RU2325949C2 - Catalyst and method of purifying effluent gases - Google Patents
Catalyst and method of purifying effluent gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2325949C2 RU2325949C2 RU2006109578/04A RU2006109578A RU2325949C2 RU 2325949 C2 RU2325949 C2 RU 2325949C2 RU 2006109578/04 A RU2006109578/04 A RU 2006109578/04A RU 2006109578 A RU2006109578 A RU 2006109578A RU 2325949 C2 RU2325949 C2 RU 2325949C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- nickel
- effluent gases
- industrial catalyst
- gases
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к катализаторам и способам комплексной очистки газовых выбросов различных производств, теплоэнергетических установок и автомобильного транспорта, работающих на природном газе (метан). Отходящие газы указанных производств обычно содержат оксиды азота, оксид углерода и остаточные количества несгоревших углеводородов, являющиеся вредными и загрязняющими атмосферу примесями. Очистка от таких примесей производится путем их каталитического восстановления (оксиды азота) и окисления (оксид углерода и углеводороды).The invention relates to catalysts and methods for the comprehensive purification of gas emissions from various industries, thermal power plants and motor vehicles operating on natural gas (methane). Waste gases from these plants usually contain nitrogen oxides, carbon monoxide and residual amounts of unburned hydrocarbons, which are harmful and polluting the atmosphere. Purification from such impurities is carried out by their catalytic reduction (nitrogen oxides) and oxidation (carbon monoxide and hydrocarbons).
Известно, что наиболее эффективными в процессе комплексной очистки выхлопных газов от токсичных компонентов являются катализаторы на основе металлов платиновой группы [Granger P., Lecomte J.J., Dathy С. et al // J.Catal.1998, V.175, N2, Р.194.] Однако недостатками этих катализаторов являются их дефицитность и высокая стоимость.It is known that the most effective in the process of complex purification of exhaust gases from toxic components are catalysts based on platinum group metals [Granger P., Lecomte JJ, Dathy C. et al // J. Catal. 1998, V.175, N2, P. 194.] However, the disadvantages of these catalysts are their scarcity and high cost.
Известен катализатор, представляющий собой медно-никелевый сплав из семейства монелей, состоящий из 66% Ni; 31,5% Cu; 0,9% Mn; 1,35% Fe; 0,12% С; 0,005% S; 0,15% Si [Патент США №3565574, 1971]. Применение этого катализатора позволяет проводить очистку выхлопных газов от оксидов азота и углерода, а также углеводородов. Но указанный катализатор эффективно работает только при достаточно высоких температурах (выше 400°С).A known catalyst, which is a copper-nickel alloy from the moneli family, consisting of 66% Ni; 31.5% Cu; 0.9% Mn; 1.35% Fe; 0.12% C; 0.005% S; 0.15% Si [US Patent No. 3565574, 1971]. The use of this catalyst allows the purification of exhaust gases from oxides of nitrogen and carbon, as well as hydrocarbons. But the specified catalyst only works efficiently at sufficiently high temperatures (above 400 ° C).
Известно также применение для очистки выхлопных газов от окислов азота никель-хромового гранулированного катализатора, который проявлял высокую каталитическую активность при температуре 450°С и при отношении CH4/O2 0,5 [Тихоненко А.Д. и др. Узбекский химический журнал, 1970, N4, с.6-8.]. К недостаткам данного катализатора следует отнести необходимость введения в очищаемый газ избытка восстановителя (природного газа или водорода) и проведение процесса только при высокой температуре.It is also known to use nickel-chromium granular catalyst for the purification of exhaust gases from nitrogen oxides, which showed high catalytic activity at a temperature of 450 ° C and with a ratio of CH 4 / O 2 of 0.5 [Tikhonenko A.D. and other Uzbek chemical journal, 1970, N4, p.6-8.]. The disadvantages of this catalyst include the necessity of introducing an excess of a reducing agent (natural gas or hydrogen) into the gas to be purified and carrying out the process only at high temperature.
В патенте РФ №2050191, 1995 г. описан применяемый для очистки отходящих газов катализатор из смеси железохромового промышленного катализатора марки СТК и медь-цинк-никелевого промышленного катализатора НТК-10-1, взятых в объемном соотношении 0,5-5,0:1. Рабочая температура для такого катализатора не превышает 400°С, в то время как температура отходящих газов может быть значительно выше (500-550°С и даже более). Кроме того, данный катализатор не использовался для очистки отходящих газов от оксида углерода.In the patent of the Russian Federation No. 2050191, 1995, a catalyst used for cleaning exhaust gases from a mixture of an iron-chromium industrial catalyst of the STK brand and copper-zinc-nickel industrial catalyst NTK-10-1, taken in a volume ratio of 0.5-5.0: 1, is described . The operating temperature for such a catalyst does not exceed 400 ° C, while the temperature of the exhaust gases can be significantly higher (500-550 ° C and even more). In addition, this catalyst was not used for the purification of exhaust gases from carbon monoxide.
Наиболее близким к предлагаемому катализатору по технической сущности и получаемому результату является промышленный катализатор НТК-1, применявшийся для восстановления окислов азота в присутствии СО [Некрич Е.М. и др. Химическая технология. 1974, N5, с.38-39]. В состав катализатора входят окислы Zn, Cr и Cu. Катализатор эффективно (степень превращения более 80%) восстанавливает NOx при температуре выше 230°С. Близкая к 100% конверсия NOx наблюдается при температуре выше 275°С. Катализатор проявляет активность и в присутствии кислорода, однако при этом в газовую смесь следует добавлять значительный избыток восстановителя - оксида углерода.The closest to the proposed catalyst in technical essence and the result obtained is the industrial catalyst NTK-1, used to reduce nitrogen oxides in the presence of CO [Nekrich EM and other chemical technology. 1974, N5, p. 38-39]. The composition of the catalyst includes oxides of Zn, Cr and Cu. The catalyst effectively (conversion rate of more than 80%) reduces NO x at temperatures above 230 ° C. A close to 100% conversion of NOx is observed at temperatures above 275 ° C. The catalyst is also active in the presence of oxygen; however, a significant excess of a reducing agent, carbon monoxide, should be added to the gas mixture.
Недостатком известного катализатора является его низкая активность при невысоких температурах и неселективность в присутствии кислорода.A disadvantage of the known catalyst is its low activity at low temperatures and non-selectivity in the presence of oxygen.
Целью изобретения является создание катализатора комплексной очистки газов от оксидов азота и углерода, обладающего высокой активностью и селективностью в широком интервале температур.The aim of the invention is to provide a catalyst for the comprehensive purification of gases from oxides of nitrogen and carbon, which has high activity and selectivity in a wide temperature range.
Предлагаемое изобретение позволяет проводить процесс очистки кислородсодержащих газов от оксидов азота восстановлением их углеводородами в одну стадию на дешевом доступном катализаторе с высокой эффективностью. Для этого очищаемый газ вместе с восстановителем пропускают через слой катализатора при повышенной температуре. В процессе очистки применяется многокомпонентный оксидный катализатор, представляющий собой механическую смесь промышленных катализаторов никельхромоксидного и медь-цинк-никелевого, взятых в соотношении от 1:1 до 20:1 соответственно.The present invention allows for the purification of oxygen-containing gases from nitrogen oxides by reducing them with hydrocarbons in one stage on a cheap, affordable catalyst with high efficiency. For this, the gas to be purified along with the reducing agent is passed through the catalyst bed at an elevated temperature. In the cleaning process, a multicomponent oxide catalyst is used, which is a mechanical mixture of industrial nickel chromium oxide and copper-zinc-nickel catalysts taken in a ratio of 1: 1 to 20: 1, respectively.
Никельхромоксидный катализатор (ОСТ 6-03-314-75) применялся в качестве фор-контакта в колоннах гидрирования. В его состав входят NiO (≥48 мас.%) и Cr2O3 (≥27 мас.%). Катализатор медь-цинк-никелевый оксидный НТК-10-1 применялся в производстве бутиловых спиртов. В его состав входят CuO (38-42 мас.%), ZnO (28-32 мас.%) NiO (4-6 мас.%) и Al2О3 (≥17 мас.%).Nickel-chromium oxide catalyst (OST 6-03-314-75) was used as a pre-contact in hydrogenation columns. It contains NiO (≥48 wt.%) And Cr 2 O 3 (≥27 wt.%). The copper-zinc-nickel oxide catalyst NTK-10-1 was used in the production of butyl alcohols. Its composition includes CuO (38-42 wt.%), ZnO (28-32 wt.%) NiO (4-6 wt.%) And Al 2 О 3 (≥17 wt.%).
В соответствии с изобретением отходящие газы при температуре 350-600°С пропускают через слой из механической смеси никельхромоксидного промышленного катализатора и медь-цинк-никелевого оксидного промышленного катализатора, взятых в весовом соотношении от 1:1 до 20:1 соответственно. При содержании СО и углеводородов в отходящих газах в количестве, недостаточном для восстановления оксидов азота, в отходящие газы перед пропусканием через слой катализатора добавляют топливный газ - метан до объемного соотношения СН4/О2 0,07-0,15.In accordance with the invention, off-gases at a temperature of 350-600 ° C. are passed through a bed of a mechanical mixture of a nickel-chromoxide industrial catalyst and a copper-zinc-nickel oxide industrial catalyst, taken in a weight ratio of 1: 1 to 20: 1, respectively. When the content of CO and hydrocarbons in the exhaust gases is not sufficient to reduce nitrogen oxides, fuel gas, methane, is added to the exhaust gases before passing through the catalyst bed to a volume ratio of CH 4 / O 2 of 0.07-0.15.
Согласно предлагаемому способу на указанном катализаторе в одностадийном процессе очистки удается достичь 90%-ной конверсии оксидов азота при содержании их в очищаемом газе в количестве 0,025-0,14 об.% в присутствии значительных количеств кислорода (до 10 об.%) в интервале температур 400-550°С. Оптимальным является отношение СН4/O2 0,07-0,15.According to the proposed method, on the specified catalyst in a one-step purification process, it is possible to achieve a 90% conversion of nitrogen oxides when they are contained in the gas to be purified in an amount of 0.025-0.14 vol.% In the presence of significant amounts of oxygen (up to 10 vol.%) In the temperature range 400-550 ° C. The optimal ratio is CH 4 / O 2 0.07-0.15.
Предлагаемый катализатор обладает высокой активностью и селективностью.The proposed catalyst has high activity and selectivity.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:The invention is illustrated by the following examples:
Пример 1. Взяли катализаторы никельхромоксидный (далее Ni-Cr) и НТК-10-1 в соотношении 10:1 (10 см3 Ni-Cr и 1 см3 НТК-10-1) и смешали в емкости соответствующего объема до равномерного распределения гранул. Полученную механическую смесь поместили в каталитический реактор. Состав газа на входе в реактор соответствовал составу выпускных газов газопоршневого агрегата для электростанций (в об.%: О2 - 8,10; N2 - 91,57; СН4 - 0,25; СО - 0,05; NOx - 0,03.).Example 1. Nickel-chromium oxide catalysts (hereinafter referred to as Ni-Cr) and NTK-10-1 were taken in a ratio of 10: 1 (10 cm 3 Ni-Cr and 1 cm 3 NTK-10-1) and mixed in a container of the appropriate volume until the granules were uniformly distributed . The resulting mechanical mixture was placed in a catalytic reactor. The gas composition at the inlet of the reactor corresponded to the composition of the exhaust gases of the gas piston unit for power plants (in vol.%: О 2 - 8.10; N 2 - 91.57; СН 4 - 0.25; СО - 0.05; NO x - 0.03.).
При объемной скорости газового потока 10 тыс.ч-1, температуре 550°С и соотношении СН4/02=0,03, конверсия NOx составила 85%, а СО - практически 100%.At a volumetric gas flow rate of 10 thousand hours -1, a temperature of 550 ° C and a ratio of CH 4/02 = 0,03, NOx conversion was 85%, and CO - practically 100%.
Пример 2. Использовали катализатор из смеси Ni-Cr и НТК-10-1, взятых в соотношении 1:1. Состав газа на входе в каталитический реактор, об.%: O2 - 8,00; N2 - 91,25; СН4 - 0,67; СО - 0,05; NOx - 0,03 (с дополнительным количеством метана). Объемная скорость газового потока 12,5 тыс.ч-1, температура 540°С, СН4/O2 0,08. Конверсия NOx составила 87%, СО - практически 100%.Example 2. Used a catalyst from a mixture of Ni-Cr and NTK-10-1, taken in the ratio 1: 1. The composition of the gas at the entrance to the catalytic reactor, vol.%: O 2 - 8.00; N 2 - 91.25; CH 4 - 0.67; СО - 0.05; NO x - 0.03 (with additional methane). The volumetric gas flow rate of 12.5 thousand hours -1 , temperature 540 ° C, CH 4 / O 2 0,08. The conversion of NO x was 87%, СО - almost 100%.
Пример 3. Использовали катализатор с соотношением компонентов Ni-Cr и НТК-10-1, равном 2:1. Состав газа на входе в каталитический реактор, об.%: O2 - 7,95; N2 - 91,17; СН4 - 0,73; СО - 0,05; NOx - 0,03 (с дополнительным количеством метана). Объемная скорость газового потока 14 тыс.ч-1, температура 525°С, СН4/O2 0,09. Конверсия NOx - 85%, СО - практически 100%.Example 3. Used a catalyst with a ratio of Ni-Cr and NTK-10-1, equal to 2: 1. The composition of the gas at the entrance to the catalytic reactor, vol.%: O 2 - 7.95; N 2 - 91.17; CH 4 - 0.73; СО - 0.05; NO x - 0.03 (with additional methane). The volumetric rate of the gas stream is 14 thousand hours -1 , temperature 525 ° C, CH 4 / O 2 0,09. The conversion of NO x is 85%, CO is almost 100%.
Пример 4. Использовали катализатор с соотношением компонентов Ni-Cr и НТК-10-1, равном 2:1. Состав газа на входе в каталитический реактор, об.%: О2 - 7,90; N2 - 91,17; СН4 - 0,85; СО - 0,05; NOx - 0,03 (с дополнительным количеством метана). Объемная скорость газового потока 18 тыс.ч-1 температура 550°С, СН4/O2 0,11. Конверсия NOx - 90%, СО - практически 100%.Example 4. Used a catalyst with a ratio of Ni-Cr and NTK-10-1, equal to 2: 1. The composition of the gas at the inlet to the catalytic reactor, vol.%: O 2 - 7.90; N 2 - 91.17; CH 4 - 0.85; СО - 0.05; NO x - 0.03 (with additional methane). The volumetric gas flow rate of 18 thousand hours -1 temperature 550 ° C, CH 4 / O 2 0,11. The conversion of NO x is 90%, CO is almost 100%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109578/04A RU2325949C2 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Catalyst and method of purifying effluent gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109578/04A RU2325949C2 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Catalyst and method of purifying effluent gases |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006109578A RU2006109578A (en) | 2007-10-10 |
RU2325949C2 true RU2325949C2 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=38952376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006109578/04A RU2325949C2 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Catalyst and method of purifying effluent gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2325949C2 (en) |
-
2006
- 2006-03-27 RU RU2006109578/04A patent/RU2325949C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006109578A (en) | 2007-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dey et al. | Materials progress in the control of CO and CO2 emission at ambient conditions: An overview | |
US3476508A (en) | Catalytic purification treatment of exhaust gas | |
US7070746B1 (en) | Process for nitrous oxide purification | |
US6132694A (en) | Catalyst for oxidation of volatile organic compounds | |
EP0286507B1 (en) | Process for the purification of oxygenated waste gas by the selective reduction of nitrogen oxides | |
Denisova et al. | Nitrous oxide: Production, application, and protection of the environment | |
RU2325949C2 (en) | Catalyst and method of purifying effluent gases | |
AU720058B2 (en) | Completely metallic oxidation catalyst | |
JP2006220107A (en) | Method and device for denitrating and purifying exhaust gas | |
KR20210014509A (en) | Catalyst for methane oxidation reaction at low temperature | |
EP0499087B1 (en) | Process for purifying exhaust gas | |
CA2014712A1 (en) | Catalytic oxidation and reduction converter for internal combustion engine exhaust gases | |
RU2041737C1 (en) | Catalyst of multiple cleaning of exhaust gases from nitrogen oxides and carbon | |
Schwefer et al. | Reduction of nitrous oxide emissions from nitric acid plants | |
Lou et al. | Selective catalytic oxidation of ammonia over copper-cerium composite catalyst | |
JP4685266B2 (en) | Method and apparatus for removing nitrogen oxides in diesel engine exhaust gas | |
Hung | Selective catalytic oxidation of ammonia to nitrogen on CuO-CeO2 bimetallic oxide catalysts | |
RU2050191C1 (en) | Catalyst load of reactor for cleaning of exhaust gases from nitrogen oxides and method for cleaning exhaust gases | |
WO2003106026A1 (en) | Catalyst and method for clarifying exhaust gas | |
CN1240877A (en) | Exhaust gas treating device for IC engine | |
CN101130166A (en) | Catalyzer for removing bi-metal of copper potassium cerium basis soot process for producing the same | |
Jiang et al. | SIMULTANEOUSLY CATALYTIC REMOVAL OF NO x AND SOOT ON RARE EARTH ELEMENT OXIDE LOADED WITH POTASSIUM AND TRANSITION NANOSIZED METAL OXIDES | |
JPH04284826A (en) | Method for purifying exhaust gas and apparatus therefor | |
Solov'Ev et al. | Oxidation of finely dispersed carbon on coated oxide catalysts | |
RU2279911C1 (en) | Carbon monoxide oxidation catalyst |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080328 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120328 |