Катализатор для очистки отходящих газов от оксида углерода и углеводородов

НДТБНСБЫЙ бЕНТОНИТ П ТЧННСРОЛЬНОЕ ВОЛОКНО. Б ТОМ ЧИСЛЕ КЭОЛННОВОС. при СЛЕДУЮЩЕМ СООТНОШСННИ КОМПОНЕНТОВ. МЗС.2Катализатор при 300 С полностью окисляет оксид углерода, а при 315 С - н-бутан 2 1.Однако данный катализатор предполагает использование дефицитных материалов - Мабентонпта и минерального волокна.Задачей изобретения является замена дефицитных материалов и утилизация отходов гальванических производств при сохранении необходимых каталитических свойств готового образца.Поставленная задача решается тем, что катализатор для очистки отходящих газов от оксида углерода и углеводородов, содержащий оксид хрома и глинистый компонент, дополнительно содержит оксиды железа, меди, магния и кальция, в качестве источника оксидов- шламовые отходы гальванического производства а в качестве глинистого компонента огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.Присутствие в шламовых отходах значительного количества кальция И магния не позволяет при их обжиге получать материал с достаточной механической прочностью.Введение в шламовые отходы гальванического производства огнеупорной глины в качестве источника оксидов кремния и алюминия позволяет нейтрализовать негативное присутствие в шламах кальция и магния и получить материал с достаточной механической и термической стойкостью при удовлетворительной каталитической активности. Это позволило также отказаться от дефицитных Ыа-бентонита и минерального волокна, что требуется по прототипу.Кроме этого возможно получение изделий различной формы, а не только в виде пластин,как это следует из описания прототипа.Согласно изобретению огнеупорная глина выполняет роль связующего и армирующего компонента взамен бентонита и минерального ВОЛОКНН.Использование огнеупорной глины также упрощает технологию формования изделий путем экструзии или полусухим формованием. При этом резко снижается расход воды на приготовление катализатора и не требуется по 01следующая очистка воды от солей тяжелых металлов.Введение в изделие огнеупорной глины в пределах 42 - 65 значительно удешевляет стоимость катализатора без снижения каталитических свойств его и позволяет сохранить высокую механическую прочность катализатора. При этом удаляется из отходящих газов до 90 ацетона при 475 - 500 С. 70 - 85 легких углеводородов при 550 - б 00 С и до 95 100 при 350 - 400 С продуктов термодеструкции пенополиуретана и оксида углерода.Для приготовления катализатора шламовые отходы гальванического производства (шлам) с влажностью 60 - 70 сушили сначала при комнатной температуре, а затем в сушильном шкафу при 110 - 150 С до остаточной влажности 4 - 6, размалывали на Шаровой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм. Шлам представляет собой порошок красноватого цвета, содержащий, мас.огнеупорную беложгущую глину месторождения Веселовская (Украина) предварительно выдерживали в сушильном шкафу при 80- 90 С до остаточной влажности 2 8, измельчали в молотковой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм.Для получения катализатора порошки шпаны и шламовых отходов смешивали в необходимой пропорции из расчета, чтобы смесь содержала,мас.Затем полученную смесь увлажняли до получения формовочной массы, формовали образцы в виде пластин и жгута. Образцы сушили в сушильном шкафу при 11 ОС в течение, 6 часов с последующей прокалкой при б 00 С.Активность катализатора определяли В реакции глубокою окисления органических веществ на лабораторной установке проточного типа при атмосферном давлении на воздушных смесях,содержащих пары ацетона и легкие углеводороды (У В) - пропан-бутановая фракция, - приобъемных скоростях 6000 - 18000 чЧ с хрома тографической регистрацией состава газовой смеси.Результаты испытаний образцов на механическую прочность.В табл. 1 приведены составы формовочных масс и полученные прочностные характеристиКИ.Полученные прочностные характеристики указывают, что при изготовлении катадшзаторов в состав формовочных масс можно добавлять до 40 50 исследованных гальванических шламов.Шлам массой 100 г сушили при комнатной температуре в течение 24 часов и в сушильном шкафу при 85 - 90 С до остаточной влажности 4 - 6. Затем размалывали на шаровой мельнице в течение 40 - 60 минут и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм.Полученный порошок имел следующий состав, мас.Полученный порошок увлажняли водой до нормальной формовочной влажности и из этой массы формовали образец а вице жгута диаметром 5 мм. Полученный образец сушили при комнатной температуре в течение 24 часов и затем отжигали при 600 С.Механическая прочность образца составила0,004 кгс/см 2. Образец измельчали на гранулы неправиль ной формы размером 3 - 4 мм. Порцию гранулобъемом 15 смз - загружали в реактор лабо раторной установки проточного типа. Каталитическую активность образца в реакции глубокого окисления органических веществ определяли на воздушных смесях, содержащих пары ацетона и легкие углеводороды кпропанбутановая фракции).объемная скорость пропускания смеси 0000 Псодержание УВ в газовоздушной смеси 0,5 объем. объемная скорость пропускания смеси 12000 ПШлам массой 100 г сушили при комнатной температуре в течение 24 часов и в сушитьном шкафу при 85 90 С до остаточной влажности 4 - 6. Затем размалывали на шаровой мельнице в течение 40 - 60 минут и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм.Полученный порошок имел следующий состав, мас.огнеупорную глину массой 200 г предварительно выдерживали в сушильном шкафу. при 80 - 95 С до остаточной влажности 2 - 8,измельчали в молотковой ьхельнице и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм.Порошки глины и шламов смешивали в необкоцимой пропорции из расчета. чтобы образец катализатора содержал. мас.огнеупорная глина остальное Компоненты смешивали в сухом виде а увлажняли до получении нормальной формовочной влажности. Из полученной массы формовали образец в вице плитки размером1003010 мм. сушили при комнатной температуре в течение суток 11 обжигали при 1000 С. Механическая прочность образца составила2 100 кг/см . Образец измельчали на гранулы неправиль ной формы размером 3 - 4 мм. Порцию гранулобъемом 15 смз - загружали в реактор лабо раторной установки проточного типа. Каталитическую активность образца в реакции глубокого окисления органических веществ определяли на воздушной смеси, содержащей пары ацетона.объемная скорость пропускания смеси 6000 чШлам массой 100 г сушили при комнатной температуре в течение 24 часов и выдерживали в сушильном шкафу при 80 - 95 С до остаточной влажности 4 - 6. После сушки полученный порошок просеивали через проволочное сито с размером ячейки 3 мм. Порошок имел следующий состав, мас.Глину массой 200 г предварительно выдерживали в сушильном шкафу, при 80 - 95 С до остаточной влажности 2 - 8, измельчали в молотковой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки Э мм.Порошки глины и шламов смешивали в необходимой пропорции из расчета, чтобы образец катализатора содержал, мас.КОМПОНЕНТЫ СМЕШИВЗЛИ В СУХОМ ВИДЕ И УВ лажнядти до получения нормальной формовочной влажности. Из полученной массы формовали образец в виде плитки размером 10 ОЗ 0 х 10 мм и сушили при комнатной тем 10пературс в течение суток. Затем проводили обжиг при ЮООТ.Образец измельчали на гранулы неправильной формы размером 3 - 4 мм. Порцию гранулобъемом 15 смэ - загружали в реактор лабораторной установки проточного типа. Каталитическую активность образца в реакции ГЛУбОКОГО ОКИСЛЕНИЯ ОРГЗНИЧСКИХ ВЕЩЕСТВ ОП ределяли на воздушных смесях, содержащих пары ацетона и легкие углеводороды (пропанбутановая фракция). ,Получены следующие результаты содержание ацетона в паровоздушной смеси- 3 - 5 г/хчз объемная скорость пропускания смеси 6000 ч 1 Температура Степень катализатора, С окисления, Х,518 97 486 93 443 84 408 70 379 55содержание УВ в газовоздушной смеси 2 объемдз объемная скорость пропускания смеси 9000 ч 1Для приготовления образца использовали оп неупорную беложгутщую глину месторождения Веселовская (Украина).Глину массой 200 г предварительно выдерживали в сушильном шкафу, при 80 - 95 С до остаточной влажности 2 - 8, измельчали в молотковой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм.Полученный порошок увлажняли до нормальной формовочной влахчности. Из полученной массы формовали образец в виде плитки размером 10030 х 10 мм и сушили при комнатной температуре в течение суток. Затем проводили обжиг при 1000 С.Механическая прочность образца составила464 кг/смз. Образец измельчали на гранулы неправиль ной формы размером З - 4 мм. Порцию гранулобъемом 15 смз - загружали в реактор лабо раторной установки проточного типа. Каталитическую активность образца в реакцииглубокою окисления органических веществ определяли на воздушной смеси. содержащей пары ацетона. Получены следующие результаты содержание ацетона в паровоздушной смеси3 - 5 г/мз объемная скорость пропускания смеси 6000 г Температура Степень насадки. С окисления, 515 56 461 30 427 18 384 12 Пример 5.Шлам массой 100 г сушили при комнатной температуре в течение 24 часов и выдерживали в сушильном шкафу при 80 - 95 С до остаточной влажности 4 - 6. После сушки полученный порошок просеивали через проволочное сито с размером ячейки 3 мм. Порошок имел следующий состав, мас.Огнеупорную глину массой 200 г предварительно выдерживали в сушильном шкафу, при 80 - 95 С до остаточной влажности 2 - 8,КОМПОНЕНТЫ СМЕШИБСЪЧП Б СУХОМ ВИДЕ И УВлажняли до получения нормальной формовочной влажности. Из полученной массы формовали образец в виде плитки размером 1 О 0301 О мм и сушили при комнатной температуре в течение суток. Затем проводили обжиг при 1000 С.МСХВНИЧЕСКПЯ ПРОЧНОСТЬ образца составила120 кг/см 2. Образец измельчадш на гранулы неправильной формы размером 3 - 4 шт. Порцшо гранул объ емом 15 смз загружали в реактор лабораторнойУСТНОВСИ ПрОТОЧНОГО ТГПШ. КЗТЗШТИЧЕСКУЪО ЭКтивность образца определяли в реакции глубокого окисления органических веществ,вьщелшопшхся при термическом разложешш пенополиуретана.Термическому разложению подвергали обРНЗЦЫ КЭК СЭМОО ПСНОПОЛИУРСТЗНЭ, ТЕК И ПОлиуретана, покрытого керамическим составом.В табл. 2 приводятся значения степени обезврЕХП/ЕВБНИЯ на ИССПЕДОБЗННОМ КЗТЗЛИЗЗТОРЕ ОрГаНИЧВСКИХ ВЕЩЕСТВ Н ОКСИДЗ УГЛГЗОДН,содержали/икса Б ОТХОДБЕПШХ швах пирошза ПНО полиуретана, при раадштптьш параметрах катализатора (температура) и газовой смеси (скорость,коъщентрацщ обезвреживаемьхх веществ).Таблица 2 Температура ката- Объемная скорость, Условная кон- Степень дожига, И, СО лизатора, С Ч-1 центрация орга- органические в-ва НИКИ, мг/л Чистыи пенополиу етан 380 98-100 400 6000 5 86 95-100 100 440 6000 9.70 100 500 6000 6.80 540 6000 22,60 94-100 600 6000 7,70 100 Пенополиуретан, покрытый керамическим составом 400 9000 2,12 100 480 9000 3.50 100 500 9000 4.14 100 500 9000 4,47 100 100 0 900 м .55 100измельчали в молотковой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки 3 мм. Порошки глины и шламов смешивали в необходимой пропорции из расчета, чтобы образец катализатора содержал, мас. оксид железа 21,0 оксид хрома 6,5Из приведенных данных видно, что полученные образцы катализаторов из чистых шламов имеют незначительную механическую прочность и невысокую удельную поверхность.Термообработка шламов при повышенных теьшературах ухудшает каталитические свойства.