych ponizej 50 0,01% objetosciowych.Przyklad IV. Przez reaktor wypelniony ka¬ talizatorem jak w przykladzie 1 przepuszczano w temperaturze 230°C mieszanine powietrza i tlenku 55 wegla. Zawartosc tlenku wegla po przejsciu przez warstwe katalizatora spadla z poczatkowej war¬ tosci 2% objetosciowych do wartosci ponizej 0,005% objetosciowych.Przyklad V. Przez reaktor wypelniony ka¬ talizatorem jak w przykladzie 1 przepuszczono w temperaturze 230°C mieszanine powietrza z pa¬ rami akroleiny z szybkoscia 400 Nl/godz. Zawar¬ tosc substancji organicznych po przejsciu miesza¬ niny przez warstwe katalizatora spadla z pier¬ wotnej wartosci 2% objetosciowych do wartosci ponizej 0,005% objetosciowych.Przyklad VI. Przez reaktor wypelniony ka¬ talizatorem jak w przykladzie 1 przepuszczono w temperaturze 260°C 400 Nl/godz. mieszanine o skladzie 70% objetosciowych azotu, 22% pary wodnej, 5% tlenu, 2,9% substancji organicznych zawierajacych akroleine, akrylonitryl, aldehyd octowy, i kwas octowy oraz 0,1% H2S. Sumarycz¬ na zawartosc substancji organicznych po przejsciu przez warstwe katalizatora spadla ponizej 0,005% objetosciowych.Jak widac z powyzszych przykladów, sposób wedlug wynalazku pozwala prowadzic proces oczyszczania gazów od zanieczyszczen organicz¬ nych w szerokim zakresie temperatur oraz dla szerokiego wachlarza substancji. Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest wzgledna nieszkodliwosc zwiazków siarki na katalizator, która w wielu wypadkach eliminuje sposoby oparte na katali¬ zatorach z grupy platynowców.Te zalety oraz niska w porównaniu z platynow¬ cami cena katalizatorów miedziowo-cynkowych pozwalaja na szerokie zastosowanie metody w skali przemyslowej. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób katalitycznego usuwania zanieczyszczen organicznych i tlenku wegla z gazów znamien¬ ny tym, ze w procesie spalania zanieczyszczen stosuje sie katalizator miedziowo-cynkowy, wy¬ tracony z wodnego roztworu azotanu miedzi i cynku osadzony na nosniku, przy czym suma metali aktywnych w katalizatorze wynosi od 1 do 80 czesci wagowych.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze katalizator co najmniej dwukrotnie nasyca sie roztworami azotanów miedzi i cynku z tym, ze po kazdym nasyceniu katalizator poddaje sie operacji suszenia w temperaturze 150°— —400°C. PZG w Pab., zam. 456-69, nakl. 220 egz. PL