[go: up one dir, main page]

RU2024295C1 - Катализатор для очистки отходящих газов - Google Patents

Катализатор для очистки отходящих газов

Info

Publication number
RU2024295C1
RU2024295C1 SU5009415A RU2024295C1 RU 2024295 C1 RU2024295 C1 RU 2024295C1 SU 5009415 A SU5009415 A SU 5009415A RU 2024295 C1 RU2024295 C1 RU 2024295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carrier
nickel
chromium
less
catalyst
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
А.Н. Пестряков
Original Assignee
Пестряков Алексей Николаевич
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 Пестряков Алексей Николаевич filed Critical Пестряков Алексей Николаевич
Priority to SU5009415 priority Critical patent/RU2024295C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2024295C1 publication Critical patent/RU2024295C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Использование: катализатор для очистки отходящих газов технологических процессов и автотранспорта, от монооксида углерода и/или оксидов азота, и/или органических соединений. Сущность изобретения: катализатор для очистки отходящих газов технологических процессов и автотранспорта, от монооксида углерода и/или оксидов азота, и/или органических соединений содержит носитель из пористого газопроницаемого материала и каталитически активное вещество, нанесенное на носитель, и включающее по меньшей мере один металл из платиновой группы и/или по меньшей мере один оксид переходного металла четвертого периода периодической системы, при этом носитель имеет нерегулярную ячеистую структуру, полученную дублированием структуры полимерного открытоячеистого материала металлом, со средним диаметром каждой ячейки 0,5 - 5,0 мм и кажущейся плотности 0,1-1,0 г/см3 . 1 табл.

Description

Изобретение относится к средствам для очистки газов от токсичных компонентов, а более точно касается катализаторов для очистки отходящих газов.
Известен катализатор для очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий носитель из термостойкого керамического материала с ячеистой структурой и нанесенным на него каталитическим активным покрытием (1). У таких катализаторов недостаточно механическая прочность керамического носителя в жестких условиях эксплуатации автотранспорта, что приводит к снижению сроков его работы.
Известен также катализатор, содержащий в качестве активного материала или его носителя керамический вспененный материал, содержащий сеть нерегулярных проходов внутри него со средним минимальным размером 20-300 мкм (2) IB. В связи с использованием в катализаторе керамического материала его механическая прочность в условиях эксплуатации автотранспорта недостаточна. Кроме того, размеры пор этого материала таковы, что слой катализатора создает значительное избыточное давление при высоких скоростях газового потока. Наиболее близким к предлагаемому решению является катализатор ячеистого строения для очистки отработанных газов дизелей, содержащий носитель из пористого, воздухопроницаемого материала, обладающего термостойкостью и имеющего регулярную ячеистую структуру, на стенки которого нанесены активное покрытие, обладающее активностью по отношению к СО, НС и NOx (3).
Использование носителя с регулярной структурой ячеек и параллельными полыми каналами приводит к прохождению части отработанных газов без контакта с поверхностью катализатора, что снижает эффективность очистки выбросов.
В основу изобретения положена задача создать катализатор для очистки отходящих газов, благодаря применению которого обеспечивался бы наиболее полный контакт отходящих газов с его поверхностью для повышения эффективности очистки, что достигается за счет изменения носителя.
Эта задача решается тем, что в катализаторе для очистки отходящих газов технологических процессов и автотранспорта от монооксида углерода и/или оксидов азота, и/или органических соединений, содержащий носитель из пористого газопроницаемого материала и каталитически активное вещество, нанесенное на носитель и включающее по меньшей мере один металл из платиновой группы и/или по меньшей мере один оксид переходного металла четвертого периода периодической системы. Согласно изобретению носитель имеет нерегулярную ячеистую структуру, полученную дублированием структуры полимерного открытоячеистого материала металлом, со средним диаметром каждой ячейки 0,5-5,0 мм и кажущейся плотностью 0,1-1,0 г/см3.
Носитель может быть выполнен из никеля или меди, или сплава никеля с медью с содержанием меди 50 мас.% или сплава никеля с хромом с содержанием хрома менее 30 мас. % или стали с содержанием углерода менее 0,4 мас.% и легированной никелем и/или хромом.
Целесообразно, чтобы для очистки отходящих газов автотранспорта носитель, выполненный из никеля или сплава никеля с хромом с содержанием хрома менее 30 мас.% или стали с содержанием углерода менее 0,4 мас.% и легированной никелем и/или хромом, имел бы средний диаметр каждой ячейки 1,5-3 мм.
Катализатор для очистки отходящих газов различных технологических процессов или автотранспорта от монооксида углерода и/или оксидов азота, и/или органических соединений содержит носитель и нанесенное на него каталитически активное вещество.
Носитель выполняется из пористого газопроницаемого материала и имеет нерегулируемую ячеистую структуру, которую получают дублированием структуры полимерного открытоячеистого материала металлом. Таким полимерным материалом, может быть, например, пенополиуретан.
В процессе формирования ячеистой структуры получают ячейки, имеющие средний диаметр 0,5-5,0 мм, а кажущаяся плотность носителя 0,1-1,0 г/см3. Такой носитель представляет собой жесткий трехмерный металлический каркас, что обеспечивает ему высокую механическую прочность. Катализатор с этим носителем имеет хорошую газопроницаемость, которую можно регулировать изменением среднего диаметра ячейки. При этом использование носителя с диаметром ячейки менее 0,5 мм значительно увеличивает сопротивление слоя катализатора газовому потоку, что ограничивает применение катализатора в процессах с высокими объемными скоростями потока газа. Увеличение среднего размера ячейки более 5,0 мм приводит к прохождению значительной части газа через катализатор без контакта с его поверхностью, что также снижает эффективность очистки. Использование носителя с кажущейся плотностью менее 0,1 г/см3 снижает срок службы катализатора из-за недостаточной механической прочности и коррозионной стойкости. Увеличение кажущейся плотности более 1 г/см3 приводит к большому расходу металла без увеличения эффективности катализатора, что экономически нецелесообразно.
Носитель выполняют из меди или никеля, или из сплава никеля с медью при содержании меди менее 50 мас.%, или из сплава никеля с хромом при содержании хрома менее 30 мас.%, или из стали с содержанием углерода менее 0,4 мас. % , и легированной никелем и/или хромом. Такие сплавы широко известны и все перечисленные материалы образуют ячеистую структуру при дублировании структуры полимерного материала, которое осуществляют известным способом.
Однако для использования в системе нейтрализации выхлопов автомобилей наиболее эффективны катализаторы с носителем, выполненным из коррозионностойких материалов - никеля, сплава никеля с хромом или нержавеющей стали, и имеющим средний диаметр ячейки 1,5-3 мм, что позволяет достичь минимального снижения мощности двигателя при сохранении достаточно высокой эффективности очистки выбросов.
Кроме того, предлагаемые материалы носителя, содержащие медь или никель или хром, обладают каталитической активностью в процессе глубокого окисления монооксида углерода и органических соединений, что дополнительно повышает эффективноcть работы катализатора.
Повышение эффективности работы катализатора по сравнению с известными катализаторами прежде всего достигается за счет увеличения турбулентности газового потока при прохождении его через систему нерегулярно ориентированных ячеек каркаса носителя, что обеспечивает очищаемой газовой смеси лучший контакт с поверхностью катализатора.
В качестве каталитически активного вещества, нанесенного на носитель, используют материалы, состоящие или включающие по меньшей мере один оксид переходного металла четвертого периода периодической системы. Например, используют платину, родий, палладий, рутений, оксид меди, оксид кобальта, оксид хрома, оксид марганца, оксид ванадия, оксид железа, оксид никеля и другие.
Каталитически активное вещество наносят на носитель методом химического или электрохимического осаждения, вакуумного напыления, пропиткой из растворов термически разлагаемых солей или другим известным способом.
Покрытие из каталитически активного вещества имеет такие размеры, что практически не изменяет полученную геометрию ячеистой структуры носителя и величину среднего диаметра ячеек этой структуры.
П р и м е р 1. 100 г порошка нихрома (90% Ni:10%Cr) дисперсностью 1-5 мкм смешивают с 20 г поливинилового спирта. Полученным шликером пропитывают пенополиуретан с диаметром ячейки 1,5 мм. Полученный образец прокаливают в водородной атмосфере при 1250оС 2 ч.
Для нанесения активной фазы 7 г PdCl2 и 10 г HCl растворяют в 1,5 л дистиллированной воды. В раствор, нагретый до 60-70оС, погружают носитель на 2-3 мин, затем образец промывают холодной водой и высушивают. Контроль количества нанесенного палладия производят по составу электролита. Полученный катализатор испытывают в проточной каталитической установке при 150-500оС. Состав реакционной газовой смеси, мас.%: CO 2, н-бутан 0,5, NOx 0,5, О2 2,5, остальное азот.
Примеры, подтверждающие реализацию изобретения и показывающие достигаемый эффект при его применении, приведены в таблице.
Испытания катализаторов проводят на стендовой каталитической установке, включающей автомобильный двигатель и системы регулирования температуры, скорости потока и состава газовоздушной смеси регулирования температуры, скорости потока и состава газовоздушной смеси. Технико-эксплуатационные характеристики катализаторов приведены в таблице. Степень конверсии токсичных компонентов приведена при Т = 350оС, объемной скорости потока 50000 ч-1, соотношением кислород/окисляемые компоненты около 1.
Как видно из таблицы, применение предлагаемого катализатора для очистки отходящих газов, в частности от СО, НС, NOx, позволяет увеличить степень конверсии перечисленных газов по сравнению с известными катализаторами, обеспечивающими степень очистки не более 91, 85 и 72% соответственно для указанных газов, при этом эффект достигается одновременно для всех компонентов или по меньшей мере для одного из них, что в условиях значительной токсичности газовых выбросов является немаловажным.
Таким образом, применение предлагаемого решения позволит снизить токсичность газовых выбросов промышленных предприятий и автотранспорта с большим содержанием СО, NOx или НС, повысит эффективность и срок службы катализаторов газоочистки по сравнению с известными образцами.

Claims (3)

1. КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ технологических процессов и автотранспорта от монооксида углерода и/или оксидов азота и/или органических соединений, содержащий носитель из пористого газопроницаемого материала и каталитически активное вещество, нанесенное на носитель и включающее по меньшей мере один металл из платиновой группы и/или один оксид переходного металла четвертого периода Периодической системы с общим содержанием 0,1 - 10 мас.%, остальное - носитель, отличающийся тем, что катализатор содержит носитель, имеющий нерегулярную ячеистую структуру, полученную дублированием структуры полимерного открытоячеистого материала металлом, со средним диаметром каждой ячейки 0,5 - 5,0 мм и кажущейся плотностью 0,1 - 1,0 г/см.
2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что носитель выполнен из никеля или меди, или сплава никеля с медью с содержанием меди менее 50 мас.%, или сплава никеля с хромом с содержанием хрома менее 30 мас.%, или стали с содержанием углерода менее 0,4 мас.% и легированной никелем и/или хромом.
3. Катализатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что носитель, выполненный из никеля или сплава никеля с хромом с содержанием хрома менее 30 мас.% или стали с содержанием углерода менее 0,4 мас.% и легированной никелем и/или хромом, имеет средний диаметр ячейки 1,5 - 3 мм.
SU5009415 1991-11-18 1991-11-18 Катализатор для очистки отходящих газов RU2024295C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5009415 RU2024295C1 (ru) 1991-11-18 1991-11-18 Катализатор для очистки отходящих газов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5009415 RU2024295C1 (ru) 1991-11-18 1991-11-18 Катализатор для очистки отходящих газов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2024295C1 true RU2024295C1 (ru) 1994-12-15

Family

ID=21588928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5009415 RU2024295C1 (ru) 1991-11-18 1991-11-18 Катализатор для очистки отходящих газов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2024295C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386041C1 (ru) * 2008-10-01 2010-04-10 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" Способ каталитической нейтрализации оксидов азота и углерода в выхлопных газах двигателей и устройство для его осуществления
RU2439342C2 (ru) * 2006-01-06 2012-01-10 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания и устройство, включающее эту систему
RU2490063C2 (ru) * 2008-11-24 2013-08-20 Сименс Акциенгезелльшафт Конструктивный элемент с каталитической поверхностью, способ его изготовления и применение этого конструктивного элемента

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Европейский патент N 0260826, кл. B 01D 53/36, опублик.1986. *
Заявка Японии N 61-234947, кл. B 01D 53/36, опублик.1986. *
Заявка Японии N 61-47136, кл. B 01D 53/36, опублик. 1986. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2439342C2 (ru) * 2006-01-06 2012-01-10 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания и устройство, включающее эту систему
RU2386041C1 (ru) * 2008-10-01 2010-04-10 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" Способ каталитической нейтрализации оксидов азота и углерода в выхлопных газах двигателей и устройство для его осуществления
RU2490063C2 (ru) * 2008-11-24 2013-08-20 Сименс Акциенгезелльшафт Конструктивный элемент с каталитической поверхностью, способ его изготовления и применение этого конструктивного элемента
US9029287B2 (en) 2008-11-24 2015-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Component having a catalytic surface, method for the production thereof, and use of said component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6107239A (en) Heat resistant metallic oxide catalyst for reducing pollution emission
US4929581A (en) Catalytic diesel soot filter
Pestryakov et al. Foam-metal catalysts for purification of waste gases and neutralization of automotive emissions
US4975406A (en) Catalyst for purifying exhaust gases and preparation thereof
US4931419A (en) Catalyst for the conversion of vehicular exhaust gases and process for preparing the catalyst
US4492770A (en) Catalyst and use thereof in treating internal combustion engine exhaust gases
US5179059A (en) Catalyst for purifying the exhaust gases of internal combustion engines and method for making the catalyst
US4686202A (en) Preparation of catalysts for the detoxification of waste gases
US4048098A (en) Catalyst for purification of exhaust gases and processes for its production and use
US5059575A (en) Catalyst for the oxidation of carbonaceous particulates and method of making the catalyst
FR2530489A1 (fr) Procede de fabrication de catalyseurs pour le traitement des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne
US5670443A (en) Exhaust gas cleaner and method for cleaning exhaust gas
US6132694A (en) Catalyst for oxidation of volatile organic compounds
PL81040B1 (ru)
GB1581628A (en) Catalytic purification of automobile exhaust gases
US3928239A (en) Method for the production of exhaust and waste gases purifying catalysts
CN110075862B (zh) 复合型非贵金属氧化物催化燃烧催化剂及其制备方法
US3953363A (en) Catalyst for purifying exhaust gases
US4128503A (en) Catalyst for purifying exhaust and waste gases and method for preparation thereof
CN111921527A (zh) 用于处理含VOCs废气蜂窝陶瓷催化剂活性组分负载的方法
JPS5846702B2 (ja) 排ガス中のチツ素酸化物の量を監視する方法
RU2024295C1 (ru) Катализатор для очистки отходящих газов
FI86602C (fi) Avgassystem foer fordon.
US4064073A (en) Catalyst for the purification of the exhaust gases of internal combustion engines
RU2055638C1 (ru) Способ приготовления оксидных катализаторов