Патент на изобретение №2205066

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2205066 (13) C1
(51) МПК 7
B01J23/34, B01J23/14, B01J23/50, B01J23/755, B01D53/62
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 07.04.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2001126661/04, 03.10.2001

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

03.10.2001

(45) Опубликовано: 27.05.2003

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 450388 А, 30.11.1974. SU 176804 А, 17.11.1965. RU 2120333 C1, 20.10.1998. GB 2065629 А, 01.07.1981.

Адрес для переписки:

362031, Россия, РСО-Алания, г. Владикавказ, пр-т Коста, 278, кв.127, Л.А.Воропановой

(71) Заявитель(и):

Воропанова Лидия Алексеевна

(72) Автор(ы):

Воропанова Л.А.,
Ханаев С.Н.

(73) Патентообладатель(и):

Воропанова Лидия Алексеевна

(54) КАТАЛИЗАТОР ОКИСЛЕНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА


(57) Реферат:

Изобретение относится к катализатору окисления оксида углерода, включающего диоксид марганца и диоксид свинца. Катализатор представляет собой анодный шлам, образующийся на свинцовом аноде при электролитическом восстановлении никеля из кислых сульфатных или хлоридно-сульфатных растворов, предварительно отмытый от электролита и высушенный, и содержащий, мас.%:
Оксиды марганца – До 30
Оксиды свинца – До 20
Оксиды никеля – До 3
Оксиды серебра – До 1
Соединения марганца, свинца, серебра, никеля – Остальное
Изобретение позволяет использовать побочный продукт электрохимического восстановления металла из водного раствора электролита в качестве недорогого и эффективного катализатора. 3 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, асфальто-бетонных 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 никеля из кислых сульфатных и хлоридно-сульфатных растворов, предварительно отмытый от электролита и высушенный, и содержащий, мас.%:
Оксиды марганца – До 30
Оксиды свинца – До 20
Оксиды никеля – До 3
Оксиды серебра – До 1
Соединения марганца, свинца, серебра, никеля – 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 никеля из кислых сульфатных и хлоридно-сульфатных растворов, содержащих никель и марганец. 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%-ным водным раствором NaOH, через брызгоуловитель со стеклянными шарами и 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 (масса порошка в каждой трубке 1 г), 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 дан фазовый состав анодного шлама, полученного в процессе электролиза никеля из сульфатных растворов никеля и марганца, по данным рентгенофазового анализа.

В табл. 2 дан фазовый состав анодного шлама, полученного в процессе электролиза никеля из хлоридно-сульфатных растворов никеля и марганца, по данным рентгенофазового анализа.

Из данных табл. 1-2 следует, что в состав анодного шлама входят сульфаты, оксиды, гидроксиды марганца, свинца, никеля 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. 3 даны результаты очистки газа от оксида углерода для различных условий работы катализатора – анодного шлама 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. 3).

Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 75oС и газа 22oС.

Из данных табл. 3 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 30%.

Пример 2 (табл. 3).

Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 100oС и газа 24oС.

Из данных табл. 3 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 54%.

Пример 3 (табл. 3).

Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 150oС и газа 28oС.

Из данных табл. 3 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 60%.

Пример 4 (табл. 3).

Каталитическое окисление монооксида углерода осуществлялось при температурах катализатора 200oС и газа 32oС.

Из данных табл. 3 следует, что за время 6 с газ очищен от СО на 80%.

С повышением температуры катализатора и времени контакта катализатора и очищаемого газа степень очистки газа от СО возрастает.

По данным рентгенофазового анализа фазовый состав использованного в качестве катализатора анодного шлама по сравнению с исходным практически не изменялся.

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


Катализатор окисления оксида углерода, включающий диоксид марганца и диоксид свинца, отличающийся тем, что катализатор представляет собой анодный шлам, образующийся на свинцовом аноде при электролитическом восстановлении никеля из кислых сульфатных или хлоридно-сульфатных растворов, предварительно отмытый от электролита и высушенный, и содержащий, мас. %:
Оксиды марганца – До 30
Оксиды свинца – До 20
Оксиды никеля – До 3
Оксиды серебра – До 1
Соединения марганца, свинца, серебра, никеля – Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3


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: 04.10.2003

Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006


Categories: BD_2205000-2205999