RU2150321C1 - Method of activation of sorbent-catalysts - Google Patents

Method of activation of sorbent-catalysts Download PDF

Info

Publication number
RU2150321C1
RU2150321C1 RU99108862/12A RU99108862A RU2150321C1 RU 2150321 C1 RU2150321 C1 RU 2150321C1 RU 99108862/12 A RU99108862/12 A RU 99108862/12A RU 99108862 A RU99108862 A RU 99108862A RU 2150321 C1 RU2150321 C1 RU 2150321C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
solution
catalysts
copper
ammonium carbonate
Prior art date
Application number
RU99108862/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Зимин
М.Н. Солин
А.Н. Тамамьян
А.А. Хазанов
В.Э. Лейф
В.А. Внучкова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ЗАРЯ"
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 Открытое акционерное общество "ЗАРЯ" filed Critical Открытое акционерное общество "ЗАРЯ"
Priority to RU99108862/12A priority Critical patent/RU2150321C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150321C1 publication Critical patent/RU2150321C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemical technology, sorbents. SUBSTANCE: invention relates to sorbent technique and can be used for regeneration of catalytic activity of sorbent-catalysts inactivated in the process of prolonged storage. Invention proposes method of activation of sorbent-catalysts that involves preparing ammonia solution, addition copper and chrome salts as catalytic additions to heated solution, treatment of inactive sorbent-catalyst with prepared impregnating solution and its thermotreatment. Ammonia solution containing 10-25 wt. % of ammonium carbonate and added copper and chrome salts is diluted with water to ammonium carbonate content 3-15 wt.%, then 1-5 wt.% of alkaline metal carbonate is added and thermotreatment is carried out at 100-250 C. Method ensures to regenerate catalytic activity up to the parent level by poorly sorbing impurities. EFFECT: improved method of activation. 5 ex

Description

Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано для восстановления каталитической активности сорбентов-катализаторов, дезактивированных в процессе длительного хранения. Регенерированные сорбенты-катализаторы могут быть использованы в процессах очистки промышленных газов или в средствах защиты органов дыхания. The invention relates to the field of sorption technology and can be used to restore the catalytic activity of sorbent-catalysts deactivated during long-term storage. Regenerated sorbent-catalysts can be used in industrial gas purification processes or in respiratory protective equipment.

В литературе описан способ химической регенерации активных углей путем обработки 1-2%-ным раствором NаОН с последующей сушкой (см. А.Д. Смирнов "Сорбционная очистка воды", Л., 1982, с. 112-116). The literature describes a method for the chemical regeneration of activated carbons by treatment with a 1-2% NaOH solution followed by drying (see A.D. Smirnov "Sorption water purification", L., 1982, pp. 112-116).

Известен способ получения сорбента, включающий пропитку гранул активного угля раствором соли металла (меди, хрома, серебра, никеля или железа) или их смесью с последующей термообработкой (RU 2023660 C1, 30.11.1994). A known method of producing a sorbent, comprising impregnating granules of activated carbon with a solution of a metal salt (copper, chromium, silver, nickel or iron) or a mixture thereof followed by heat treatment (RU 2023660 C1, 11/30/1994).

Известен способ получения сорбента-катализатора, включающий пропитку активного угля раствором каталитических добавок, содержащим 8 - 16% углекислоты, 10 - 25% купраната меди, 2 - 5% хрома при соотношении уголь-пропиточный раствор 1 : 0,5 - 0,9, и термообработку при 155 - 190oC (RU 2083274 C1, 10.07.1997 г.).A known method of producing a sorbent-catalyst, including the impregnation of activated carbon with a solution of catalytic additives containing 8 to 16% carbon dioxide, 10 to 25% copper cupranate, 2 to 5% chromium with a ratio of carbon-impregnating solution 1: 0.5 to 0.9, and heat treatment at 155 - 190 o C (RU 2083274 C1, 07/10/1997).

Использование известных способов получения и регенерации катализаторов и углей не приводит к полному восстановлению активности сорбентов-катализаторов по плохосорбирующимся токсичным примесям. The use of known methods for the preparation and regeneration of catalysts and coals does not lead to a complete restoration of the activity of sorbent catalysts for poorly absorbed toxic impurities.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ регенерации сорбентов-катализаторов путем обработки их химическим реагентом, в качестве реагента берут аммиачную воду, содержащую 8 - 20% углекислоты при соотношении сорбента-катализатора и аммиачной воды 1 : (0,4 - 0,7), а затем ведут термообработку при 120 - 200oC в печи "кипящего слоя" (RU 2088524 C1, 27.08.1997).The closest in technical essence and the achieved results is a method of regeneration of sorbent-catalysts by treating them with a chemical reagent, ammonia water containing 8 - 20% carbon dioxide is taken as a reagent with a ratio of sorbent-catalyst and ammonia water 1: (0.4 - 0, 7), and then heat treatment is carried out at 120 - 200 o C in a fluidized bed furnace (RU 2088524 C1, 08.27.1997).

Недостатком прототипа является нестабильность восстановленных сорбентов в процессе длительного хранения. The disadvantage of the prototype is the instability of the restored sorbents during long-term storage.

Задачей изобретения является восстановление первоначальной активности сорбентов-катализаторов по плохосорбируюшимся веществам после их длительного хранения. The objective of the invention is to restore the initial activity of the sorbent catalysts for poorly sorbed substances after their long storage.

Поставленная цель достигается предложенным способом активации сорбентов-катализаторов, включающим приготовление аммиачного раствора, введение в нагретый раствор каталитических добавок в виде солей меди и хрома, обработку потерявшего активность сорбента-катализатора приготовленным пропиточным раствором и его термообработку, отличающимся тем, что аммиачный раствор, содержащий 10 - 25 мас. % карбоната аммония нагревают до 40 - 80oC, после введения солей меди и хрома его разбавляют водой до содержания карбоната аммония 3 - 15 мас. % и добавляют в него 1 - 5 мас.% карбоната щелочного металла, а термообработку ведут при 100 - 250oC.This goal is achieved by the proposed method of activating sorbent-catalysts, including the preparation of an ammonia solution, introducing catalytic additives in the form of copper and chromium salts into the heated solution, treating the sorbent-catalyst that has lost activity with the prepared impregnating solution, and heat treating it, characterized in that the ammonia solution containing 10 - 25 wt. % ammonium carbonate is heated to 40 - 80 o C, after the introduction of salts of copper and chromium it is diluted with water to the content of ammonium carbonate 3 to 15 wt. % and add to it 1 to 5 wt.% alkali metal carbonate, and heat treatment is carried out at 100 - 250 o C.

Из научно-технической литературы авторам неизвестно использование карбонатов щелочных металлов, последовательность операций при приготовлении пропиточного раствора, а также температурный режим термообработки. From the scientific and technical literature, the authors are not aware of the use of alkali metal carbonates, the sequence of operations in the preparation of the impregnating solution, and the temperature regime of heat treatment.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.

В процессе длительного хранения сорбентов-катализаторов, представляющих собой активированные угли с нанесенными путем пропитки и термообработки каталитическими комплексами меди, хрома и др., происходит переход активных компонентов в кристаллическую форму и как следствие - потеря активности сорбента-катализатора. During the long-term storage of sorbent catalysts, which are activated carbons coated with impregnation and heat treatment with catalytic complexes of copper, chromium, etc., the active components go into crystalline form and, as a result, the activity of the sorbent catalyst is lost.

В результате многочисленных экспериментов удалось установить, что определяющее значение при восстановлении дезактивированных центров имеют порядок приготовления импрегнирующего раствора, условия пропитки и термообработки, причем при растворении солей сначала в горячем концентрированном растворе (NH4)2CO3, а затем разбавлении водой, химическая реакция протекает быстро и с высокой степенью превращения реагентов. В результате образуются активные аммиачно-карбонатные комплексы, стабильность которых далее обеспечивается введением карбонатов щелочных металлов (калия или натрия).As a result of numerous experiments, it was possible to establish that the order of preparation of the impregnating solution, the conditions of impregnation and heat treatment, and, when the salts are dissolved first in a hot concentrated solution (NH 4 ) 2 CO 3 and then diluted with water, are of decisive importance when restoring deactivated centers, the chemical reaction proceeds quickly and with a high degree of conversion of reagents. As a result, active ammonia-carbonate complexes are formed, the stability of which is further ensured by the introduction of alkali metal carbonates (potassium or sodium).

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В отдельный реактор заливают 10 - 25 мас.% раствор карбоната аммония, нагревают до 40 - 80oC и при перемешивании загружают основную углекислую медь и соединения Сu+6 (например, бихромат калия) из расчета получения в готовом растворе 1 - 5 мас.% меди и 0,2 - 1,0 мас.% хрома. После растворения твердых реагентов, которое происходит обычно в течение 5 - 20 мин, раствор разбавляют водой до содержания карбоната аммония 3 - 15%, а затем прибавляют 1,0 - 5,0 карбонатов щелочных металлов (калия или натрия).A 10-25 wt.% Solution of ammonium carbonate is poured into a separate reactor, heated to 40 - 80 o C, and basic carbon dioxide and Cu +6 compounds (for example, potassium dichromate) are loaded with stirring in order to obtain 1 - 5 wt. % copper and 0.2 to 1.0 wt.% chromium. After dissolving the solid reagents, which usually takes 5 to 20 minutes, the solution is diluted with water to an ammonium carbonate content of 3 to 15%, and then 1.0 to 5.0 alkali metal carbonates (potassium or sodium) are added.

Берут дезактивированный сорбент-катализатор и помещают его в пропиточный аппарат типа "бетономешалки", далее при перемешивании подают пропиточный раствор в соотношении (мас. ) сорбент-раствор 1 : 0,3 - 0,6. Затем пропитанный сорбент выгружают в приемный бункер печи "кипящего слоя" и далее проводят термообработку газовоздушной смесью при 100 - 250oC.A deactivated sorbent catalyst is taken and placed in a concrete mixer impregnation apparatus, then, with stirring, an impregnation solution is supplied in the ratio (wt.) Of the sorbent solution 1: 0.3 - 0.6. Then the impregnated sorbent is discharged into the receiving hopper of the fluidized bed furnace, and then heat treatment is carried out with a gas-air mixture at 100 - 250 o C.

В качестве газовоздушной смеси используют продукты сгорания природного газа в смеси с воздухом. As a gas-air mixture, natural gas combustion products in a mixture with air are used.

Готовый продукт выгружают в герметичную тару и анализируют. Полученный сорбент-катализатор обладает высокой динамической активностью по синильной кислоте. The finished product is unloaded in a sealed container and analyzed. The resulting sorbent catalyst has a high dynamic activity of hydrocyanic acid.

Пример 1. Example 1

Готовят пропиточный раствор следующим образом. В реактор с подогревом заливают 100 л аммиачного 10%-ного раствора карбоната аммония и нагревают до 40oC, затем загружают 3,6 кг основной углекислой меди CuCO3 • Cu(OH)2 и 2,3 кг бихромата калия при постоянном перемешивании. После растворения твердой фазы в реактор заливают 100 л воды, при этом получают раствор с содержанием 5% карбоната аммония, 1% меди и 0,2% хрома (шестивалентного). Далее прибавляют 2 кг углекислого калия. Температуру раствора в процессе разбавления и загрузки солей поддерживают 40oC.An impregnation solution is prepared as follows. 100 l of an ammonia 10% solution of ammonium carbonate are poured into a heated reactor and heated to 40 ° C, then 3.6 kg of basic copper carbonate CuCO 3 • Cu (OH) 2 and 2.3 kg of potassium dichromate are loaded with constant stirring. After dissolving the solid phase, 100 l of water are poured into the reactor, and a solution is obtained with a content of 5% ammonium carbonate, 1% copper and 0.2% chromium (hexavalent). Then 2 kg of potassium carbonate are added. The temperature of the solution in the process of dilution and loading of salts support 40 o C.

Берут 100 кг дезактивированного сорбента-катализатора, полученного на основе активированного угля АГ-3, содержащего 4,8% меди, 1,5% хрома и имеющего время защитного действия по синильной кислоте - 28 мин, и помещают в бетономешалку. Через мерник-дозатор приливают 50 л импрегнирующего раствора, перемешивают в течение 5-10 мин и выгружают в приемный бункер печи "кипящего слоя". Далее проводят термообработку при температуре 100oC до удаления избытка влаги и аммиака. Полученный сорбент выгружают и проводят оценку динамической активности по синильной кислоте.Take 100 kg of deactivated sorbent-catalyst, obtained on the basis of activated carbon AG-3, containing 4.8% copper, 1.5% chromium and having a protective effect on prussic acid - 28 min, and placed in a concrete mixer. 50 L of the impregnating solution are poured through the metering unit, mixed for 5-10 minutes and discharged into the receiving hopper of the fluidized bed furnace. Next, heat treatment is carried out at a temperature of 100 o C to remove excess moisture and ammonia. The resulting sorbent is discharged and the dynamic activity of hydrocyanic acid is evaluated.

Определение динамической активности по синильной кислоте проводят на динамическом приборе при следующих условиях испытаний: концентрация паров синильной кислоты - 3,0 мг/л; высота слоя сорбента - 3 см, удельный объемный расход паровоздушной смеси - 0,5 л/мин•см2; относительная влажность воздуха - 50%.The determination of the dynamic activity of hydrocyanic acid is carried out on a dynamic instrument under the following test conditions: concentration of hydrocyanic acid vapor - 3.0 mg / l; the height of the sorbent layer is 3 cm, the specific volumetric flow rate of the vapor-air mixture is 0.5 l / min • cm 2 ; relative humidity - 50%.

Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 40 мин. The resulting sorbent catalyst had a dynamic activity of 40 minutes

Пример 2. Example 2

Готовят раствор как в примере 1, за исключением того, что берут 20%-ный раствор карбоната аммония, а процесс растворения ведут при 80oC, при этом термообработку осуществляют при 250oC.Prepare a solution as in example 1, except that they take a 20% solution of ammonium carbonate, and the dissolution process is carried out at 80 o C, while the heat treatment is carried out at 250 o C.

Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 43 мин. The resulting sorbent catalyst had a dynamic activity of 43 minutes

Пример 3. Example 3

Готовят раствор как в примере 1, за исключением того, что берут 20% раствор карбоната аммония, процесс растворения ведут при 80oC, а после разбавления водой прибавляют 10 кг углекислого натрия. Термообработку осуществляют при 200oC, Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 51 мин.The solution is prepared as in example 1, except that they take a 20% solution of ammonium carbonate, the dissolution process is carried out at 80 o C, and after dilution with water, 10 kg of sodium carbonate are added. Heat treatment is carried out at 200 o C. The resulting sorbent catalyst had a dynamic activity of 51 minutes

Пример 4. Example 4

Готовят раствор как в примере 1, за исключением того, что берут 25%-ный раствор карбоната аммония, процесс растворения ведут при 80oC, а после разбавления водой прибавляют 8 кг углекислого калия. Берут сорбент-катализатор с динамической активностью по синильной кислоте - 26 мин и проводят пропитку и термообработку как в примере 1, за исключением того, что температуру в 5 секции устанавливают 180oC.A solution is prepared as in Example 1, except that a 25% solution of ammonium carbonate is taken, the dissolution process is carried out at 80 ° C, and after dilution with water, 8 kg of potassium carbonate are added. Take a sorbent catalyst with dynamic activity of hydrocyanic acid - 26 min and carry out the impregnation and heat treatment as in example 1, except that the temperature in 5 sections set 180 o C.

Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 49 мин. The resulting sorbent catalyst had a dynamic activity of 49 minutes

Пример 5. Example 5

Берут сорбент-катализатор с динамической активностью 30 мин. Готовят раствор как в примере 2, а термообработку проводят при 120oC.Take a sorbent catalyst with a dynamic activity of 30 minutes Prepare a solution as in example 2, and heat treatment is carried out at 120 o C.

Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность - 53 мин. The resulting sorbent catalyst had a dynamic activity of 53 minutes.

Как следует из приведенных примеров в результате обработки дезактивированного сорбента-катализатора пропиточным раствором, приготовленным предложенным способом, и термообработки при 100 - 250oC в печи "кипящего слоя" происходит восстановление активности катализатора по плохосорбирующимся веществам (например, синильной кислоте) на 30 - 40%.As follows from the above examples, as a result of treating a deactivated sorbent-catalyst with an impregnating solution prepared by the proposed method and heat treatment at 100 - 250 o C in a fluidized bed furnace, the activity of the catalyst for poorly adsorbing substances (for example, hydrocyanic acid) is restored to 30 - 40 %

Из изложенного следует, что каждый из признаков предлагаемой совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной задачи, а именно, восстановление активности сорбентов-катализаторов после длительного хранения, а вся совокупность является достаточной для характеристики предлагаемого технического решения. It follows from the foregoing that each of the features of the proposed combination to a greater or lesser extent affects the achievement of the task, namely, the restoration of the activity of sorbent-catalysts after prolonged storage, and the entire population is sufficient to characterize the proposed technical solution.

Claims (1)

Способ активации сорбентов-катализаторов, включающий приготовление аммиачного раствора, введение в нагретый раствор каталитических добавок в виде солей меди и хрома, обработку потерявшего активность сорбента-катализатора приготовленным пропиточным раствором и его термообработку, отличающийся тем, что аммиачный раствор, содержащий 10-25 мас.% карбоната аммония нагревают до 40-80oC, после введения солей меди и хрома его разбавляют водой до содержания карбоната аммония 3-15 мас.% и добавляют в него 1-5 мас.% карбоната щелочного металла, а термообработку ведут при 100-250oC.A method of activating sorbent-catalysts, including preparing an ammonia solution, introducing catalytic additives in the form of copper and chromium salts into the heated solution, treating the sorbent-catalyst that has lost activity with a prepared impregnating solution, and heat treating it, characterized in that the ammonia solution containing 10-25 wt. % ammonium carbonate is heated to 40-80 o C, after the introduction of copper and chromium salts it is diluted with water to the content of ammonium carbonate 3-15 wt.% and add to it 1-5 wt.% alkali metal carbonate, and thermoset work lead at 100-250 o C.
RU99108862/12A 1999-04-29 1999-04-29 Method of activation of sorbent-catalysts RU2150321C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108862/12A RU2150321C1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Method of activation of sorbent-catalysts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108862/12A RU2150321C1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Method of activation of sorbent-catalysts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150321C1 true RU2150321C1 (en) 2000-06-10

Family

ID=20219165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108862/12A RU2150321C1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Method of activation of sorbent-catalysts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150321C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572144C1 (en) * 2014-11-11 2015-12-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Method for obtaining powder sorbent

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572144C1 (en) * 2014-11-11 2015-12-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Method for obtaining powder sorbent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2237027C (en) Hydrogenation catalysts comprising palladium deposited on activated carbon
MXPA98003931A (en) Catalysts for hidrogenac
CN109225209B (en) Preparation method of microwave radiation alkali-increasing modified carbon-supported noble metal catalyst for preparing cinnamyl alcohol through selective hydrogenation
JPS59160534A (en) Adsorbent for mercury vapor and treatment of mercury vapor-containing gas
JPH0211300B2 (en)
RU2150321C1 (en) Method of activation of sorbent-catalysts
JP2019034273A (en) Manufacturing method of aqueous solution containing ammonium ion or/and ammonia, manufacturing method of ammonium salt, and manufacturing apparatus therefor
Vural et al. Ligand sorption kinetics of aromatic amines on new ligand‐exchanger sporopollenin in cobalt ion form
RU2145259C1 (en) Sorbent production process
CN101218022A (en) Adsorbent and its production method
RU2281159C1 (en) Method of production of chemisorbent
RU2088524C1 (en) Method for regeneration of sorbent-catalysts
RU2146173C1 (en) Method of catalytic sorbent production
WO2017095245A1 (en) Method for the production of activated carbon
JP2001000866A (en) Water treating catalyst composition and water treatment using the catalyst
RU2098177C1 (en) Method of preparing sorbent
RU2083274C1 (en) Method of preparing sorbent-catalyst
JPH07743A (en) Adsorbent and removing method for nitrogen oxide using adsorbent
RU2019288C1 (en) Method for producing chemosorbents
JP3944597B2 (en) Nitrogen oxide removing catalyst and nitrogen oxide removing method
JPS6295136A (en) Preparation of adsorbent for separating carbon monoxide
RU2098175C1 (en) Method of preparing sorbent
RU2237513C1 (en) Chemosorbent preparation method
JP4502877B2 (en) Nitric acid reduction catalyst composition and nitric acid solution treatment method using the same
JP2000271575A (en) Method for treating water containing nitrate nitrogen

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090430