RU2071817C1 - Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i) - Google Patents

Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i) Download PDF

Info

Publication number
RU2071817C1
RU2071817C1 SU5025641A RU2071817C1 RU 2071817 C1 RU2071817 C1 RU 2071817C1 SU 5025641 A SU5025641 A SU 5025641A RU 2071817 C1 RU2071817 C1 RU 2071817C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitric oxide
sio
catalyst
contact time
silicate
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.И. Соболев
Т.П. Воскресенская
А.С. Харитонов
Л.В. Пирютко
В.Н. Пармон
Г.И. Панов
Original Assignee
Институт катализа СО РАН
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 Институт катализа СО РАН filed Critical Институт катализа СО РАН
Priority to SU5025641 priority Critical patent/RU2071817C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2071817C1 publication Critical patent/RU2071817C1/ru

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

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

Abstract

Использование: очистка отходящих газов промышленных производств от N2О в относительно мягких условиях (умеренные температуры, небольшие времена контакта) без образования вредных побочных продуктов. Сущность изобретения: N2 удаляют из отходящих газов путем разложения оксида азота (I) в присутствии силикатного катализатора. Согласно изобретению процесс разложения ведут при температуре 250 - 800oC и временах контакта 0,05 - 10 с и при использовании в качестве катализаторов кристаллических силикатов со структурой высококремнеземистых цеолитов состава: у•ЕI2On •x•Fe2O3•SiO2, где y = 10-5 - 5•10-2, х = 10-5 - 2•10-2, ЕI - по крайней мере один из элементов 2, 3, 4, 5 периода Периодической системы, n - валентность элемента, либо железосиликатов состава х•Fe2O3•SiO2, где х = 10-5 - 2•10-2. 2 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к способу очистки отходящих газов промышленных производств от оксида азота (I) методом каталитического разложения N2 с использованием в качестве катализаторов кристаллических силикатов со структурой высококремнеземистых цеолитов.
Оксид азота (I) является экологически вредным неорганическим соединением. Присутствие N2О в атмосфере приводит к разрушению озонового слоя Земли и способствует возникновению парникового эффекта.
Ежегодный прирост концентрации N2О в атмосфере составляет 0,2% Основными источниками загрязнения окружающей среды оксидом азота (I) являются сжигание природного топлива и процессы горения биомассы. Кроме того, оксид азота (I) в значительных количествах содержится в выбросах таких крупнотоннажных производств, как получение азотной кислоты, азида натрия, пропилена, искусственного шелка и др.
Учитывая приведенные выше данные, встает вопрос об удалении оксида азота (I) из отходящих газов несмотря на сравнительно низкое его содержание в промышленных выбросах (5% и ниже). Наиболее доступен и прост метод каталитического разложения N2О до азота и кислорода.
Наиболее близким к заявляемому способу по техническим признакам и достигаемому эффекту является метод удаления оксида азота (I) из анестезирующих газов путем разложения N2О на каталитических контактах, основу которых составляют оксиды Fe, Сr, Со, Mn. По этому способу оксид азота (I), содержащийся в анестезирующем газе после его использования, пропускают над катализатором, состоящим из одного или более вышеперечисленных оксидов, нанесенных на носитель, в качестве которого используют оксиды Al, Si либо Тi. Полное превращение N2О происходит при температурах 480 560oC и временах контакта не менее 8 секунд. Недостатками этого способа являются: проведение процесса при высокой концентрации оксида азота (I) в исходном газе: 50 70 об. что неприемлемо для подавляющего большинства промышленных выбросов; большие времена контакта (8 сек.), требуемые для полного разложения N2О; наличие в продуктах реакции оксидов азота NO и NO2 (5-10 ppm).
В основу настоящего изобретения положена задача создания такого способа очистки отходящих газов от оксида азота (I), который позволил бы добиться полной утилизации N2О (независимо от концентрации N2О в исходной смеси) в относительно мягких условиях (умеренные температуры, небольшие времена контакта) без образования вредных побочных продуктов, таких как оксиды азота NO и NO2.
Эта задача решается тем, что предлагается способ удаления N2О из отходящих газов путем разложения оксида (I) в присутствии силикатного катализатора со структурой высококремнеземистых цеолитов. Согласно изобретению процесс разложения ведут при температуре 250 800oC, времени контакта реакционной смеси с катализатором 0,05 10 сек, и при использовании в качестве катализатора кристаллических силикатов со структурой высококремнеземистых цеолитов состава: у•El2On•x•Fe2O3 •SiO2, где y 10-5 5•10-2, х 10-5 2•10-2, El - по крайней мере один из элементов 2, 3, 4, 5 периода Периодической системы, n валентность элемента, либо железосиликатов состава х•Fe2O3•SiO2, где х 10-5 2 •10-2. Если в силикат введено более одного элемента, то "у" представляет собой сумму мольных коэффициентов соответствующих оксидов элементов, введенных в силикат.
Способ разложения N2 с использованием в качестве катализатора кристаллических силикатов прост в технологическом исполнении и осуществляется следующим образом. Способ получения катализатора традиционен и основан на следующей технологии. Смесь, состоящую из источника кремния, источника железа, в необходимых случаях источника Еl, щелочи органических поверхностно-активных соединений гомогенизируют, затем помещают в автоклав, где в гидротермальных условиях ее выдерживают в течение 1-30 суток при температуре 80 200oC. После завершения кристаллизации осадок отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и сушат. Полученные таким образом силикат отжигают при температуре 550 800oC для удаления органических включений и при необходимости проводят также декатионирование растворами NH4OН + NH4Cl или растворами неорганических кислот. В некоторых случаях необходимый элемент в силикатную матрицу вводят, используя методом ионного обмена, либо пропитки.
Катализатор, полученный таким способом, загружают в реактор с внутренним диаметром 7 мм. Объем катализатора 2 см3, фракционный состав 0,5 - 1,0 мм. На катализатор, нагретый до заданной температуры, подается в выбранной скоростью реакционная смесь, состоящая из оксида азота (I) и инертного газа, в качестве которого используют гелий. В некоторых случаях в реакционную смесь вводится также молекулярный кислород.
Cостав смеси до и после реактора определяется с помощью хроматографического анализа, на основании чего рассчитывают степень превращения оксида азота (I):
Х (Cн Cк)/Cн,
где Сн концентрация оксида азота (l) на входе в реактор, мольн.
Cк концентрация оксида азота (l) на выходе из реактора, мольн.
Отличительным признаком предлагаемого способа удаления оксида азота (l) из отходящих газов по сравнению с известным способом является то, что в качестве катализатора применяются кристаллические силикаты со структурой высококремнеземистых цеолитов. Использование таких катализаторов позволяет работать с меньшими концентрациями N2, проводить реакцию при более низких температурах и меньших временах контакта, что в свою очередь ведет к уменьшению загрузки катализатора и следовательно к уменьшению габаритов реактора. Кроме того, в предлагаемом способе не образуются побочные вредные продукты, такие как NO и NO2, что также является существенным преимуществом по сравнению с известным способом.
Для лучшего понимания настоящего изобретения приводятся следующие конкретные примеры.
Пример 1. Силикат состава 10-2•Al2O3•2.6•10-3 •Fe2O3•SiO2 cо структурой ZSM-5 в количестве 2 см3 загружают в реактор, прокаливают в токе гелия при температуре 550oC в течение двух часов, после чего опускают температуру до 400oC и со скоростью 1 см3/сек подают реакционную смесь состава: оксид азота (I) 5 мольн. остальное гелий. Состав реакционной смеси периодически анализируют с помощью хроматографа. В продуктах реакции присутствует только N2 и О2. Конверсия N2O cоставляет 100%
Примеры 2 16. Реакцию ведут аналогично примеру 1, за исключением того, что варьируют при этом температуру проведения реакции и время контакта реакционной смеси с катализатором. Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Пример 17. Реакцию проводят как в примере 1, за исключением того, что реакционная смесь имеет следующий состав: оксид азота (I) 0,1 мольн. остальное гелий. Конверсия N2О при этом составляет 100%
Пример 18. Реакцию проводят как в примере 1, за исключением того, что исходная смесь состоит только из оксида азота (l). Конверсия N2 при этом составляет 100%
Пример 19. Реакцию проводят как в примере 1, за исключением того, что в реакционную смесь, наряду с оксидом азота (l) (5 мольн.) и гелием, вводится молекулярный кислород (20 мольн.). Конверсия N2О при этом составляет 100%
Примеры 20 37. Реакцию проводят как в примере 1, за исключением того, что варьируют химических состав катализаторов и их структуру. Характеристики катализаторов и результаты испытаний представлены в таблице 2.

Claims (1)

  1. Способ очистки отходящих газов от оксида азота (I) методом каталитического разложения N2O при температуре 250 800oС и времени контакта 0,05 10 с, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве катализатора реакции разложения N2O используют кристаллические силикаты со структурой высококремнеземистых цеолитов состава
    yEl2On•xFe2O3•SiO2,
    где y 10-5 5•10-2;
    x 10-5 2•10-2;
    El по крайней мере один из элементов 2,3,4,5 групп Периодической системы элементов;
    n валентность элемента,
    либо железосиликаты состава
    xFe2O3•SiO2,
    где x 10-5 2•10-2.
SU5025641 1992-02-04 1992-02-04 Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i) RU2071817C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5025641 RU2071817C1 (ru) 1992-02-04 1992-02-04 Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5025641 RU2071817C1 (ru) 1992-02-04 1992-02-04 Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071817C1 true RU2071817C1 (ru) 1997-01-20

Family

ID=21596067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5025641 RU2071817C1 (ru) 1992-02-04 1992-02-04 Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071817C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2773144A1 (fr) * 1997-12-31 1999-07-02 Grande Paroisse Sa Catalyseur a base de ferrierite/fer pour la reduction catalytique de la teneur de gaz en protoxyde d'azote. son procede d'obtention. application au traitement de gaz industriels
RU2237514C1 (ru) * 2000-07-05 2004-10-10 Яра Интэрнэшнл Аса Катализатор для разложения закиси азота и способ осуществления процессов, включающих образование закиси азота
RU2477177C2 (ru) * 2011-06-17 2013-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Способ приготовления катализатора для разложения закиси азота и процесс обезвреживания газовых выбросов, содержащих закись азота

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 42593О3, кл. В 01 D 3/36, 1981. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2773144A1 (fr) * 1997-12-31 1999-07-02 Grande Paroisse Sa Catalyseur a base de ferrierite/fer pour la reduction catalytique de la teneur de gaz en protoxyde d'azote. son procede d'obtention. application au traitement de gaz industriels
WO1999034901A1 (fr) * 1997-12-31 1999-07-15 Grande-Paroisse S.A. Catalyseur a base de ferrierite/fer pour la reduction catalytique de la teneur de gaz en protoxyde d'azote, son procede d'obtention et son application
HRP20000512B1 (en) * 1997-12-31 2009-03-31 Grande-Paroisse S.A. Catalyst based on ferrierite/iron for catalytic reduction of nitrous oxide content in gases, method for obtaining same and application
RU2237514C1 (ru) * 2000-07-05 2004-10-10 Яра Интэрнэшнл Аса Катализатор для разложения закиси азота и способ осуществления процессов, включающих образование закиси азота
RU2477177C2 (ru) * 2011-06-17 2013-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Способ приготовления катализатора для разложения закиси азота и процесс обезвреживания газовых выбросов, содержащих закись азота

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0136893B1 (ko) 선택적 촉매환원에 의한 배기가스중의 질소산화물의 제거방법
RU2264845C2 (ru) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ NOx и N2O И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
US6682710B1 (en) Catalytic reduction of nitrous oxide content in gases
CZ20012992A3 (cs) Způsob současného odstraňování oxidů dusíku z plynů obsahujících tyto oxidy
Sanchez-Escribano et al. Low temperature selective catalytic reduction of NOx by ammonia over H-ZSM-5: an IR study
KR100801451B1 (ko) 질산 제조 설비에서 아산화질소를 제거하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
US6143681A (en) NOx reduction catalyst
FI88149C (fi) Foerfarande foer minskning av kvaeveoxidemissioner
EP0652040B1 (en) Process and catalyst for reducing NOx in combustion exhaust gases
RU2071817C1 (ru) Способ очистки отходящих газов от оксида азота (i)
EP0600483A1 (en) Process for removing nitrogen oxides from oxygen rich exhaust gas
JP2691643B2 (ja) 排ガスの浄化方法
Muraki et al. Reduction of nitric oxide by carbon monoxide over alumina-supported palladium catalyst
JPH04363143A (ja) 亜酸化窒素分解用触媒および亜酸化窒素含有排ガスの浄化方法
EP0499087B1 (en) Process for purifying exhaust gas
Ogura et al. Formation of active sites for reduction of NO2 with methane by solid state exchange of In2O3 into H-zeolites
KR0163096B1 (ko) 아산화질소의 제거 방법
US5942458A (en) Regeneration of spent As-poisoned lead catalysts
JPH05154349A (ja) 燃焼排ガス中の窒素酸化物の除去方法および該方法に用いられる触媒
JPH03101836A (ja) 窒素酸化物の分解触媒
JPH06277522A (ja) 窒素酸化物の除去触媒およびそれを用いる窒素酸化物の除去方法
JP3257686B2 (ja) 排ガス浄化用触媒及びこれを使用した排ガスの浄化方法
JPH04118030A (ja) 窒素酸化物の除去方法
SU1369772A1 (ru) Способ очистки водородсодержащих газов от оксидов азота
WO2000047309A1 (en) Method of removing methanol from off gases