RU2638662C1 - Способ получения катализированного тканевого фильтра и катализированный тканевый фильтр - Google Patents

Способ получения катализированного тканевого фильтра и катализированный тканевый фильтр Download PDF

Info

Publication number
RU2638662C1
RU2638662C1 RU2017116619A RU2017116619A RU2638662C1 RU 2638662 C1 RU2638662 C1 RU 2638662C1 RU 2017116619 A RU2017116619 A RU 2017116619A RU 2017116619 A RU2017116619 A RU 2017116619A RU 2638662 C1 RU2638662 C1 RU 2638662C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst precursor
fabric filter
liquid
precursor compounds
metal catalyst
Prior art date
Application number
RU2017116619A
Other languages
English (en)
Inventor
Франческо КАСТЕЛЛИНО
Томас Хольтен КОЛЛИН
Original Assignee
Хальдор Топсеэ А/С
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 Хальдор Топсеэ А/С filed Critical Хальдор Топсеэ А/С
Application granted granted Critical
Publication of RU2638662C1 publication Critical patent/RU2638662C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2003Glass or glassy material
    • B01D39/2017Glass or glassy material the material being filamentary or fibrous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/08Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
    • B01D39/086Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of inorganic material
    • 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
    • B01J23/002Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • 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
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22Vanadium
    • 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
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/28Molybdenum
    • 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
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30Tungsten
    • 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
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/63Platinum group metals with rare earths or actinides
    • 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
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/64Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/648Vanadium, niobium or tantalum or polonium
    • B01J23/6482Vanadium
    • 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
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/64Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/652Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/6525Molybdenum
    • 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
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/64Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/652Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/6527Tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58Fabrics or filaments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0027Powdering
    • B01J37/0036Grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • B01J37/0213Preparation of the impregnating solution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • B01J37/0219Coating the coating containing organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0464Impregnants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471Surface coating material
    • B01D2239/0492Surface coating material on fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/08Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
    • 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
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/64Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/652Chromium, molybdenum or tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для фильтрования. Способ изготовления катализированного тканевого фильтра включает стадии a) обеспечения подложки тканевого фильтра, b) обеспечения водной жидкости для пропитки, содержащей водный гидрозоль одного или более соединений-предшественников металлического катализатора, распределенных на наночастицах носителя из оксида металла, диспергирующее средство, содержащее один или более первичных аминов, и поверхностно-активное вещество; c) пропитки подложки тканевого фильтра жидкостью для пропитки и d) сушки и термической активации пропитанной подложки тканевого фильтра при температуре ниже 300°C для превращения одного или более металлических соединений предшественника катализатора в их каталитически активную форму. Технический результат: обеспечение оптимальной каталитической эффективности. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к изготовлению катализированного тканевого фильтра и катализированному тканевому фильтру, изготовленному при помощи данного способа.
Тканевые фильтры обычно используют при удалении материалов в виде частиц из дымовых газов, выходящих из промышленных процессов и процессов горения.
Эти фильтры получают или из тканого, или нетканого волокнистого материала, обеспечивающего пористую фильтрующую среду для улавливания мелких веществ в виде частиц, не приводя к нежелательному высокому перепаду давления газов, проходящих через среду.
Часто отходящие и дымовые газы содержат дополнительно газообразные соединения, которые представляют опасность для окружающей среды или здоровья.
Таким образом, было желательно снизить количество или удалить одновременно как вещество в виде частиц, так и опасные соединения из отходящих и дымовых газов.
Для этой цели фильтрующие среды, катализированные катализаторами, активными для превращения опасных компонентов в менее опасные или безвредные соединения, использовались в системах очистки в промышленности и автомобильных применениях.
Тканевые фильтры в виде, например, мешочных фильтров, широко используются во многих отраслях промышленности для удаления веществ в виде частиц из технологических газов. Они являются одним из наиболее эффективных типов доступных пылеуловителей и могут обеспечивать степени улавливания более 99% для веществ в виде частиц. Фильтры можно изготавливать из различных тканых, нетканых или войлочных материалов или их комбинаций, содержащих природные волокна, синтетические волокна или другие волокна, такие как стекловолокна, керамические или металлические волокна.
Высокая степень очистки от веществ в виде частиц у тканевых фильтров частично объясняется пылевидным осадком, образующимся на поверхностях мешочных фильтров, и частично объясняется составом мешочных фильтров и качеством работы, а также качеством самой конструкции тканевого фильтра. Ткань обеспечивает поверхность, на которой собираются частицы пыли. Из-за состава волокон, из которых состоит фильтр, они обычно работают при температурах ниже 280°C, что приводит к некоторым требованиям и ограничениям для способов применения катализаторов на материале тканевого фильтра.
При получении катализированных материалов, таких как тканевые материалы, водные жидкости для пропитки предпочтительны по причинам безопасности для окружающей среды и здоровья.
Для этой цели многие волокна, используемые при изготовлении тканевого фильтра, состоят из водоотталкивающих материалов, что добавляет дополнительные требования к применению каталитических материалов на волокнах при использовании способов пропитки водными жидкостями для пропитки.
При получении катализированных тканевых фильтров важно распределять каталитический материал по всей толщине подложки тканевого фильтра в количестве, обеспечивающем оптимальную каталитическую эффективность и предотвращающем образование избыточного перепада давления из-за количеств каталитического материала, нанесенного на подложку фильтра. Помимо высокого перепада давления при работе, толстые слои каталитического материала на подложке фильтра также являются проблемой при регенерации фильтра путем удаления уловленного вещества в виде частиц из-за риска скола каталитического материала, что будет приводить к более низкой каталитической эффективности при следующем рабочем цикле.
Таким образом, необходимо наносить каталитический материал на волокна ткани в стенке тканевого фильтра и/или на поверхность фильтра слоем, достаточно тонким для предотвращения избыточного перепада давления и скола катализатора при работе и регенерации тканевого фильтра.
Обычно в области катализа признается, что эффективный катализатор на носителе требует покрытия каталитически активным материалом в виде монослоя на поверхности частиц носителя катализатора. При этом можно ограничить требуемое количество катализатора на носителе на тканевой подложке.
Кроме того, требуется, чтобы частицы носителя катализатора не образовывали большие агломераты при получении и хранении жидкости для пропитки.
Как указано выше, ряд волоконных материалов, используемых при получении тканевых фильтров, представляют собой водоотталкивающие и водные жидкости для пропитки, обычно используемые, например, при нанесении каталитических материалов на керамические поверхности, имеют ограниченную смачиваемость или ее отсутствие для легкого и однородного распределения по поверхности волокон для получения тонкого и сплошного слоя катализатора.
Таким образом, основным объектом настоящего изобретения является обеспечение способа изготовления катализированных тканевых фильтров путем пропитки материала ткани водной жидкостью для пропитки, содержащей каталитически активный материал(ы), который соответствует вышеуказанным требованиям.
Мы обнаружили, что эти требования можно удовлетворить путем использования водного раствора для пропитки, содержащего водный золь одного или более соединений-предшественников металлического катализатора, распределенных на наночастицах гидрозоля носителя из оксида металла, поверхностно-активные вещество и диспергирующее средство, выбранное из группы первичных аминов.
Под выражением «наночастицы», используемым выше в настоящем документе и в следующем описании, мы понимаем частицы размером до 1000 нанометров. Наночастица определена как небольшой объект, который ведет себя как целый элемент относительно своего перемещения и свойств.
Согласно вышеуказанным определениям настоящее изобретение предлагает способ изготовления катализированного тканевого фильтра, включающий стадии
a) обеспечения подложки тканевого фильтра,
b) обеспечения водной жидкости для пропитки, содержащей водный гидрозоль одного или более соединений-предшественников металлического катализатора, распределенных на наночастицах носителя из оксида металла, диспергирующее средство, содержащее один или более первичных аминов, и поверхностно-активное вещество;
c) пропитки подложки тканевого фильтра жидкостью для пропитки и
d) сушки и термической активации пропитанной подложки тканевого фильтра при температуре ниже 300°C для превращения одного или более металлических соединений предшественника катализатора в их каталитически активную форму.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты и обсуждаются далее. Эти варианты осуществления можно использовать по отдельности или их комбинации.
Термическую активацию пропитанной подложки тканевого фильтра можно проводить или перед установкой подложки катализированного тканевого фильтра или после установки подложки катализированного тканевого фильтра в фильтровальный узел.
Предпочтительно температура термической активации составляет от 250 до 280°C.
Ряд подложек тканевых фильтров, как было обнаружено, имеют низкую термостойкость, тогда как другие материалы деактивируют каталитический материал.
Таким образом, предпочтительная подложка тканевого фильтра состоит из тканых или нетканых стекловолокон, покрытых полимерным материалом, в частности политетрафторэтиленом. Эта подложка может выдерживать температуры до 280°C.
Содержащие частицы отходящие или дымовые газы очень часто содержат оксиды азота (NOx), летучие органические соединения (VOC). SO2, СО, Hg, NH3, диоксины и фураны в концентрациях, которые следует снижать в зависимости от местного законодательства. Снижение количества газообразных загрязнителей, таких как NOx, VOC, диоксины и фураны, можно эффективно проводить путем контакта с катализатором.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения одно или более соединений-предшественников металлического катализатора включают метаванадат аммония, метавольфрамат аммония, тетрагидрат гептамолибдата аммония, нитрат палладия, гидрокарбонат тетрааминплатины (II) или их смеси, а каталитически активная форма соединения-предшественника металлического катализатора содержит одно или более из оксида ванадия, оксида вольфрама, оксида молибдена, палладия и платины в окисленной и/или металлической форме.
В частности, катализаторы на основе оксида ванадия на носителе из диоксида титана или оксида алюминия являются обычно используемыми катализаторами для восстановления NOx путем селективного восстановления NOx при помощи NH3 в стационарных и автомобильных применениях. Эффективные катализаторы окисления представляют собой палладий или платину в их окисленной и/или металлической форме.
Таким образом, также предпочтительно, чтобы одно или более металлических соединений-предшественников катализатора состояли из метаванадата аммония и нитрата палладия, а каталитически активная форма соединения-предшественника металлического катализатора состояла из пентоксида ванадия и палладия.
Эти катализаторы активны как при удалении углеводородов (VOC) и монооксида углерода, так и при удалении NOx путем реакции SCR с NH3.
Носитель из оксида металла содержит предпочтительно оксиды титана, алюминия, церия, циркония или их смеси и соединения.
Также предпочтительно, чтобы носитель из оксида металла состоял из наночастиц диоксида титана с размером частиц между 10 и 150 нм.
Катализаторы, состоящие из палладия и пентоксида ванадия на носителе из диоксида титана (TiO2), предпочтительны по следующим причинам. Катализатор Pd/V2O5/TiO2 имеет i) двойную функциональность (удаление NOx и удаление VOC, летучих органических соединений); ii) стоек к воздействию S и iii) имеет более низкую окислительную способность в отношении SO2 по сравнению с другими каталитическими композициями.
При получении жидкости для пропитки, как описано более подробно ниже, часть гидрозоля носителя из оксида металла в растворе для пропитки загустевает при хранении и агломерируется в частицы большего размера, чем предпочтительный размер. Диспергирующее средство на основе первичного амина предотвращает агломерацию или разрушает уже образовавшиеся агломераты.
Первичный амин предпочтительно растворим в водной жидкости для пропитки при добавлении в количестве, приводящем к вышеописанной цели. Первичные амины с менее чем семью атомами углерода растворимы в воде, предпочтительные первичные амины для использования в настоящем изобретении представляют собой монометиламин, моноэтиламин, монопропиламин, монобутиламин или их смеси. Из них наиболее предпочтительным диспергирующим средством является моноэтиламин.
Хорошие результаты получают, когда диспергирующее средство на основе первичного амина добавляют в жидкость для пропитки в количестве, дающем значение pH жидкости для пропитки выше 7.
Во всех вышеуказанных вариантах осуществления настоящего изобретения также предпочтительно, чтобы полученный катализированный тканевый фильтр содержал от приблизительно 5 до приблизительно 8 масс. % каталитически активного материала.
Как уже указывалось выше в настоящем документе, эффективный катализатор требует покрытия носителя из оксида металла монослоем каталитически активного материала. Образования избытка кристаллического каталитически активного материала на носителе следует избегать. Его часто получают термическим распределением, например, пропиткой частиц носителя из TiO2 раствором оксалата ванадия с последующим нагреванием до 420°C. Однако этот способ не подходит для тканевых фильтров из-за температурных ограничений. Т≤300°C.
Высокодисперсное распределение каталитически активного материала после термической активации при низких температурах возможно при использовании так называемого способа фильтрации равновесного осаждения (EDF) вместе с диспергирующим средством на основе первичного амина. В этом способе электростатическую силу взаимодействия между противоположно заряженными металлическими соединениями используют для связывания одного металлического соединения с поверхностью противоположно заряженного металлического соединения в мелкодисперсной форме.
Например, TiO2 и VxOy z- имеют противоположные поверхностные заряды в интервале pH от 4 до 6. Таким образом, электростатическая сила взаимодействия облегчает осаждение VxOy z- на TiO2. Ограниченную растворимость VxOy z- обходят при помощи принципа Ле Шателье. Когда VxOy z- связывается с сайтами Ti-OH2 +, новые ионы VxOy z- становятся растворимыми. Этот непрерывный процесс происходит при комнатной температуре и не требует ничего кроме перемешивания и регулирования pH.
Таким образом, в еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения жидкость для пропитки получают при помощи стадий
i) добавления одного или более металлических соединений предшественника катализатора и носителя из оксида металла в воду и непрерывного добавления кислоты в жидкость для поддержания pH жидкости на значении, когда поверхностный заряд одного или более металлических соединений предшественника катализатора является отрицательным, а дзета-потенциал носителя из оксида металла является положительным;
ii) адсорбции одного или более металлических соединений предшественника катализатора на поверхности носителя из оксида металла;
iii) добавления диспергирующего средства к полученному таким образом раствору в количестве для получения значения pH полученной таким образом жидкости для пропитки свыше 7; а затем
iv) если палладий и/или платина присутствуют в жидкости для пропитки, добавления раствора, содержащего соль палладия и/или платины в жидкость для пропитки, полученной на стадии (iii).
Предпочтительно значение pH на стадии (i) и (и) поддерживают на уровне между 4,0 и 4,3.
Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает подложку катализированного тканевого фильтра, полученную способом согласно любому из вышеописанных признаков и вариантов осуществления.
Подложка катализированного тканевого фильтра предпочтительно находится в виде мешочного фильтра.
Настоящее изобретение описано более подробно в следующих примерах.
Пример 1
Получение содержащей ванадат аммония/диоксид титана жидкости для пропитки
1. 37,26 кг деминерализованной воды смешивали с 3,11 кг NH4VO3.
2. 29,62 кг суспензии размолотого в шаровой мельнице TiO2 (LOI=18 масс. % TiO2) добавляли при непрерывном перемешивании. Отношение NH4VO3/TiO2 составляло 0,58.
3. pH контролировали и непрерывно повышали.
4. pH регулировали концентрированной азотной кислотой в интервале 4,0-4,3.
5. Через несколько часов pH жидкости оставался постоянным, и жидкость оставляли при постоянном перемешивании на еще по меньшей мере 24 часа. Однако pH необходимо регулировать каждые 3 часа.
Полученная жидкость имела красный цвет и предел текучести (Q ~2-4 Па).
6. 1,84 кг этиламина (70% в воде) добавляли (или до pH ~9,2-9,5).
Жидкость становилась цвета слоновой кости и очень текучей (Q<1 и μ ~1 мПа⋅с).
Мешки тканевого фильтра, полученные из стекловолокон, покрытых Teflon®, пропитывали жидкостью. Эти мешочные фильтры очень гидрофобны, и необходимы значительные количества поверхностно-активного вещества для успешной пропитки.
7. Добавляли 1,96 кг поверхностно-активного вещества Softanol-90.
8. Тесты на смачиваемость проводили путем добавления нескольких капель жидкости на материал мешочного фильтра.
Если он не проходит тест на смачиваемость, необходимо добавлять дополнительное количество Softanol-90.
Пример 2
Получение содержащей палладий/ванадат аммония/диоксид титана жидкости для пропитки
В этом примере 3635 массовых частей на миллион Pd на количество диоксида титана в жидкости для пропитки добавляли в жидкость для пропитки при помощи стадий, описанных ниже. Палладий был доступен в виде водного раствора Pd(NO3)2, содержащего 16,9 масс. % Pd.
1. Желаемое количество Pd рассчитывали; 3635 частей на миллион * 4,64⋅103 г / 106 частей на миллион = 16,87 г Pd
16,9 масс. % раствор Pd был доступен, и получали 16,37 г Pd/ 0,169 = 99,8 г раствора.
2. Раствор Pd разбавляли 3 кг воды для получения раствора Pd, содержащего 0,54 масс. % Pd.
3. Жидкость для пропитки затем получали такой же процедурой, как описано в примере 1, за исключением того, что в жидкость для пропитки добавляли на 3 кг меньше воды, и суспензия размолотого в шаровой мельнице TiO2 содержала 20,65 масс. % TiO2.
4. Все количество раствора палладия, полученного на стадии 2, добавляли в жидкость для пропитки, полученную на стадии 3, после регулирования pH при помощи моноэтиламина. Раствор Pd добавляли по каплям посредством воронки. При добавлении раствора Pd жидкость непрерывно перемешивали.
5. Поверхностно-активное вещество Softanol-90 добавляли в конце и проводили тесты на смачиваемость.

Claims (26)

1. Способ изготовления катализированного тканевого фильтра, включающий стадии
a) обеспечения подложки тканевого фильтра,
b) обеспечения водной жидкости для пропитки, содержащей водный гидрозоль одного или более соединений-предшественников металлического катализатора, распределенных на наночастицах носителя из оксида металла, диспергирующее средство, содержащее один или более первичных аминов, и поверхностно-активное вещество;
c) пропитки подложки тканевого фильтра жидкостью для пропитки и
d) сушки и термической активации пропитанной подложки тканевого фильтра при температуре ниже 300°C для превращения одного или более металлических соединений предшественника катализатора в их каталитически активную форму.
2. Способ по п. 1, в котором термическую активацию пропитанной тканевой подложки проводят перед установкой пропитанной тканевой подложки в фильтровальный узел или после нее.
3. Способ по п. 1, в котором подложка тканевого фильтра состоит из тканых или нетканых стекловолокон, покрытых полимерным материалом.
4. Способ по п. 3, в котором полимерный материал состоит из политетрафторэтилена.
5. Способ по п. 1, в котором одно или более соединений-предшественников металлического катализатора включают метаванадат аммония, метавольфрамат аммония, гептамолибдат аммония, нитрат палладия, гидрокарбонат тетрааминплатины (II) или их смеси.
6. Способ по п. 1, в котором каталитически активная форма одного или более соединений-предшественников металлического катализатора включает одно или более из оксида ванадия, оксида вольфрама, оксида молибдена, палладия и платины в окисленной и/или металлической форме.
7. Способ по п. 6, в котором каталитически активная форма одного или более соединений-предшественников металлического катализатора состоит из пентоксида ванадия и палладия в металлической и/или окисленной форме.
8. Способ по п. 1, в котором носитель из оксида металла включает оксиды титана, алюминия, церия, циркония или их смеси и соединения.
9. Способ по п. 8, в котором носитель из оксида металла состоит из наночастиц диоксида титана с размером частиц между 10 и 150 нм.
10. Способ по п. 1, в котором диспергирующее средство содержит первичный амин, выбранный из одного или более из группы, состоящей из монометиламина, моноэтиламина, монопропиламина и монобутиламина.
11. Способ по п. 10, в котором диспергирующее средство состоит из моноэтиламина.
12. Способ по п. 1, в котором диспергирующее средство добавляют в жидкость для пропитки в количестве, дающем значение pH жидкости для пропитки свыше 7.
13. Способ по п. 1, в котором катализированная тканевая подложка содержит от приблизительно 5 до приблизительно 8 масс. % каталитически активного материала.
14. Способ по п. 1, в котором водную жидкость для пропитки получают при помощи стадий
i) добавления одного или более соединений-предшественников металлического катализатора и носителя из оксида металла в воду и непрерывного добавления кислоты в жидкость для поддержания pH жидкости на значении, когда поверхностный заряд одного или более металлических соединений предшественника катализатора является отрицательным, а дзета-потенциал носителя из оксида металла является положительным;
ii) адсорбции одного или более соединений-предшественников металлического катализатора на поверхности носителя из оксида металла;
iii) добавления диспергирующего средства к полученной таким образом жидкости в количестве для получения значения pH полученной таким образом жидкости для пропитки свыше 7; и затем
iv) если палладий и/или платина присутствуют в жидкости для пропитки, добавления раствора, содержащего соль палладия и/или платины в жидкость для пропитки, полученную на стадии (iii).
15. Способ по п. 14, в котором значение pH на стадии (i) и (ii) поддерживают на уровне между 4,0 и 4,3.
16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором одно или более металлических соединений предшественника катализатора представляют собой метаванадат аммония и нитрат палладия.
17. Подложка катализированного тканевого фильтра, полученная способом по любому из пунктов 1-16.
18. Подложка катализированного тканевого фильтра по п. 17, причем подложка тканевого фильтра находится в виде мешочного фильтра.
RU2017116619A 2014-10-14 2015-06-25 Способ получения катализированного тканевого фильтра и катализированный тканевый фильтр RU2638662C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201400587 2014-10-14
DKPA201400587A DK178520B1 (da) 2014-10-14 2014-10-14 Fremgangsmåde til at fremstille et katalyseret stoffilter og et katalyseret stoffilter
PCT/EP2015/064416 WO2016058713A1 (en) 2014-10-14 2015-06-25 Method for preparing a catalyzed fabric filter and a catalyzed fabric filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2638662C1 true RU2638662C1 (ru) 2017-12-15

Family

ID=58698466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116619A RU2638662C1 (ru) 2014-10-14 2015-06-25 Способ получения катализированного тканевого фильтра и катализированный тканевый фильтр

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10183246B2 (ru)
EP (1) EP3206776B1 (ru)
JP (1) JP6364125B2 (ru)
KR (1) KR101805885B1 (ru)
CN (1) CN106139750B (ru)
AR (1) AR102207A1 (ru)
BR (1) BR112017005882B1 (ru)
CA (1) CA2961832C (ru)
CL (1) CL2017000911A1 (ru)
DK (2) DK178520B1 (ru)
ES (1) ES2713694T3 (ru)
MX (1) MX2017004701A (ru)
RU (1) RU2638662C1 (ru)
TW (1) TWI655962B (ru)
WO (1) WO2016058713A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019512385A (ja) * 2016-03-07 2019-05-16 ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット より低い圧力損失を有する触媒化織布フィルターの製造
ES2928633T3 (es) * 2016-06-21 2022-11-21 Topsoe As Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape
KR20190055018A (ko) * 2016-10-07 2019-05-22 할도르 토프쉐 에이/에스 저온 가스 정화 공정 및 그 공정에 사용하기 위한 촉매
WO2018065175A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Haldor Topsøe A/S A process for low temperature gas cleaning with ozone and a catalytic bag filter for use in the process
WO2019121828A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-27 Rhodia Operations Use of filtration media for purification of nanowires and process for the purification of nanowires
WO2019121827A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-27 Rhodia Operations Use of filtration media for purification of nanowires and process for the purification of nanowires
CN109091955A (zh) * 2018-08-07 2018-12-28 苏州华龙化工有限公司 一种载膜玻璃纤维过滤布的制备方法
EP3730210A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-28 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst ceramic candle filter for combined particulate removal and the selective catalytic reduction (scr) of nitrogen-oxides
US11426709B2 (en) 2018-08-28 2022-08-30 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst for use in the selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides
EP3616786A1 (en) 2018-08-28 2020-03-04 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst for use in the selective catalytic reduction (scr) of nitrogen oxides
DE112019005296T5 (de) * 2018-10-23 2021-07-15 Cummins Filtration Ip, Inc. Luftfilterbaugruppe mit durchlässigem leitblech
CN110804856B (zh) * 2019-10-21 2021-11-16 南通大学 一种光催化降解活性染料的腈纶织物及其制备方法
JP7113866B2 (ja) 2020-05-26 2022-08-05 株式会社荏原製作所 金属担持不織布及びその製造方法、触媒、不飽和化合物の水素化方法、並びに炭素-窒素結合の形成方法
JP2023161117A (ja) * 2022-04-25 2023-11-07 三菱重工業株式会社 フィルタの製造方法
CN116585885B (zh) * 2023-04-27 2024-05-17 中科新天地(合肥)环保科技有限公司 具有脱硝和二噁英功效的催化滤袋及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059841C1 (ru) * 1993-08-24 1996-05-10 Малое предприятие "Технология" Фильтр для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания
RU2343961C2 (ru) * 2004-04-12 2009-01-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство для очистки выхлопных газов
RU2449135C2 (ru) * 2007-02-23 2012-04-27 Умикоре Аг Унд Ко. Кг Каталитически активированный фильтр для отфильтровывания твердых частиц из отработавших газов дизельного двигателя, обладающий задерживающим аммиак действием
WO2012059211A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Haldor Topsøe A/S Method for the preparation of a catalysed particulate filter and catalysed particulate filler
WO2013182255A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Haldor Topsøe A/S Scr catalyst and method of preparation thereof

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09220466A (ja) * 1996-02-14 1997-08-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 触媒フィルタの製造方法
JPH10230119A (ja) * 1996-11-25 1998-09-02 Abb Kk バグフィルタおよびその製造方法
JP3627449B2 (ja) * 1997-05-30 2005-03-09 東洋紡績株式会社 触媒脱硝フィルターバグ及びその製造方法
WO1998053897A1 (en) 1997-06-02 1998-12-03 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters
DE19753738A1 (de) * 1997-12-04 1999-06-10 Degussa Verfahren zur Herstellung eines Katalysators
US6331351B1 (en) * 1999-09-22 2001-12-18 Gore Enterprise Holdings, Inc. Chemically active filter material
JP4230643B2 (ja) * 2000-07-05 2009-02-25 バブコック日立株式会社 触媒担持バグフィルタおよびその製法
US20040176246A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-09 3M Innovative Properties Company Catalyzing filters and methods of making
EP1793929A1 (en) * 2004-09-30 2007-06-13 Pall Corporation Catalytically active porous element
JP5037843B2 (ja) * 2005-03-31 2012-10-03 日本無機株式会社 光触媒担持ガス吸着ろ材の製造方法
DE202005013330U1 (de) * 2005-06-28 2006-11-09 BLüCHER GMBH Trägermaterial mit katalytisch aktiven Polymerpartikeln
DE102006026324A1 (de) 2006-06-02 2007-12-06 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Nebenstromfilter mit verbessertem Filterwirkungsgrad
US7988860B2 (en) 2007-03-15 2011-08-02 Donaldson Company Inc. Superabsorbent-containing web that can act as a filter, absorbent, reactive layer or fuel fuse
BE1017974A3 (fr) * 2008-01-30 2010-02-02 Variabel Daniel Procede de valorisation d'elements de supports catalytiques usagers et/ou defectueux
WO2011131722A1 (de) * 2010-04-22 2011-10-27 Basf Se Verfahren zur herstellung von zweidimensionalen sandwich-nanomaterialien auf basis von graphen
GB201110850D0 (en) * 2011-03-04 2011-08-10 Johnson Matthey Plc Catalyst and mehtod of preparation
JP5936346B2 (ja) * 2011-12-20 2016-06-22 三菱重工業株式会社 バグフィルタ製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059841C1 (ru) * 1993-08-24 1996-05-10 Малое предприятие "Технология" Фильтр для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания
RU2343961C2 (ru) * 2004-04-12 2009-01-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство для очистки выхлопных газов
RU2449135C2 (ru) * 2007-02-23 2012-04-27 Умикоре Аг Унд Ко. Кг Каталитически активированный фильтр для отфильтровывания твердых частиц из отработавших газов дизельного двигателя, обладающий задерживающим аммиак действием
WO2012059211A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Haldor Topsøe A/S Method for the preparation of a catalysed particulate filter and catalysed particulate filler
WO2013182255A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Haldor Topsøe A/S Scr catalyst and method of preparation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DK3206776T3 (en) 2019-04-15
DK201400587A1 (en) 2016-05-02
CA2961832C (en) 2019-01-15
JP2017536228A (ja) 2017-12-07
TW201613680A (en) 2016-04-16
KR101805885B1 (ko) 2017-12-07
BR112017005882A2 (pt) 2018-06-26
CA2961832A1 (en) 2016-04-21
JP6364125B2 (ja) 2018-07-25
AR102207A1 (es) 2017-02-08
CL2017000911A1 (es) 2017-11-24
EP3206776B1 (en) 2019-01-09
US20180229165A1 (en) 2018-08-16
DK178520B1 (da) 2016-05-09
MX2017004701A (es) 2017-08-02
BR112017005882B1 (pt) 2022-02-01
CN106139750A (zh) 2016-11-23
CN106139750B (zh) 2018-12-04
KR20170042371A (ko) 2017-04-18
EP3206776A1 (en) 2017-08-23
ES2713694T3 (es) 2019-05-23
US10183246B2 (en) 2019-01-22
TWI655962B (zh) 2019-04-11
WO2016058713A1 (en) 2016-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2638662C1 (ru) Способ получения катализированного тканевого фильтра и катализированный тканевый фильтр
JP2019512385A (ja) より低い圧力損失を有する触媒化織布フィルターの製造
US11772075B2 (en) Catalyst for use in the selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides
JP7421571B2 (ja) 複合粒子状物質除去及び窒素酸化物の選択的触媒還元(scr)のための触媒セラミックキャンドルフィルタ
KR101659419B1 (ko) 나노입자 담지 촉매의 제조방법
JP4711014B2 (ja) ナノ粒子の担持方法
JP2010017687A (ja) 排ガス浄化用触媒及び製造方法
JP2019072663A (ja) 無機複合酸化物の製造方法およびこれを用いた排ガス処理方法