RU2106197C1 - Catalyst for cleaning gases from nitric oxides - Google Patents

Catalyst for cleaning gases from nitric oxides Download PDF

Info

Publication number
RU2106197C1
RU2106197C1 RU96107619A RU96107619A RU2106197C1 RU 2106197 C1 RU2106197 C1 RU 2106197C1 RU 96107619 A RU96107619 A RU 96107619A RU 96107619 A RU96107619 A RU 96107619A RU 2106197 C1 RU2106197 C1 RU 2106197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
tremolite
content
compounds
wollastonite
Prior art date
Application number
RU96107619A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96107619A (en
Inventor
О.В. Комова
А.В. Симаков
А.А. Кирчанов
Н.А. Куликовская
Н.Н. Сазонова
А.А. Марчук
Г.Б. Баранник
Original Assignee
Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
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 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН filed Critical Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Priority to RU96107619A priority Critical patent/RU2106197C1/en
Priority to AU26941/97A priority patent/AU2694197A/en
Priority to PCT/EP1997/001732 priority patent/WO1997037749A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2106197C1 publication Critical patent/RU2106197C1/en
Publication of RU96107619A publication Critical patent/RU96107619A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8659Removing halogens or halogen compounds
    • B01D53/8662Organic halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8628Processes characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8668Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/888Tungsten

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

FIELD: environmental control; power engineering, chemical, metallurgical and other industries which activities result in gas discharges containing nitric oxides. SUBSTANCE: catalyst is supported by carrier containing titanium dioxide, and comprises at least one active component selected from among vanadium and copper compounds, and tremolite or wallastonite minerals or mixture thereof. These components are present in catalyst in the following ratio, wt. -% (contents of V and/or Cu compounds are given on basis of metal content): V, not more 1; Cu, not more 2; tremolite and/or wallastonite, 2-12; carrier, the balance. EFFECT: higher mechanical strength and catalytic activity; partial or full substitution of vanadium component by copper-containing component. 8 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к катализаторам защиты окружающей среды от токсичных выбросов азота и может быть применено в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности, имеющих отходящие газы, в которых содержатся оксиды азота. The invention relates to catalysts for the protection of the environment from toxic nitrogen emissions and can be used in energy, chemical, metallurgical and other industries having exhaust gases that contain nitrogen oxides.

В качестве активных компонентов катализаторов, применяемых в процессе селективного каталитического восстановления (СКВ) оксидов азота аммиаком, используют оксиды ванадия, меди, железа, марганца, вольфрама, молибдена, никеля, титана и их различные сочетания. As the active components of the catalysts used in the process of selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides with ammonia, vanadium, copper, iron, manganese, tungsten, molybdenum, nickel, titanium oxides and their various combinations are used.

Одной из задач, возникающих при разработке катализаторов СКВ, является повышение срока их службы благодаря созданию каталитических систем с высокой удельной каталитической активностью и повышенной механической прочностью. Проблемой является и подбор каталитических систем с частичной или полной заменой токсичных и дорогостоящих соединений ванадия. One of the challenges arising in the development of SCR catalysts is to increase their service life by creating catalytic systems with high specific catalytic activity and increased mechanical strength. A problem is the selection of catalytic systems with partial or complete replacement of toxic and expensive vanadium compounds.

Известен катализатор с повышенной механической прочностью для процесса СКВ, включающий прочный носитель на основе аэросилогеля и огнеупорной глины и поочередно нанесенные слои оксида титана и оксида ванадия [1]. A known catalyst with increased mechanical strength for the SLE process, including a solid carrier based on aerosilogel and refractory clay and alternately deposited layers of titanium oxide and vanadium oxide [1].

Недостатками этого катализатора являются сложная технология послойного нанесения оксидов титана и ванадия, утилизация сточных вод и невозможность его эксплуатации в газовых выбросах, содержащих большие количества сажи и пыли, за счет абразивного истирания активного слоя катализатора. The disadvantages of this catalyst are the complex technology of layer-by-layer deposition of titanium and vanadium oxides, waste water disposal and the impossibility of its operation in gas emissions containing large amounts of soot and dust due to abrasion of the active catalyst layer.

Известен катализатор, включающий титансодержащий агент и активные компоненты - оксиды переходных металлов, а также глину с размером частиц 100 - 500 мкм при массовом соотношении титансодержащего агента и глины 4,5 - 1:1 [2]. A known catalyst comprising a titanium-containing agent and active components - transition metal oxides, as well as clay with a particle size of 100 - 500 μm with a mass ratio of titanium-containing agent and clay 4.5 - 1: 1 [2].

Недостатком данного катализатора является снижение механической прочности в средах, содержащих влагу за счет набухания глины. The disadvantage of this catalyst is a decrease in mechanical strength in environments containing moisture due to clay swelling.

Известен способ повышения механической прочности катализатора путем введения в состав экстрагируемой массы алюмосиликатных, муллитокремнеземистых волокон [3]. В состав катализатора входят оксид титана и один оксид такого элемента, как ванадий, молибден и/или вольфрам и неорганическое волокно, причем промежутки между волокнами заполнены указанным каталитическим составом. Отношение по массе каталитического состава и волокна составляет не менее 3. A known method of increasing the mechanical strength of the catalyst by introducing into the composition of the extracted mass of aluminosilicate, mullite-siliceous fibers [3]. The composition of the catalyst includes titanium oxide and one oxide of an element such as vanadium, molybdenum and / or tungsten and an inorganic fiber, the gaps between the fibers being filled with said catalyst composition. The ratio by weight of the catalytic composition and fiber is at least 3.

Недостатком этого катализатора является разбавление активного компонента и, следовательно, уменьшение активности катализатора, а также ограниченная возможность приготовления катализаторов различной геометрии. The disadvantage of this catalyst is the dilution of the active component and, consequently, a decrease in the activity of the catalyst, as well as the limited ability to prepare catalysts of various geometries.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является катализатор, содержащий, по крайней мере, 1 - 3 мас.% из группы оксидов Cu, Ni, Co и V, 7 - 8 мас.% WO3, 15 мас.% глины, остальное носитель на основе диоксида титана. Катализатор получают в виде блоков сечением 150 х 150 мм, размером ячейки 7 х 7 мм и толщиной перегородки 1,5 мм. Для упрочнения торцовую часть блоков экранируют стекловидной облицовкой на основе глазури. Дополнительно перед фронтальным слоем катализатора устанавливают металлическую решетку, проштампованную согласно размерам сечения блока катализатора. Удельная поверхность полученного катализатора 10 - 150 м2/г при объеме пор 0,2 - 0,6 см3/г. Степень превращения NOx при 350 - 380oC не превышает 89% [4].Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a catalyst containing at least 1 to 3 wt.% From the group of oxides Cu, Ni, Co and V, 7 to 8 wt.% WO 3 , 15 wt.% Clay , the rest is a carrier based on titanium dioxide. The catalyst is obtained in the form of blocks with a cross section of 150 x 150 mm, a cell size of 7 x 7 mm and a partition thickness of 1.5 mm. For hardening, the end part of the blocks is shielded with a glassy cladding based on glaze. Additionally, a metal grate is stamped in front of the front catalyst bed, stamped according to the sectional dimensions of the catalyst block. The specific surface area of the obtained catalyst is 10-150 m 2 / g with a pore volume of 0.2-0.6 cm 3 / g. The degree of conversion of NO x at 350 - 380 o C does not exceed 89% [4].

Недостатками указанного катализатора являются большая энергоемкость способа его приготовления и многоступенчатость. The disadvantages of this catalyst are the high energy consumption of the method of its preparation and multi-stage.

Задача изобретения - разработка катализатора очистки газов от оксидов азота с повышенной механической прочностью с сохранением высокой каталитической активности. The objective of the invention is the development of a catalyst for the purification of gases from nitrogen oxides with increased mechanical strength while maintaining high catalytic activity.

Задача решается с помощью катализатора, содержащего носитель, включающий в свой состав диоксид титана, содержащего по меньшей мере один активный компонент, выбранный из группы соединений ванадия, меди, и тремолит и/или волластонит при следующем содержании компонентов в катализаторе, мас.%:
Содержание соединений V и/или Cu в пересчете на металл
V - Не более 1
Cu - Не более 2
Тремолит и/или волластонит - 2 - 12
Носитель - Остальное
Катализатор имеет следующий состав, мас.%:
Содержание соединений V в пересчете на металл
V - 0,16-1
Тремолит и/или волластонит - 2 - 12
Носитель - Остальное
Катализатор имеет следующий состав, мас.%:
Содержание соединений Cu в пересчете на металл
Cu - 0,2 - 2
Тремолит и/или волластонит - 2 - 12
Носитель - Остальное
Катализатор имеет следующий состав, мас.%:
Содержание соединений V и Cu - 0,2 - 1
Тремолит и/или волластонит - 2 - 12
Носитель - Остальное
Катализатор может дополнительно содержать оксид вольфрама в количестве не более 10 мас. %, стекловолокно - не более 5 мас.%, глину - не более 10 мас.%.
The problem is solved by using a catalyst containing a carrier comprising titanium dioxide containing at least one active component selected from the group of vanadium and copper compounds and tremolite and / or wollastonite with the following components in the catalyst, wt.%:
The content of compounds V and / or Cu in terms of metal
V - Not more than 1
Cu - Not more than 2
Tremolite and / or wollastonite - 2 - 12
Media - Other
The catalyst has the following composition, wt.%:
The content of compounds V in terms of metal
V - 0.16-1
Tremolite and / or wollastonite - 2 - 12
Media - Other
The catalyst has the following composition, wt.%:
The content of Cu compounds in terms of metal
Cu - 0.2 - 2
Tremolite and / or wollastonite - 2 - 12
Media - Other
The catalyst has the following composition, wt.%:
The content of compounds V and Cu is 0.2 - 1
Tremolite and / or wollastonite - 2 - 12
Media - Other
The catalyst may additionally contain tungsten oxide in an amount of not more than 10 wt. %, fiberglass - not more than 5 wt.%, clay - not more than 10 wt.%.

Для получения катализатора используют термостабильный волокнистый материал - волластонит или тремолит, проявляющий армирующее влияние, что ведет к упрочнению катализатора, и способствующий увеличению доли транспортных макропор с размером более

Figure 00000001
. Волластонит - минерал из класса цепочечных силикатов, формулы [CaSiO3]n, образуется при метаморфизме известняков. Тремолит - минерал из класса цепочечных силикатов группы моноклинных амфиболов, формула [Ca3Mg5[Si4O11](OH)2]n.To obtain a catalyst, a thermostable fibrous material is used - wollastonite or tremolite, exhibiting a reinforcing effect, which leads to hardening of the catalyst, and contributing to an increase in the share of transport macropores with a size of more
Figure 00000001
. Wollastonite is a mineral from the class of chain silicates, of the formula [CaSiO 3 ] n , formed during the limestone metamorphism. Tremolite is a mineral from the class of chain silicates of the monoclinic amphibole group, the formula [Ca 3 Mg 5 [Si 4 O 11 ] (OH) 2 ] n .

Предлагаемый катализатор обладает повышенной механической прочностью и высокой каталитической активностью по сравнению с известным решением. The proposed catalyst has increased mechanical strength and high catalytic activity compared with the known solution.

Процесс приготовления катализаторов включает следующие стадии:
смешение исходных сыпучих компонентов: диоксида титана, волластонита и/или тремолита, с добавлением и без оксида вольфрама, глины и стекловолокна;
добавление водного раствора солей меди и/или ванадия;
длительное перемешивание полученной массы с добавлением органического пластификатора и воды;
экструзия или формование катализаторной массы;
провяливание, сушка, прокаливание.
The process of preparation of the catalysts includes the following stages:
mixing of the starting bulk components: titanium dioxide, wollastonite and / or tremolite, with and without tungsten oxide, clay and fiberglass;
adding an aqueous solution of salts of copper and / or vanadium;
prolonged mixing of the resulting mass with the addition of an organic plasticizer and water;
extrusion or molding of the catalyst mass;
drying, drying, calcination.

При приготовлении катализаторов использовали порошки волластонита и тремолита природного происхождения с размером частиц 60 - 100 мкм. In the preparation of the catalysts, wollastonite and tremolite powders of natural origin with a particle size of 60-100 μm were used.

Характеристики катализаторов, результаты испытаний приведены в таблице. Содержание активных компонентов Cu и/или V дано в пересчете на металл, так как по данным физико-химических исследований в катализаторах отсутствуют чистые фазы оксидов или сульфатов меди и ванадия. The characteristics of the catalysts, the test results are shown in the table. The content of active components of Cu and / or V is given in terms of metal, since according to physicochemical studies, the catalysts lack pure phases of oxides or sulfates of copper and vanadium.

В примерах 1 - 4 используют TiO2 (анатазной модификации), полученный парофазным гидролизом хлорида титана, с удельной поверхностью 15 м2/г и объемом пор 0,34 мл/г.Examples 1-4 use TiO 2 (anatase modification) obtained by vapor-phase hydrolysis of titanium chloride with a specific surface area of 15 m 2 / g and a pore volume of 0.34 ml / g.

Пример 1. В Z-образном смесителе смешивают 9,38 кг TiO2, 0,5 кг WO3, далее добавляют раствор сульфата ванадила (0,298 кг VOSO4•3H2O в 1,5 л воды), для создания необходимых формовочных свойств приливают раствор полиэтиленоксида (ПЭО) [0,1 кг ПЭО в 1 л H2O]. Компоненты тщательно перемешивают в течение одного часа до получения однородной пластичной массы. Из полученной массы на лабораторном оборудовании экструдируют модельные мелкоячеистые блоки диаметром 10 мм, размером канала 1,2 х 1, 2 мм, толщиной стенки 0,4 мм, блоки сечения 24 мм, размером канала 6 х 6 мм, толщиной стенки 1,5 мм, кольца с внешним диаметром 6 мм и внутренним диаметром 2 мм для определения механической прочности. На вакуумном шнек-прессе экстрагируют блоки сотовой структуры в форме призмы квадратного сечения 75 х 75 мм или 150 х 150 мм, размером канала 2 х 2 мм, 5,6 х 5,6 мм, толщиной стенки 0,8 - 1,4 мм, длиной блока 150 - 500 мм. Катализатор провяливают, сушат и прокаливают на воздухе с постепенным подъемом температуры до 500oC и принудительной циркуляцией теплоносителя вдоль каналов, выдерживают при 500oC в течение 4 ч.Example 1. In a Z-shaped mixer, 9.38 kg of TiO 2 , 0.5 kg of WO 3 are mixed, then a solution of vanadyl sulfate (0.298 kg of VOSO 4 • 3H 2 O in 1.5 l of water) is added to create the necessary molding properties pour a solution of polyethylene oxide (PEO) [0.1 kg PEO in 1 l of H 2 O]. The components are thoroughly mixed for one hour until a homogeneous plastic mass is obtained. From the obtained mass, model fine-mesh blocks with a diameter of 10 mm, a channel size of 1.2 x 1, 2 mm, a wall thickness of 0.4 mm, section blocks 24 mm, a channel size of 6 x 6 mm and a wall thickness of 1.5 mm were extruded on laboratory equipment rings with an outer diameter of 6 mm and an inner diameter of 2 mm to determine mechanical strength. On a vacuum screw press, honeycomb blocks are extracted in the form of a square prism of 75 x 75 mm or 150 x 150 mm, channel size 2 x 2 mm, 5.6 x 5.6 mm, wall thickness 0.8 - 1.4 mm , block length 150 - 500 mm. The catalyst is dried, dried and calcined in air with a gradual increase in temperature to 500 o C and forced circulation of the coolant along the channels, kept at 500 o C for 4 hours

Пример 2. В Z-образном смесителе смешивают 8,68 кг TiO2, 1 кг WO3, 0,2 кг тремолита, далее добавляют раствор сульфата ванадила (0,298 кг VOSO4•3H2O в 1,5 л воды), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 0,96 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 2. In a Z-shaped mixer mix 8.68 kg of TiO 2 , 1 kg of WO 3 , 0.2 kg of tremolite, then add a solution of vanadyl sulfate (0.298 kg of VOSO 4 • 3H 2 O in 1.5 l of water), add a solution of polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 0.96 l of H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 3. В Z-образном смесителе смешивают 8,58 кг TiO2 0,1 кг WO3, 1,2 кг тремолита, добавляют раствор сульфата ванадила (2,298 кг VOSO4•3H2O в 1,5 л воды), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 0,96 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 3. In a Z-shaped mixer, 8.58 kg of TiO 2, 0.1 kg of WO 3 , 1.2 kg of tremolite are mixed, a solution of vanadyl sulfate (2.298 kg of VOSO 4 • 3H 2 O in 1.5 l of water) is added, and a solution of polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 0.96 l of H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 4. В Z-образном смесителе смешивают 8,21 кг TiO2, 0,45 кг тремолита, 0,18 кг волластонита, добавляют раствор сульфата ванадила (0,383 кг VOSO4•3H2O в 1,5 л воды), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,09 кг в 0,74 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 4. In a Z-shaped mixer, 8.21 kg of TiO 2 , 0.45 kg of tremolite, 0.18 kg of wollastonite are mixed, a solution of vanadyl sulfate (0.383 kg of VOSO 4 • 3H 2 O in 1.5 l of water) is added, add a solution of polyethylene oxide (0.09 kg in 0.74 l of H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 5. Для приготовления катализатора использовали носитель, содержащий в основном TiO2 (анатаз), полученный методом гидролиза сульфата титанила, с удельной поверхностью 132 м2/г и объемом пор 0,42 мл/г.Example 5. For the preparation of the catalyst, a support was used, containing mainly TiO 2 (anatase) obtained by hydrolysis of titanyl sulfate with a specific surface area of 132 m 2 / g and a pore volume of 0.42 ml / g.

В Z-образном смесителе смешивают 8,74 кг TiO2, 1 кг волластонита, добавляют раствор нитрата меди (0,759 кг Cu(NO3)2•3H2O), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 1,3 л H2O). Далее аналогично примеру 1.In a Z-shaped mixer, 8.74 kg of TiO 2 , 1 kg of wollastonite are mixed, a solution of copper nitrate (0.759 kg Cu (NO 3 ) 2 • 3H 2 O) is added, a solution of polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 1.3 l is added H 2 O). Further, as in example 1.

В примерах 6 - 7, 9, 10 используют носитель, содержащий в основном TiO2 (анатаз), полученный гидролизом хлорида титана, с удельной поверхностью 190 - 200 м2/г, объемом пор 0,5 - 0,6 мл/г, различным содержанием V в качестве примеси. Для приготовления катализаторов в примерах 8, 11 используют носитель, содержащий в основном TiO2 (анатаз), полученный методом гидролиза сульфата титанила, с удельной поверхностью 74 м2/г и объемом пор 0,36 мл/г.In examples 6 to 7, 9, 10, a carrier is used that contains mainly TiO 2 (anatase) obtained by hydrolysis of titanium chloride, with a specific surface area of 190-200 m 2 / g, pore volume of 0.5 - 0.6 ml / g, different contents of V as an impurity. For the preparation of the catalysts in examples 8, 11, a support is used that contains mainly TiO 2 (anatase) obtained by hydrolysis of titanyl sulfate with a specific surface area of 74 m 2 / g and a pore volume of 0.36 ml / g.

Пример 6. В Z-образном смесителе смешивают 8,83 кг носителя на основе TiO2 с содержанием ванадия 0,34 мас.%, 0,9 кг тремолита, добавляют раствор сульфата меди (0,427 кг CuSO4•5H2O в 2 л H2O), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 1,8 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 6. In a Z-shaped mixer, 8.83 kg of a TiO 2 -based carrier with a vanadium content of 0.34 wt.%, 0.9 kg of tremolite are mixed, a solution of copper sulfate (0.427 kg of CuSO 4 • 5H 2 O in 2 l is added H 2 O), a solution of polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 1.8 l of H 2 O) is added. Further, as in example 1.

Пример 7. В Z-образном смесителе смешивают 8,1 кг носителя на основе TiO2 с содержанием ванадия 0,86 мас.%, 1 кг оксида вольфрама, 0,9 кг тремолита, добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 3,6 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 7. In a Z-shaped mixer, 8.1 kg of a TiO 2 -based carrier with a vanadium content of 0.86 wt.%, 1 kg of tungsten oxide, 0.9 kg of tremolite are mixed, a solution of polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 3 6 L H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 8. В Z-образном смесителе смешивают 7,96 кг носителя на основе TiO2 1 кг вольфрама, 0,9 кг тремолита, добавляют раствор нитрата меди (0,416 кг Cu(NO3)2•3H2O в 1,3 л H2O), добавляют раствор плиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 1 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 8. In a Z-shaped mixer, 7.96 kg of a carrier based on TiO 2 1 kg of tungsten, 0.9 kg of tremolite are mixed, a solution of copper nitrate (0.416 kg of Cu (NO 3 ) 2 • 3H 2 O in 1.3 l is added H 2 O), a solution of plylene oxide (0.1 kg PEO in 1 l of H 2 O) is added. Further, as in example 1.

Пример 9. В Z-образном смесителе смешивают 8,05 кг носителя на основе TiO2 с содержанием ванадия 0,37 мас.%, 0,5 кг тремолита, 1 кг глины, приливают раствор сульфата меди (0,699 CuSO4•5H2O в 2,5 л H2O), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 1 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 9. In a Z-shaped mixer, 8.05 kg of a TiO 2 -based carrier with a vanadium content of 0.37 wt.%, 0.5 kg of tremolite, 1 kg of clay are mixed, a solution of copper sulfate (0.699 CuSO 4 • 5H 2 O is added in 2.5 l of H 2 O), a solution of polyethylene oxide (0.1 kg of PEO in 1 l of H 2 O) is added. Further, as in example 1.

Пример 10. В Z-образном смесителе смешивают 7,25 кг носителя на основе TiO2 с содержанием ванадия 0,22 мас.%, 1 кг оксида вольфрама, 0,5 кг термолита, 0,7 кг глины, 0,5 кг мулито-кремнеземистого волокна, добавляя раствор сульфата меди (0,078 кг CuSO4•5H2O в 2,5 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 10. In a Z-shaped mixer, 7.25 kg of a TiO 2 -based carrier are mixed with a vanadium content of 0.22 wt.%, 1 kg of tungsten oxide, 0.5 kg of thermolite, 0.7 kg of clay, 0.5 kg of mulito -silica fiber, adding a solution of copper sulfate (0.078 kg CuSO 4 • 5H 2 O in 2.5 l of H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 11. В Z-образном смесителе смешивают 8,08 кг носителя на основе TiO2, 0,5 кг тремолита, 0,7 кг глины, 0,5 кг мулито-кремнеземистого волокна, добавляют раствор сульфата меди (0,350 кг CuSO4•5H2O в 1 л H2O), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 1,5 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 11. In a Z-shaped mixer, 8.08 kg of a TiO 2 -based carrier, 0.5 kg of tremolite, 0.7 kg of clay, 0.5 kg of mulite-siliceous fiber are mixed, a solution of copper sulfate (0.350 kg CuSO 4 • 5H 2 O in 1 L H 2 O), a solution of polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 1.5 L H 2 O) is added. Further, as in example 1.

Пример 12. D Z-образном смесителе смешивают 9,07 кг носителя на основе TiO2, 0,9 кг тремолита, добавляя раствор сульфата ванадила (0,067 кг VOSO4•3H2O в 1,5 л воды), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг в 1 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 12. A D Z-shaped mixer mixes 9.07 kg of a TiO 2 -based support, 0.9 kg of tremolite, adding a solution of vanadyl sulfate (0.067 kg of VOSO 4 • 3H 2 O in 1.5 L of water), add a solution of polyethylene oxide ( 0.1 kg in 1 liter of H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 13. В Z-образаном смесителе смешивают 9,05 кг носителя на основе TiO2, 0,9 кг тремолита, добавляют раствор сульфата меди (0,078 кг CuSO4•5H2O в 1,1 л H2O), добавляют раствор полиэтиленоксида (0,1 кг ПЭО в 1 л H2O). Далее аналогично примеру 1.Example 13. In a Z-shaped mixer, 9.05 kg of a TiO 2 -based support are mixed, 0.9 kg of tremolite, a solution of copper sulfate (0.078 kg of CuSO 4 • 5H 2 O in 1.1 L of H 2 O) is added, a solution is added polyethylene oxide (0.1 kg PEO in 1 l of H 2 O). Further, as in example 1.

Пример 14 (по прототипу). Одновременно смешивают катализаторные компоненты: 2 вес. ч. метаванадата аммония, 8 мас. ч. паравольфрамата аммония, 100 мас. ч. оксида титана, 15 мас. ч. глины, 2 мас. ч. полиэтиленоксида, 20 мас. ч. полиэтиленгликоля и 50 мас. частей воды. Далее аналогично примеру 1. Example 14 (prototype). At the same time, the catalyst components are mixed: 2 weight. including ammonium metavanadate, 8 wt. including ammonium paratungstate, 100 wt. including titanium oxide, 15 wt. including clay, 2 wt. including polyethylene oxide, 20 wt. including polyethylene glycol and 50 wt. parts of water. Further, as in example 1.

Каталитические свойства образцов катализатора изучают на проточной установке с использованием газовой смеси состава NOx - 0,05 об.%, NH3) - 0,05 об. %, O2 - 0,5 об.%. Объемная скорость подачи газа равняется 27000 ч-1. Анализ газовой смеси осуществляют хроматографическим методом. Степень превращения оксида азота определяется по следующей формуле:

Figure 00000002
.The catalytic properties of the catalyst samples are studied in a flow-through installation using a gas mixture of NO x composition - 0.05 vol.%, NH 3 ) - 0.05 vol. %, O 2 - 0.5 vol.%. The volumetric gas flow rate is equal to 27000 h -1 . The analysis of the gas mixture is carried out by chromatographic method. The degree of conversion of nitric oxide is determined by the following formula:
Figure 00000002
.

Испытания катализатора проводят в интервале температур 225 - 400oC.Testing of the catalyst is carried out in the temperature range 225 - 400 o C.

Для определения механической прочности массу экструдируют в виде колец высокой, равной внешнему диаметру, которые затем подвергаются сжатию на раздавливание в поперечном направлении. Сущность метода заключается в измерении усилий разрушения кольца между двумя параллельными пластинами. Величину прочности катализатора выражают в килограммах на квадратный сантиметр и рассчитывают по формуле

Figure 00000003
,
где
N - показания индикатора прибора в делениях;
A - калибровочный коэффициент, кг/дел;
S - площадь поперечного сечения кольца катализатора, см2.To determine the mechanical strength, the mass is extruded in the form of rings of high equal to the outer diameter, which are then compressed to crush in the transverse direction. The essence of the method is to measure the fracture forces of a ring between two parallel plates. The strength of the catalyst is expressed in kilograms per square centimeter and calculated by the formula
Figure 00000003
,
Where
N - readings of the indicator of the device in divisions;
A - calibration factor, kg / div;
S is the cross-sectional area of the catalyst ring, cm 2 .

Пористую структуру определяли методом ртутной порометрии на приборе Porosiger-9300. The porous structure was determined by mercury porosimetry on a Porosiger-9300 instrument.

Как следует из приведенных примеров, оптимальное содержание тремолита и/или волластонита находится в пределах 2 - 12 мас.% (примеры 1-3). Содержание тремолита и/или волластонита менее 2 мас.% недостаточно для достижения высокой механической прочности. Увеличение содержания более 12 мас.% существенным образом ухудшает пластические свойства формуемой массы, введение тремолита и/или волластонита в катализаторную массу обеспечивает ее высокие формовочные свойства и высокую механическую прочность катализатора. Это позволяет получать катализатор без использования стекловолокна, глины и дорогих органических пластификаторов (пример 5). Вместе с тем, применение тремолита и волластонита увеличивает долю транспортных макропор (более

Figure 00000004
с сохранением высокой механической прочности (пр. 2).As follows from the above examples, the optimal content of tremolite and / or wollastonite is in the range of 2-12 wt.% (Examples 1-3). The content of tremolite and / or wollastonite less than 2 wt.% Is not enough to achieve high mechanical strength. The increase in the content of more than 12 wt.% Significantly affects the plastic properties of the moldable mass, the introduction of tremolite and / or wollastonite in the catalyst mass provides its high molding properties and high mechanical strength of the catalyst. This allows you to get the catalyst without the use of fiberglass, clay and expensive organic plasticizers (example 5). At the same time, the use of tremolite and wollastonite increases the proportion of transport macropores (more
Figure 00000004
while maintaining high mechanical strength (pr. 2).

Возможно приготовление активного прочного катализатора с малым содержанием активного компонента (примеры 10, 13 и 14) и частичная или полная замена токсичных дорогостоящих соединений ванадия на медьсодержащие соединения (примеры 4, 5, 7, 9 и 10). It is possible to prepare an active strong catalyst with a low content of the active component (examples 10, 13 and 14) and partial or complete replacement of toxic expensive vanadium compounds with copper-containing compounds (examples 4, 5, 7, 9 and 10).

Таким образом, предлагаемое изобретение может найти применение в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности, имеющих отходящие газы, в которых сдержатся оксиды азота. Thus, the present invention can find application in the energy, chemical, metallurgical and other industries having off-gases in which nitrogen oxides are contained.

Claims (4)

1. Катализатор для очистки газов от оксидов азота на основе носителя, включающего диоксид титана, содержащий по меньшей мере один активный компонент, выбранный из группы соединений ванадия, меди, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тремолит и/или волластонит при следующем содержании компонентов в катализаторе, мас.%:
Содержание соединений V и/или Cu в пересчета на металл V - Не более 1
Cu - Не более 2
Тремолит и/или волластонит - 2,0 - 12,0
Носитель - Остальное
2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание компонентов составляет, мас.%:
Содержание соединений V в пересчете на металл V - 0,16 - 1,0
Тремолит и/или волластонит - 2,0 - 12,0
Носитель - Остальное
3. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание компонентов составляет, мас.%:
Содержание соединений Cu в пересчете на металл Cu - 0,2 - 2,0
Тремолит и/или волластонит - 2,0 - 12,0
Носитель - Остальное
4. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание компонентов составляет, мас.%:
Содержание соединений V и Cu в пересчете на металл V - 0,16 - 0,5
Cu - 0,2 - 1,0
Тремолит и/или волластонит - 2,0 - 12,0
Носитель - Остальное
5. Катализатор по пп.1 - 4, отличающийся тем, что дополнительно содержит оксид вольфрама в количестве не более 10 мас.%.
1. The catalyst for the purification of gases from nitrogen oxides on the basis of a carrier comprising titanium dioxide containing at least one active component selected from the group of compounds of vanadium, copper, characterized in that it additionally contains tremolite and / or wollastonite with the following components in catalyst, wt.%:
The content of compounds V and / or Cu in terms of metal V - Not more than 1
Cu - Not more than 2
Tremolite and / or wollastonite - 2.0 - 12.0
Media - Other
2. The catalyst according to claim 1, characterized in that the content of the components is, wt.%:
The content of compounds V in terms of metal V - 0.16 - 1.0
Tremolite and / or wollastonite - 2.0 - 12.0
Media - Other
3. The catalyst according to claim 1, characterized in that the content of the components is, wt.%:
The content of Cu compounds in terms of metal Cu - 0.2 - 2.0
Tremolite and / or wollastonite - 2.0 - 12.0
Media - Other
4. The catalyst according to claim 1, characterized in that the content of the components is, wt.%:
The content of compounds V and Cu in terms of metal V - 0.16 - 0.5
Cu - 0.2 - 1.0
Tremolite and / or wollastonite - 2.0 - 12.0
Media - Other
5. The catalyst according to claims 1 to 4, characterized in that it further comprises tungsten oxide in an amount of not more than 10 wt.%.
6. Катализатор по пп.1 - 5, отличающийся тем, что дополнительно содержит стекловолокно в количестве не более 5 мас.%. 6. The catalyst according to claims 1 to 5, characterized in that it further comprises fiberglass in an amount of not more than 5 wt.%. 7. Катализатор по пп.1 - 6, отличающийся тем, что дополнительно содержит глину в количестве не более 10 мас.%. 7. The catalyst according to claims 1 to 6, characterized in that it further comprises clay in an amount of not more than 10 wt.%. 8. Катализатор по пп.1 - 7, отличающийся тем, что доля макропор с размером более 10000
Figure 00000005
составляет не менее 23%.
8. The catalyst according to claims 1 to 7, characterized in that the proportion of macropores with a size of more than 10000
Figure 00000005
is at least 23%.
RU96107619A 1996-04-09 1996-04-09 Catalyst for cleaning gases from nitric oxides RU2106197C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107619A RU2106197C1 (en) 1996-04-09 1996-04-09 Catalyst for cleaning gases from nitric oxides
AU26941/97A AU2694197A (en) 1996-04-09 1997-04-08 Catalyst for removing the nitrogen from gases
PCT/EP1997/001732 WO1997037749A1 (en) 1996-04-09 1997-04-08 Catalyst for removing the nitrogen from gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107619A RU2106197C1 (en) 1996-04-09 1996-04-09 Catalyst for cleaning gases from nitric oxides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2106197C1 true RU2106197C1 (en) 1998-03-10
RU96107619A RU96107619A (en) 1998-04-27

Family

ID=20179511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96107619A RU2106197C1 (en) 1996-04-09 1996-04-09 Catalyst for cleaning gases from nitric oxides

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2694197A (en)
RU (1) RU2106197C1 (en)
WO (1) WO1997037749A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4032248B2 (en) 2003-04-25 2008-01-16 本田技研工業株式会社 Combustion catalyst for automobile exhaust gas purification

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5430398B2 (en) * 1975-01-29 1979-09-29
US4294806A (en) * 1979-02-14 1981-10-13 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Method for preventing the wear of a monolithic catalyst by dusts
US4520124A (en) * 1981-03-19 1985-05-28 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Method for producing a catalytic structure for the reduction of nitrogen oxides
JPH0474531A (en) * 1990-07-17 1992-03-09 Chiyoda Corp Exhaust gas denitrating catalyst and method
JPH0474530A (en) * 1990-07-17 1992-03-09 Chiyoda Corp Exhaust gas denitrating catalyst and method

Also Published As

Publication number Publication date
AU2694197A (en) 1997-10-29
WO1997037749A1 (en) 1997-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4186109A (en) Catalyst for selectively reducing nitrogen oxides from oxygen-containing exhaust gases
EP0501003B1 (en) Catalyst and method for decomposing ozone by the use thereof
US4140654A (en) Catalyst composition with support comprising titanium oxide and clay mineral for vapor phase reduction of nitrogen oxides
KR930000642B1 (en) Process for purifying waste gases
CA2672541C (en) Exhaust gas purifying catalyst
US5034369A (en) Novel catalysts for the treatment of gaseous effluents containing oxidizable sulfur pollutants
PT96803A (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF SULFUROUS ANHYDRIDE
JP3308979B2 (en) Method for producing denitration catalyst containing inorganic fibers
RU1837957C (en) Catalyst for treatment of sulfur-containing gases
JPS6164334A (en) Production of catalyst for purifying nitrogen oxide
JPS63185448A (en) Catalyst and method for removing nitrogen oxide in exhaust gas
RU2106197C1 (en) Catalyst for cleaning gases from nitric oxides
CN109364935A (en) A kind of low-temperature denitration catalyst and preparation method
CN1031926C (en) Catalyst for oxidation of sulfur dioxide
US4952381A (en) Method for denitrizing nitrogen oxides contained in waste gas
JP5215990B2 (en) Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment method
JP2000308832A (en) Exhaust gas cleaning catalyst compound, catalyst containing the same and manufacture of the same
JPS603859B2 (en) catalyst molded product
JP2916377B2 (en) Ammonia decomposition catalyst and method for decomposing ammonia using the catalyst
RU2061543C1 (en) Cellular block catalyst for nitrogen oxides reduction with ammonia
RU2059428C1 (en) Catalyst for oxidation of sulfurous compositions
JPS6251135B2 (en)
JPS63264144A (en) Catalyst for treating exhaust gas
JPS61230748A (en) Catalyst for purifying nitrogen oxide
JPS63147546A (en) Method for removing nitrogen oxide in exhaust gas