RU2084282C1 - Method of preparing catalyst for cleaning effluent gas - Google Patents
Method of preparing catalyst for cleaning effluent gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084282C1 RU2084282C1 RU93041680A RU93041680A RU2084282C1 RU 2084282 C1 RU2084282 C1 RU 2084282C1 RU 93041680 A RU93041680 A RU 93041680A RU 93041680 A RU93041680 A RU 93041680A RU 2084282 C1 RU2084282 C1 RU 2084282C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- components
- acid
- catalyst
- binder
- active components
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения катализатора для очистки отходящего газа от вредных органических примесей и оксида углерода. The invention relates to a method for producing a catalyst for purification of exhaust gas from harmful organic impurities and carbon monoxide.
Одним из перспективных методов газоочистки является адсорбционно-каталитический метод, в котором используются адсорбенты-катализаторы на основе приводных материалов пиролюзитовых руд (1). Основным недостатком таких катализаторов является непостоянство состава и низкая механическая прочность. One of the promising gas purification methods is the adsorption-catalytic method, which uses adsorbent-catalysts based on drive materials of pyrolusite ores (1). The main disadvantage of such catalysts is the inconstancy of the composition and low mechanical strength.
Известным способом получения катализатора, который применяется в процессах глубокого окисления при очистке от вредных органических примесей и оксида углерода, является метод пропитки носителя раствором солей переходных элементов. Так, для получения катализатора, содержащего 26 мас. оксида меди на носителе активном оксиде алюминия, носитель пропитывают насыщенным раствором азотнокислой меди (2). Основным недостатком данного способа является большое количество оксидов азота, выделяющихся на стадии прокаливания катализатора. A known method of producing a catalyst, which is used in deep oxidation processes when cleaning from harmful organic impurities and carbon monoxide, is the method of impregnating the carrier with a solution of salts of transition elements. So, to obtain a catalyst containing 26 wt. copper oxide supported by active alumina, the carrier is impregnated with a saturated solution of copper nitrate (2). The main disadvantage of this method is the large amount of nitrogen oxides released at the stage of calcination of the catalyst.
Существует более экологически чистый способ получения катализаторов, основанный на взаимодействии активных компонентов, в качестве которых используют катионы переходных металлов и связующих, выбранный в качестве прототипа (3). Так, в указанном способе носитель (связующее) оксид алюминия различных модификаций, пропитывают раствором аммиачного комплекса карбоната меди (активный компонент). There is a more environmentally friendly method for producing catalysts based on the interaction of active components, which use transition metal cations and binders, selected as a prototype (3). So, in this method, the carrier (binder) alumina of various modifications is impregnated with a solution of an ammonia complex of copper carbonate (active component).
Данный способ также обладает рядом недостатков, основным из которых является использование дорогих синтетических компонентов для получения катализатора. This method also has several disadvantages, the main of which is the use of expensive synthetic components to obtain a catalyst.
Требуемый технический результат заключается в создании дешевого экологически чистого способа получения высокоактивного катализатора газоочистки, обладающего достаточной механической прочностью. The required technical result is to create a cheap environmentally friendly method for producing a highly active gas purification catalyst with sufficient mechanical strength.
В предлагаемом способе получения катализатора для очистки отходящего газа от органических примесей и оксида углерода, основанном на взаимодействии активных компонентов и алюминийоксидного связующего, требуемый технический результат достигается тем, что в качестве активных компонентов используют измельченные железомарганцевые конкреции, в качестве связующего гидроксид алюминия структуры псевдобита и взаимодействие осуществляют путем их смешения при массовом соотношении конкреций к гидроксиду алюминия, равном 1,5:1 10: 1. Причем смешение компонентов предлагается производить в 6 12% растворе каталитически нейтральной кислоты при весовом соотношении кислоты к сухой смеси 2,5:100 4:100. In the proposed method for producing a catalyst for purification of exhaust gas from organic impurities and carbon monoxide, based on the interaction of active components and an aluminum oxide binder, the required technical result is achieved by using ground ferromanganese nodules as active components, pseudo bit structure as an aluminum hydroxide binder, and interaction carried out by mixing with a mass ratio of nodules to aluminum hydroxide equal to 1.5: 1 10: 1. Moreover, the mixture s components 6 serves to produce 12% solution of a catalytically neutral acid at a weight ratio of acid to the dry mixture 2.5: 100 4: 100.
Рассмотрим характерные конкретные примеры получения катализатора. Consider specific specific examples of the preparation of the catalyst.
Пример 1. 60 г Порошкообразной конкреции К-1 и 6 г связующего ПГА (соотношение ЖМК:ПГА 10:1) заливают 8% уксусной кислотой в количестве 22 мл (соотношение кислоты и сухой смеси 2,5:100). Полученную смесь перемешивают, формуют в виде цилиндров и колец, высушивают и прокаливают как и в последующих примерах. Example 1. 60 g of Powdered K-1 nodule and 6 g of binding PHA (ratio of LMC: PHA 10: 1) are filled with 8% acetic acid in an amount of 22 ml (ratio of acid to dry mixture 2.5: 100). The resulting mixture was stirred, molded in the form of cylinders and rings, dried and calcined as in the following examples.
Активность полученного таким способом катализатора составила в реакции окисления бутана 8,1 8,5. Удельная поверхность 132 м2/г, прочность по торцу 2 МПА. Масса еще достаточно пластична для формирования гранул катализатора в виде цилиндров и колец. При повышении же соотношения ЖМК:ПГА более 10:1 резко снижаются реологические свойства формовочной массы и катализатор теряет свою практическую ценность.The activity of the catalyst obtained in this way was 8.1 to 8.5 in the oxidation of butane. Specific surface area 132 m 2 / g, end strength 2 MPA. The mass is still sufficiently plastic to form catalyst granules in the form of cylinders and rings. With an increase in the ratio of LMC: PHA of more than 10: 1, the rheological properties of the molding material sharply decrease and the catalyst loses its practical value.
Пример 2. 30 г Порошка продукта ТХА пептизируют с 10 мл уксусной кислоты (11% ). Затем вводят 45 г порошка конкреций К2 и 15 мл той же кислоты (т.е. соотношение ЖМК:ГА 1,5:1, а кислоты к смеси 3,5:100). Активность катализатора составила 8,0 8,3 Удельная поверхность составила 173 м2/г, а прочность 3-4 МПа. При снижении соотношения ЖМК:ГА менее 1,5:1 каталитическая активность катализатора снижается.Example 2. 30 g of the Product powder TXA is peptized with 10 ml of acetic acid (11%). Then, 45 g of K2 nodule powder and 15 ml of the same acid are introduced (i.e., the ratio of LMC: HA is 1.5: 1, and the acid to mixture is 3.5: 100). The activity of the catalyst was 8.0 8.3. The specific surface was 173 m 2 / g, and the strength was 3-4 MPa. With a decrease in the ratio of LMC: GA less than 1.5: 1, the catalytic activity of the catalyst decreases.
Пример 3. 15 г Порошка продукта ТХА пептизируют с 10 мл уксусной кислоты (8% ). Затем добавляют 60 г порошка конкреций К-4 и 35 мл той же кислоты (Соотношения ЖМК:ПГА 4:1, а кислоты и смеси 4:100). Активность составила 8,0 8,3, удельная поверхность 115 м/г, прочность 2 МПа. Example 3. 15 g of the Product powder TXA is peptized with 10 ml of acetic acid (8%). Then add 60 g of K-4 nodule powder and 35 ml of the same acid (Ratio of LMC: PHA 4: 1, and the acid and mixture 4: 100). Activity was 8.0 8.3, specific surface 115 m / g, strength 2 MPa.
Количество кислоты (например, уксусной) выбиралось из расчета 1 моль на 1 моль оксида алюминия, содержащегося в связующем. Приведенные в формуле изобретения диапазон соотношений кислоты к смеси определялся типом связующего, соотношением ЖМК: ПГА, типом конкреций. Диапазон концентрации кислоты определялся требованием получения необходимых реологических свойств смеси для формирования катализатора и его прочностью. The amount of acid (for example, acetic acid) was selected at the rate of 1 mol per 1 mol of aluminum oxide contained in the binder. Shown in the claims, the range of ratios of acid to mixture was determined by the type of binder, the ratio of LMC: PHA, type of nodule. The acid concentration range was determined by the requirement to obtain the necessary rheological properties of the mixture for the formation of the catalyst and its strength.
Повышение кислотности (применение взамен уксусной кислоты азотной или еще более сильного пептизатора) приводит к незначительному увеличению прочности гранул, но нецелосообразно как с экономической, так и экологической точки зрения. An increase in acidity (the use of nitric or even stronger peptizing agent in place of acetic acid) leads to a slight increase in the strength of the granules, but it is inconsistent both from an economic and environmental point of view.
Скорость реакции каталитического окисления бутана кислородом воздуха определялась в проточно-циркуляционной установке пи скорости подачи газовой смеси 10 л/ч и стационарной концентрации бутана 0,2% Активность характеризовали скоростью превращения бутана при определенной температуре: W•102 мл C3H8/гс.The reaction rate of the catalytic oxidation of butane by atmospheric oxygen was determined in a flow-through installation with a gas mixture flow rate of 10 l / h and a stationary butane concentration of 0.2%. The activity was characterized by the conversion rate of butane at a certain temperature: W • 10 2 ml C 3 H 8 / gs .
В процессе испытаний использовались конкреции Мирового океана (К-1 тип А Тихий океан, К-2 тип А Индийский, К-3 тип А корка Тихий океан, К-4 тип В Тихий океан, К-5 Балтийское море, К-6 тип С Тихий океан). In the testing process, nodules of the World Ocean were used (K-1 type A Pacific Ocean, K-2 type A Indian, K-3 type A crust Pacific, K-4 type B Pacific, K-5 Baltic Sea, K-6 type From the Pacific Ocean).
Способ получения катализатора состоит в смешении размолотых конкреций и связующего в определенных пропорциях в присутствии каталитически нейтральной кислоты, в качестве которой предлагается (как оптимальные варианты) разбавленная уксусная или азотная кислоты в качестве пептизатора. Катализаторы на основе конкреций таких типов могут быть отформованы в виде сложных геометрических форм, в частности блоков. A method of producing a catalyst consists in mixing ground nodules and a binder in certain proportions in the presence of a catalytically neutral acid, which is proposed (as optimal options) diluted acetic or nitric acid as a peptizing agent. Catalysts based on nodules of these types can be molded in the form of complex geometric shapes, in particular blocks.
Более дешевым предлагаемый способ позволяет сделать использование природного сырья ЖМК. The proposed method allows to make cheaper the use of natural raw materials.
Железомарганцевые конкреции содержат в своем составе целый ряд полезных составляющих, в том числе катионы переходных металлов Fe, Mn, Cu, Ni и др. которые предлагается использовать в качестве активных компонентов для получения катализаторов. Ferromanganese nodules contain a number of useful components, including transition metal cations Fe, Mn, Cu, Ni, etc. that are proposed to be used as active components for the preparation of catalysts.
Как связующее используют моногидрат оксида алюминия AlO(OH), (рентгенографически псевдобемит). As a binder, alumina monohydrate AlO (OH), (radiographic pseudoboehmite) is used.
Гидроксид алюминия структуры псевдобемита может быть получен методом переосаждения (продукт ПГА) или термохимической активизации технического гидрата глинозема (продукт ТХА). В соответствии с результатами рентгенографического и термогравиметрического анализов переосаждений гидроксид алюминия (ПГА) состоит только из псевдобемита, продукт ТХА содержит 65 мас. ч псевдобемита, остальное тригидраты, байерит и гидраргиллит. В связи с этим при получении катализатора необходимое количество ПГА в качестве связующего меньше, чем продукта ТХА. Однако последний менее дефицитен и при получении его исключаются стадии переосаждения, при которых появляются сточные воды, требующие специальных видов очистки. Одновременно следует учитывать, что чрезмерное разбавление конкреций связующим приводит к снижению каталитической активности. Aluminum hydroxide of pseudoboehmite structure can be obtained by reprecipitation (PHA product) or by thermochemical activation of technical alumina hydrate (TXA product). In accordance with the results of X-ray and thermogravimetric analyzes of reprecipitation, aluminum hydroxide (PHA) consists only of pseudoboehmite, the product TXA contains 65 wt. h pseudoboehmite, the rest is trihydrates, bayerite and hydrargillite. In this regard, upon receipt of the catalyst, the required amount of PHA as a binder is less than the product of TXA. However, the latter is less scarce and, upon receipt of it, reprecipitation stages are excluded, in which waste water appears that requires special types of treatment. At the same time, it should be borne in mind that excessive dilution of nodules with a binder leads to a decrease in catalytic activity.
Для приготовления катализатора в лопастной смеситель засыпают смесь порошков конкреций и связующего (ПГА), добавляют уксусную или азотную кислоту и перемешивают массу в течение 30 40 минут. При использовании в качестве связующего продукта ТХА последний пептизируют в присутствии кислоты на 1 этапе до образования пластичной массы в течение 20 30 мин, затем вводят порошкообразные конкреции и продолжают перемешивание 30 мин. To prepare the catalyst, a mixture of nodule powders and a binder (PHA) is poured into the paddle mixer, acetic or nitric acid is added, and the mass is mixed for 30–40 minutes. When TCA is used as a binder, the latter is peptized in the presence of acid in stage 1 until a plastic mass is formed for 20-30 minutes, then powdery nodules are introduced and stirring is continued for 30 minutes.
Активность катализатора на основе конкреций в реакциях полного окисления определяется в основном наличием марганца. Наиболее активны катализаторы, приготовленные с использованием конкреций с высоким содержанием марганца. Активность катализатора зависит также от количества связующего. Значительное повышение содержания ПГА и ТХА ведет к снижению активности. Однако для некоторых типов конкреций повышение процента ПГА и ТХА от 9 до 20 и 33 соответственно не приводит к снижению каталитической активности. По видимому в данном случае существенный эффект оказывает одновременное повышение удельной поверхности и пористости. The activity of the nodule-based catalyst in the complete oxidation reactions is determined mainly by the presence of manganese. The most active catalysts prepared using nodules with a high content of manganese. The activity of the catalyst also depends on the amount of binder. A significant increase in the content of PHA and TXA leads to a decrease in activity. However, for some types of nodules, an increase in the percentage of PHA and TXA from 9 to 20 and 33, respectively, does not lead to a decrease in catalytic activity. Apparently, in this case, a significant effect is exerted by a simultaneous increase in the specific surface and porosity.
Как показали исследования, активность катализаторов на основе конкреций в реакции окисления оксида углерода находится практически на уровне прототипа, а в реакции окисления бутана значительно выше. По активности в окислении бутана данные катализаторы практически не уступают известным катализатором на основе металлов платиновой группы. В то же время достаточная дешевизна сырья делает их использование в будущем высоко рентабельным. Studies have shown that the activity of nodule-based catalysts in the oxidation of carbon monoxide is practically at the level of the prototype, and in the oxidation of butane is much higher. In terms of activity in the oxidation of butane, these catalysts are practically not inferior to the known catalyst based on platinum group metals. At the same time, the sufficient cheapness of raw materials makes their use in the future highly profitable.
Чрезвычайно важно, что катализаторы на основе конкреций могут быть сформированы в виде блоков. It is extremely important that nodule-based catalysts can be formed into blocks.
Катализаторы в виде блочных структур гораздо удобнее в эксплуатации, имеют низкое аэродинамическое сопротивление, что особенно важно при очистке выбросов большого объема. Блочные катализаторы могут применяться для очистки запыленных выбросов. Область применения катализаторов на основе железомарганцевых конкреций может быть весьма широкая. Высокая удельная поверхность катализаторов и их высокая активность в низкотемпературной области делают их перспективными для аппаратов адсорбционно-каталитической очистки вентвыбросов лакокрасочных, мебельных и других производств, где основные токсичные компоненты спирты, фенолы, сложные эфиры содержатся при низких концентрациях. Catalysts in the form of block structures are much more convenient in operation, have low aerodynamic drag, which is especially important when cleaning emissions of large volumes. Block catalysts can be used to clean dust emissions. The scope of the catalysts based on ferromanganese nodules can be very wide. The high specific surface area of the catalysts and their high activity in the low-temperature region make them promising for adsorption-catalytic treatment apparatus for vent exhausts of paint and varnish, furniture and other industries where the main toxic components are alcohols, phenols, and esters are contained at low concentrations.
Следует отметить, что катализаторы на основе конкреций имеют довольно высокую влагоемкость 0,5 мл/кг. Это позволяет легко вводить методом пропитки дополнительные активные компоненты, значительно расширяя сферу применения катализаторов. It should be noted that nodule-based catalysts have a rather high moisture capacity of 0.5 ml / kg. This makes it possible to easily introduce additional active components by impregnation, significantly expanding the scope of the catalysts.
Были исследованы свойства катализаторов, полученных с использованием разных типов конкреций и при различных соотношениях конкреции: связующее. The properties of the catalysts obtained using different types of nodules and at different ratios of nodules: a binder were investigated.
Диапазон соотношение ЖМК и связующего проверен экспериментальным путем. При повышении соотношения ЖМК:ГА более 10:1 резко снижаются реологические свойства катализатора и он теряет свою практическую ценность. The range of the ratio of LMC and binder was tested experimentally. With an increase in the ratio of LMC: GA more than 10: 1, the rheological properties of the catalyst sharply decrease and it loses its practical value.
При снижении же соотношения менее 1,5:1 реологические свойства практически не изменяются, а каталитическая активность резко снижается. With a decrease in the ratio of less than 1.5: 1, the rheological properties practically do not change, and the catalytic activity decreases sharply.
При снижении соотношения кислоты к смеси 2,5:100 не обеспечивается качественное смешение компонентов, а увеличение более 4:100 не приводит к улучшению свойств смеси. With a decrease in the ratio of acid to mixture of 2.5: 100, qualitative mixing of the components is not ensured, and an increase of more than 4: 100 does not lead to an improvement in the properties of the mixture.
При снижении концентрации кислоты ниже 6% и увеличении выше 12% не обеспечивается требуемая влажность смеси для последующих технологических операций (перемешивание, формование, сушка) и достаточная прочность после прокаливания. With a decrease in acid concentration below 6% and an increase above 12%, the required humidity of the mixture is not ensured for subsequent technological operations (mixing, molding, drying) and sufficient strength after calcination.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93041680A RU2084282C1 (en) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Method of preparing catalyst for cleaning effluent gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93041680A RU2084282C1 (en) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Method of preparing catalyst for cleaning effluent gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93041680A RU93041680A (en) | 1996-04-27 |
RU2084282C1 true RU2084282C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20146733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93041680A RU2084282C1 (en) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Method of preparing catalyst for cleaning effluent gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2084282C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476384C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Method of purifying sewage waters from phenols |
-
1993
- 1993-08-19 RU RU93041680A patent/RU2084282C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Торопкина Г.Н. и др. ВХО им.Д.И.Менделеева, 1990, т.XXXI, 33-42. 2. Авторское свидетельство СССР N 256736, кл. B 01 J 23/70, 1969. 3. Авторское свидетельство СССР N 707598, кл. B 01 J 37/02, 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476384C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Method of purifying sewage waters from phenols |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4308176A (en) | Catalyst and method for producing said catalyst | |
US4151123A (en) | Catalytic perovskites on perovskite supports and process for preparing them | |
Alonso et al. | Characterization of Mn and Cu oxides as regenerable sorbents for hot coal gas desulfurization | |
Carniti et al. | Dispersed NbO x catalytic phases in silica matrixes: influence of niobium concentration and preparative route | |
EP0643014A1 (en) | Deodorant comprising metal oxide-carrying activated carbon | |
US3787332A (en) | Carbon monoxide conversion catalysts | |
US3669906A (en) | Catalyst for purification of exhaust gases from motor vehicles and industrial plants | |
US3899577A (en) | Carbon monoxide conversion catalysts | |
WO1996036561A1 (en) | Catalysts and process for selective oxidation | |
RU2149137C1 (en) | Method for direct oxidation of sulfur compounds into sulfur using copper-based catalyst | |
RU2288888C1 (en) | Catalyst for selective oxidation of hydrogen sulfide, method of preparation thereof, and a process of selectively oxidizing hydrogen sulfide to elemental sulfur | |
US4018710A (en) | Reduction catalysts and processes for reduction of nitrogen oxides | |
US3787560A (en) | Method of decomposing nitrogen oxides | |
US3787322A (en) | Catalyst for purification of exhaust gases from motor vehicles and industrial plants | |
RU2084282C1 (en) | Method of preparing catalyst for cleaning effluent gas | |
FI119500B (en) | Catalysts with extremely finely divided active components | |
JPH11292539A (en) | Production of zirconia-ceria composition | |
US4225462A (en) | Catalyst for reducing nitrogen oxides and process for producing the same | |
JPH0239297B2 (en) | ||
US4755497A (en) | Preparaton of copper aluminum borate catalyst and optional improvement of the catalyst by incorporation with active metals | |
JP3027219B2 (en) | How to remove nitrogen oxides | |
US3923690A (en) | Carrier-supported catalyst | |
CN111589450B (en) | Carbonyl sulfide hydrolysis catalyst and preparation method thereof | |
US3752775A (en) | Catalyst for oxidation and a method for producing the same | |
RU2050195C1 (en) | Method for preparation of catalyst for hydrogenation of ketons and aldehydes |