UA126320C2 - Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування - Google Patents

Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування Download PDF

Info

Publication number
UA126320C2
UA126320C2 UAA202103632A UAA202103632A UA126320C2 UA 126320 C2 UA126320 C2 UA 126320C2 UA A202103632 A UAA202103632 A UA A202103632A UA A202103632 A UAA202103632 A UA A202103632A UA 126320 C2 UA126320 C2 UA 126320C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
flue gases
catalytic material
carbon monoxide
catalyst
oxidation
Prior art date
Application number
UAA202103632A
Other languages
English (en)
Inventor
Олена Іванівна Іваненко
Ігор Олегович Мікульонок
Вячеслав Михайлович Радовенчик
Антон Янович Карвацький
Сергій Володимирович Лелека
Андрій Вікторович Вагін
Original Assignee
Олена Іванівна Іваненко
Ігор Олегович Мікульонок
Вячеслав Михайлович Радовенчик
Антон Янович Карвацький
Сергій Володимирович Лелека
Андрій Вікторович Вагін
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 Олена Іванівна Іваненко, Ігор Олегович Мікульонок, Вячеслав Михайлович Радовенчик, Антон Янович Карвацький, Сергій Володимирович Лелека, Андрій Вікторович Вагін filed Critical Олена Іванівна Іваненко
Priority to UAA202103632A priority Critical patent/UA126320C2/uk
Publication of UA126320C2 publication Critical patent/UA126320C2/uk

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

Винахід стосується способів очищення газів промислових виробництв від шкідливих складових. Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів печі містить матрицю на основі цементу з розподіленим у ній каталізатором на основі оксидів важких металів, при цьому як матрицю він містить автоклавний газобетон, а як каталізатор - ферит хрому формули Fe(FexCr1-x)2O4 за мольного співвідношення атомів заліза й хрому в ньому 1:(13-17), за відповідного співвідношення компонентів матеріалу в мас. %. Спосіб окиснення монооксиду вуглецю димових газів печі полягає у введенні оброблюваних димових газів у контакт з каталітичним матеріалом. Забезпечується використання дешевого й зручного в застосуванні та утилізації каталітичного матеріалу з високими фізико-хімічними й фізико-механічними властивостями.

Description

(54) КАТАЛІТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ОКИСНЕННЯ МОНООКСИДУ ВУГЛЕЦЮ ДИМОВИХ ГАЗІВ
ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОЇ ПРОМИСЛОВОЇ УСТАНОВКИ ТА СПОСІБ ЙОГО ЗАСТОСУВАННЯ
(57) Реферат:
Винахід стосується способів очищення газів промислових виробництв від шкідливих складових.
Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів печі містить матрицю на основі цементу з розподіленим у ній каталізатором на основі оксидів важких металів, при цьому як матрицю він містить автоклавний газобетон, а як каталізатор - ферит хрому формули
Ее(РехСтї-х)2О4 за мольного співвідношення атомів заліза й хрому в ньому 1:(13-17), за відповідного співвідношення компонентів матеріалу в мас. 95. Спосіб окиснення монооксиду вуглецю димових газів печі полягає у введенні оброблюваних димових газів у контакт з каталітичним матеріалом.
Забезпечується використання дешевого й зручного в застосуванні та утилізації каталітичного матеріалу з високими фізико-хімічними й фізико-механічними властивостями.
Винахід стосується очищення газів промислових виробництв від шкідливих складових і може бути використаний для окиснення монооксиду вуглецю відхідних газів промислових установок різноманітного призначення в хімічній і металургійній галузях промисловості, наприклад у багатокамерній закритій кільцевій печі випалювання вуглеграфітової продукції, зокрема електродів.
Одними з джерел викидів надзвичайно токсичного газу - монооксиду вуглецю (СО) в атмосферу, є промислові підприємства, і передусім підприємства хімічної та металургійної галузей промисловості. Тому очищення відхідних газів такого джерела викидів СО як печі випалювання електродного виробництва й передусім багатокамерні закриті кільцеві печі випалювання вуглеграфітової продукції (печі Рідгаммера) вкрай актуальне |1, с. 69-73). При цьому одним з ефективних шляхів вирішення проблеми захисту атмосфери від СО у промислових умовах є застосування каталізаторів окисного очищення зазначених відхідних газів від СО.
Відомий каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю відхідних газів промислової установки, який виконаний у вигляді гранул і містить у своєму складі нікель та алюміній (2). Недоліком цього матеріалу є висока вартість через застосування в його складі нікелю, складність та енергоємність його одержання, а також низька зручність у застосуванні для окиснення монооксиду вуглецю димових газів багатокамерних закритих кільцевих печей випалювання вуглеграфітової продукції.
Найближчим до пропонованого технічного рішення є каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів промислової установки, наприклад багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції, що містить матрицю на основі цементу з розподіленим у ній каталізатором на основі оксидів важких металів у вигляді оксидів цинку, міді та хрому, при цьому матеріал нанесено у вигляді шару пінобетону завтовшки 3-5 мм на внутрішню поверхню труб для проходження оброблюваних димових газів |З|.
Недоліком зазначеного каталітичного матеріалу є його невисока механічна міцність і термостійкість, а також значна крихкість, що робить його малопридатним для очищення відхідних димових газів високотемпературних промислових установок від монооксиду вуглецю, зокрема багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції. Крім
Зо того, оскільки зазначений каталізатор нанесено у вигляді шару пінобетону завтовшки 3-5 мм на внутрішню поверхню труб, то його застосування передбачає використання додаткового обладнання - трубчастого реактора.
Також відомий спосіб окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки, який включає пропускання оброблюваних димових газів крізь пучок труб з нанесеним на їхню внутрішню поверхню покриттям з каталітичного матеріалу, який містить матрицю на основі цементу з розподіленим у ній каталізатором на основі оксидів важких металів у вигляді оксидів цинку, міді та хрому ІЗ).
Недоліком зазначеного способу є складність його реалізації через необхідність застосування додаткового обладнання - трубчастого реактора - на виході високотемпературної промислової установки, що робить його малопридатним для очищення відхідних димових газів високотемпературних промислових установок від монооксиду вуглецю, зокрема багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції.
В основу пропонованих винаходів поставлено задачу вдосконалити каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування, у яких їхня нова реалізація забезпечує використання дешевого й зручного в застосуванні та утилізуванні каталітичного матеріалу з високими фізико-хімічними й фізико-механічними властивостями за умови мінімізації конструктивно-технологічного ускладнення способу окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки, зокрема багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції.
Поставлена задача вирішується тим, що в каталітичному матеріалі для окиснення монооксиду вуглецю димових газів промислової установки, наприклад багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції, що містить матрицю на основі цементу з розподіленим у ній каталізатором на основі оксидів важких металів, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що як матрицю він містить автоклавний газобетон, а як каталізатор - ферит хрому формули Ее(РехСічт-х)2О4 за мольного співвідношення атомів заліза й хрому в ньому 1:(13-17), при якому "х" складатиме 0,700-0,767, відповідно, що передбачає утворення добре сформованих низькодефектних порошків каталізатора, та такого співвідношення компонентів матеріалу, мас. 95: каталізатор - 5-7; автоклавний газобетон - решта; зважаючи на бо спучування залитої газобетонної маси на 2/3 або 3/4 висоти форми під час одержання автоклавного газобетону, вміст каталізатора в готовому каталітичному матеріалі у вигляді газоблока становитиме 2,3-9,2 965.
У найприйнятніших прикладах виконання матеріалу каталізатор додатково містить оксид марганцю Мпо», за такого співвідношення компонентів, мас. 9о: оксид марганцю - 40-60, ферит хрому - решта, а сам матеріал сформовано у вигляді газоблока з наскрізними каналами для проходження оброблюваних димових газів, при цьому наскрізні канали виконано круглого, квадратного або прямокутного поперечного перерізу з еквівалентним діаметром 40-90 мм.
Застосування в пропонованому каталітичному матеріалі як матриці автоклавного газобетону, а як каталізатора - фериту хрому формули ЕРе(РехСтг1-х)204, за такого співвідношення компонентів матеріалу, мас. 9о: каталізатор - 5-7; автоклавний газобетон - решта, істотно спрощує одержання каталітичного матеріалу. Завдяки газобетону матеріал характеризується дешевизною й високими фізико-механічними властивостями, у тому числі й високою питомою поверхнею, а отже й каталітичною здатністю. При цьому формування матеріалу у вигляді окремих газоблоків з наскрізними каналами (для проходження оброблюваних димових газів) істотно спрощує застосування матеріалу й облаштування каталітичної зони довільного поперечного перерізу практично в будь-якому місці технологічної схеми високотемпературної промислової установки. Крім того, у разі механічного пошкодження або суттєвого забруднення газоблоків вони можуть бути легко утилізовані, зокрема через їх використання як будівельних матеріалів, оскільки до їх складу не входять шкідливі для людини або довкілля речовини.
Застосування в каталітичному матеріалі каталізатора у вигляді фериту хрому формули
Ее(РехСічт-х)2О04 дає змогу ефективно піддавати окисненню монооксид вуглецю димових газів, при цьому додавання до каталізатора оксиду марганцю МпО» в кількості від 40 до 60 95 ще більше підвищує його ефективність за умови зниження температури димових газів високотемпературної промислової установки.
Виконання наскрізних каналів газоблоків круглого, квадратного або прямокутного поперечного перерізу не лише спрощує виготовлення каталітичного матеріалу у вигляді газоблоків, а й забезпечує їх високі фізико-механічні властивості. Виконання же зазначених отворів з еквівалентним діаметром 40-90 мм забезпечує проходження утворюваного СО крізь них з невеликим гідравлічним опором, а також достатню питому поверхню контакту СО з
Зо каталітичним матеріалом.
Також поставлена задача вирішується тим, що в способі окиснення монооксиду вуглецю димових газів промислової установки, наприклад багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що оброблювані димові гази вводять у контакт з пропонованим каталітичним матеріалом.
У найприйнятнішому прикладі реалізації способу каталітичний матеріал, зокрема сформований у вигляді газоблока з наскрізними каналами, укладають на вуглецевмісну пересилку, що вкриває випалювану вуглеграфітову продукцію, розміщену в кожній камері закритої кільцевої печі. Така реалізація способу дає змогу відмовитися від застосування додаткового обладнання (зокрема каталітичного реактора), а ефективно використовувати вільний простір робочої зони кожної окремої камери закритої кільцевої печі. При цьому утворюваний монооксид вуглецю та леткі компоненти, що виділяються 3 випалюваної вуглеграфітової продукції, проходять крізь каталітичний матеріал (зокрема крізь наскрізні канали газоблоків), ефективно взаємодіючи при цьому з каталізатором каталітичного матеріалу.
Суть пропонованих винаходів пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - фотознімок сформованого газобетонного кубика розмірами 100х100х100 мм |4; с 109, рис. 11; на Фіг. 2 - схему газоблока розмірами 600х200х100 мм з чотирма наскрізними каналами для проходження оброблюваних димових газів прямокутного (квадратного) поперечного перерізу з розмірами 66х66 мм (еквівалентний діаметр 66 мм); на Фіг. З - схему газоблока розмірами 600х200х100 мм з чотирнадцятьма наскрізними каналами для проходження оброблюваних димових газів круглого поперечного перерізу з діаметром (еквівалентним діаметром) 55 мм; на Фіг. 4 - схему облаштування окремої камери багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції, зокрема електродів круглого поперечного перерізу.
Каталітичний матеріал (Фіг. 1) може бути сформовано у вигляді газоблока 1 з наскрізними каналами 2 для проходження оброблюваних димових газів, при цьому наскрізні канали 2 виконано круглого (фіг. 2), квадратного (Фіг. 3) або прямокутного поперечного перерізу з еквівалентним діаметром 40-90 мм.
Кожна камера багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової бо продукції (печі Рідгаммера) містить корпус З зі зводом 4 подиною 5, на якій розташовано шар 6 гранульованої вуглецевмісної пересипки (Фіг. 4). На шарі пересипки 6 вертикально встановлено заготовки випалюваної вуглеграфітової продукції 7 (наприклад, "зелені" електроди), вкриті шаром 8 вуглецевмісної пересипки, на якому укладено каталітичний матеріал, сформований у вигляді газоблоків 1 з наскрізними каналами для проходження оброблюваних димових газів.
Зазначені газоблоки 1 не лише забезпечують ефективне окиснення димових газів від монооксиду вуглецю, а й додатково фіксують у печі випалювану вуглеграфітову продукцію 7.
Під час роботи печі утворюваний у результаті випалювання вуглеграфітової продукції монооксид вуглецю проходить крізь каталітичний матеріал (зокрема крізь наскрізні канали 2 газоблоків 1), ефективно взаємодіючи при цьому з каталізатором каталітичного матеріалу й перетворюючись на менш шкідливий діоксид вуглецю.
Отримання порошкоподібного каталізатора, автоклавного газобетону, а також відповідного каталітичного матеріалу здійснювали за методикою |4|.
У разі застосування як каталізатора фериту хрому формули Ее(ЕРехСті-ху)2О4 за мольного співвідношення атомів заліза й хрому в ньому 1:13-17, при якому "х" відповідно складатиме 0,700-0,767, та такого співвідношення компонентів матеріалу, мас. 9о: каталізатор - 5-7; автоклавний газобетон - решта, забезпечується конверсія 85...95 95 монооксиду вуглецю.
Застосування як каталізатора суміші фериту хрому формули Ее(ЕехСтз-х)204 (50 95) та оксиду марганцю Мпо»5 (50 95) забезпечує 100 95 конверсію монооксиду вуглецю (як за підвищеної, так і зниженої температури димових газів високотемпературної промислової установки).
Використання пропонованого каталітичного матеріалу та способу окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки дає змогу одержати дешевий і зручний у застосуванні та утилізуванні високоефективний каталітичний матеріал та мінімізувати конструктивно-технологічне ускладнення способу окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки, зокрема багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції.
Джерела інформації: 1. Чальїх Е.Ф. Оборудование злектродньх заводов. - Москва: Металлургия, 1990. - 238 с. 2. Пат. Мо ШАЄЗА11И, МПК ВО1У) 23/34, опубл. 10.10.2011. 3. Пат. Мо ШАб2855А, МПК ВОТ10О 47/00, опубл. 15.12.2003. 4. Ове ої Меза! Охіде-Модіїєа Аегаїєд Сопстгеїє ог Сівапіпуд РІне Сазе5 тот Сагтоп Мопохіде / О. Імапепко, М. Сотеїуа, Т. ЗНабіїу, А. Тгурої5Куї, У. Мозаснома, 5. І еІеКа, І. Ти, Р. 5іі2нак //
УЧоцтта! ої Есоіодісаї ЄЕпдіпеегіпд. 2021, Мо22, Ієвце 5. Р. 104-113. рої: перз//дої.огд/10.12911/22998993/135873.

Claims (5)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки, наприклад багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції, що містить матрицю на основі цементу з розподіленим у ній каталізатором на основі оксидів важких металів, який відрізняється тим, що як матрицю він містить автоклавний газобетон, а як каталізатор - ферит хрому формули ЕРе(РехСтг1-х)2О4 за мольного співідношення атомів заліза й хрому в ньому 1:(13-17), за такого співвідношення компонентів матеріалу, мас. 9о: каталізатор 5-7 автоклавний газобетон решта.
2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор додатково містить оксид марганцю Мпо», за такого співвідношення компонентів, мас. бо: оксид марганцю 40-60 ферит хрому решта.
3. Матеріал за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що його сформовано у вигляді газоблока з наскрізними каналами для проходження оброблюваних димових газів.
4. Матеріал за п. З, який відрізняється тим, що наскрізні канали виконано круглого, квадратного або прямокутного поперечного перерізу з еквівалентним діаметром 40-90 мм.
5. Спосіб окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки, наприклад багатокамерної закритої кільцевої печі випалювання вуглеграфітової продукції, який відрізняється тим, що оброблювані димові гази вводять у контакт з каталітичним матеріалом за будь-яким з пп. 1-4.
б. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що каталітичний матеріал укладають на вуглецевмісну пересипку, що вкриває випалювану вуглеграфітову продукцію, наприклад "зелені" електроди, розміщену в кожній камері закритої кільцевої печі.
ФГ. 3 2
Фіг. 2 1 2 я А
Фіг. З нн Ан В нн
Фіг. 4
UAA202103632A 2021-06-24 2021-06-24 Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування UA126320C2 (uk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202103632A UA126320C2 (uk) 2021-06-24 2021-06-24 Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202103632A UA126320C2 (uk) 2021-06-24 2021-06-24 Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA126320C2 true UA126320C2 (uk) 2022-09-14

Family

ID=89835916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA202103632A UA126320C2 (uk) 2021-06-24 2021-06-24 Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA126320C2 (uk)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2121733A (en) Purifying gases and apparatus therefor
EP0089199B1 (en) Catalysts for converting reductive and oxidative gases of exhaust gases into innoxious gases
US4676741A (en) Radiantly heated furnace
Belokon et al. Environmental assessment of the intermetallic catalysts utilization efficiency for deactivation of the pollutants emitted by electrode production enterprises
Xanthopoulou et al. An overview of some environmental applications of self-propagating high-temperature synthesis
EA020397B1 (ru) Система и способ уменьшения выбросов ртути
EP0186734A2 (en) Method of producing carbonaceous bodies
UA126320C2 (uk) Каталітичний матеріал для окиснення монооксиду вуглецю димових газів високотемпературної промислової установки та спосіб його застосування
Schulte et al. The sulfidation behavior of several commercial ferritic and austenitic steels
Ivanenko et al. Evaluation of the influence of the catalysts application on the level of emissions of carbon monoxide in the manufacture of electrodes
García et al. Effect of cycled combustion ageing on a cordierite burner plate
US3925535A (en) Catalytic product for the oxidative destruction of gaseous organic compounds and method for their preparation
Yadav et al. Corrosion of Inconel 690 in N 2-0.1% H 2 S gas at 700-800° C
CA1038703A (en) Carbonaceous refractory materials and method for their preparation
JP2001149776A (ja) ダイオキシン発生抑制材及びその製造方法、並びにこれを用いてなるダイオキシンの発生の抑制方法
Constantin et al. Experimental research on a semi-industrial pilot scale for obtaining carbofer pellets in rotary tubular furnace
CN211069645U (zh) 烟气处理设备
Morais et al. An experimental study of sewage sludge incineration
Yolkin et al. The Production of Silicon Carbide and Achievements in the Field of Furnace Gases Collection and Purification
SU882056A2 (ru) Способ очистки отход щих газов
RU2403302C1 (ru) Способ непрерывной переработки железоцинкосодержащих пылей и шламов
JPWO2009113165A1 (ja) 触媒材料、その製造方法、排ガスの浄化方法、及び焼成炉
CN110605015A (zh) 烟气处理设备及减少烟气危害的方法
EP1004346A1 (en) Dioxin generation depressant, method for production thereof, and method for depressing dioxin generation
Mudrinić et al. The influence of Ni on the performance of Al, Fe, Ni pillared bentonite based electrodes in electrooxidation of phenol