Патент на изобретение №2198027
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КАТАЛИЗАТОР ОКИСЛЕНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА
(57) Реферат: Изобретение относится к катализатору окисления оксида углерода, включающему диоксид марганца и диоксид свинца. Катализатор представляет собой анодный шлам, образующийся на свинцовом аноде при электролитическом восстановлении кобальта из кислых сульфатных растворов, предварительно отмытый от электролита и высушенный, содержащий, маc.%: Оксиды свинца – До 45 Оксиды марганца – До 15 Оксиды серебра – До 7 Оксиды кобальта – До 5 Соединения свинца, марганца, серебра, кобальта – Остальное Изобретение позволяет использовать побочный продукт электрохимического восстановления металла из водного раствора электролита в качестве недорогого и эффективного катализатора. 2 табл. Изобретение относится к области очистки газов от экологически опасных составляющих и может быть использовано для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, для обезвреживания отходящих газов промышленных предприятий, ТЭЦ, асфальтобетонных заводов и других технологических производств и агрегатов, содержащих в своем составе оксид углерода. Известны медь-марганцевые и цинк-медь-хромовые катализаторы на цементной основе [Кузнецов И.Е., Шмат К.И., Кузнецов С.И. Оборудование для санитарной очистки газов. – Киев: Техника, 1989. С.236]. Недостатками катализатора являются относительно высокая стоимость и сложность изготовления. Наиболее близким техническим решением является катализатор для очистки отработанного газа, содержащего оксид углерода, представляющий собой смесь оксида или оксидов марганца и оксида или оксидов свинца [SU 450388, 30.11.74, В 01 J 23/34]. Недостатком катализатора является необходимость его изготовления, затраты на материалы и производство. Задачей изобретения является использование побочного продукта электрохимического восстановления металла из водного раствора электролита в качестве недорогого и эффективного катализатора окисления оксида углерода. Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени очистки отработанных газов от экологически опасных составляющих с одновременной экономичностью процесса. Этот технический результат достигается тем, что в известном катализаторе окисления оксида углерода, включающем диоксид марганца и диоксид свинца, используют анодный шлам, образующийся на свинцовом аноде при электролитическом восстановлении кобальта из кислых сульфатных растворов, предварительно отмытый от электролита и высушенный и содержащий, мас.%: Оксиды свинца – До 45 Оксиды марганца – До 15 Оксиды серебра – До 7 Оксиды кобальта – До 5 Соединения марганца, свинца, серебра, кобальта – Остальное. Сущность каталитического воздействия анодного шлама заключается в том, что при его образовании в электрохимическом процессе анодного окисления составляющих шлама происходят химические и структурные превращения, приводящие к образованию соединений, обладающих эффективным каталитическим действием в процессе окисления оксида углерода. Примеры практического применения. В качестве катализатора использовали анодные шламы, образующиеся на свинцовом аноде при электролитическом восстановлении кобальта из кислых сульфатных растворов, содержащих примесь марганца. Предварительно анодный шлам отмывали от остатка электролита и сушили на воздухе до постоянной массы. Для генерации оксида углерода использовали печь, в которой сжигали древесно-стружечный материал при неполном сгорании топлива. Из печи полученную газовую смесь пропускали через поглотительную склянку с концентрированной серной кислотой, затем через склянку-поглотитель с 10% водным раствором NaOH, через брызгоуловитель со стеклянными шарами собирали в резиновой камере, откуда газовая смесь проходила через шесть последовательно соединенных U-образных стеклянных трубок диаметром 15 мм с катализатором, которые помещались в песчаную баню с электроподогревом. Газовую смесь контролировали на содержание оксида углерода газоанализатором марки АФА-121 на входе в U-образную трубку (до катализатора) и на выходе из нее (после катализатора). Контроль температуры в песчаной бане (температура внешняя), катализатора и выходящего из трубки очищенного газа осуществляли с помощью ртутного термометра. Порошок анодного шлама помещали в U-образную трубку, через которую пропускали очищаемый газ. Скорость газа регулировали таким образом, чтобы газ и порошок создавали “кипящий слой” в одном из колен трубки и таким образом создавали максимально возможный контакт между поверхностью катализатора и очищаемым газом. Благодаря высокой плотности порошка и малой скорости газового потока унос катализатора незначителен и контролировался фильтром, заполненным стекловатой. В табл. 1 даны масса, г, к фазовый состав анодного шлама по данным рентгенофазового анализа. Из данных табл. 1 следует, что в состав анодного шлама входят оксиды марганца, свинца, кобальта и серебра, а также их соединения, в частности полиперманганиты, в которых металлы находятся в различных степенях окисления, что характерно для катализаторов такого типа. В табл. 2 даны результаты очистки газа от оксида углерода для различных условий работы катализатора в виде зависимости степени очистки газа от СО, в мас.%, удаленного монооксида углерода по отношению к первоначальному количеству, от температур, oС, катализатора и газа и времени, с. Пример 1 (табл. 2). Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 80oС и газа 22oС. Из данных табл. 2 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 22,7%. Пример 2 (табл. 2). Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 150oС и газа 28oС. Из данных табл. 2 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 36,3%. Пример 3 (табл. 2). Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 200oС и газа 30oС. Из данных табл. 2 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 45,5%. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при температуре катализатора более 200oС степень очистки газа от СО превышает 50%. С повышением температуры катализатора и времени контакта катализатора и очищаемого газа степень очистки газа от СО возрастает и при температуре 300 – 350oС может достичь 90-97% при скорости газового потока 0,35-0,50 дм3/мин. По сравнению с прототипом использование анодного шлама – побочного продукта электрохимического восстановления металла из водного раствора электролита в качестве недорогого и эффективного катализатора окисления оксида углерода не требует дополнительных расходов на его изготовление. При необходимости анодный шлам легко прессуется в виде таблеток. Формула изобретения
Оксиды свинца – До 45 Оксиды марганца – До 15 Оксиды серебра – До 7 Оксиды кобальта – До 5 Соединения свинца, марганца, серебра, кобальта – Остальноен РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 24.01.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
