SU488380A3 - Waste gas cleaning catalyst - Google Patents

Description

ным моющим средством или другим подход щим удал ющим жир соед:11нением. После очистки и промывани  предпочтительно провести м гкое травление металла дл  создани  небольшой матовости или пористости на поверхности металла - основы, например, раствором сол пой кислоты или сол ной кислотой с хлорным железом. После травлени  носитель промывают в воде или в м гком очип1.ающем растворе. Платина, палладий или смесь металлов нлатиновой группы могут быть нанесены на металл основы электрохимическим способом при погружении в ванну или гальваническим способом. Однако дл  получени  однородного покрыти  требуемого металла, или металлов по всей поверхности элемента основным преимуществом  вл етс  осаждение гальваническим способом . Например, может быть приготовлен раствор добавлением хлорнлатината к сол пой кислоте дл  получепн  покрывающего раствора , и элементы носител  в виде спиралек в удерживающих оплетках, подключенные к отрицательному по.посу (катоду) гальван ческого устройства, погружаютс  в раствор. В качестве положительного полюса или анода могут примен тьс  угольные стержни. Процесс продолжаетс  в течение времени, достаточного дл  получени  покрыти  толщиной 0,1 мм. Как правило, это врем  составл ет меньще 5 мин. Должны также производитьс  операции дл  предотвращени  выделени  водорода из нокрывающего раствора , который нагреваетс  до 71-82°С.detergent or other suitable grease remover: 11neniem. After cleaning and washing, it is preferable to carry out a soft etching of the metal to create a slight haze or porosity on the metal surface — a base, for example, with a solution of hydrochloric acid or hydrochloric acid with ferric chloride. After etching, the carrier is washed in water or in a soft cleaning solution. Platinum, palladium, or a mixture of metals of the platinum group can be deposited on the base metal electrochemically when immersed in a bath or by electroplating. However, to obtain a uniform coating of the desired metal, or metals over the entire surface of the element, the main advantage is deposition by electroplating. For example, a solution may be prepared by adding chlorinlatinate to the salt acid to obtain a covering solution, and the carrier elements in the form of spirals in retaining braids connected to the negative terminal (cathode) of the galvanic device are immersed in the solution. Carbon rods can be used as a positive pole or anode. The process continues for a time sufficient to produce a coating with a thickness of 0.1 mm. Typically, this time is less than 5 minutes. Operations must also be carried out to prevent hydrogen from escaping from the closing solution, which heats up to 71-82 ° C.

После нанесени  благородного металла следует промывание и сушка до кондиционировани  или активации поверхности благородного металла на покрытом каталитическом элементе. Процесс кондиционировани  или активации может проводитьс  различными способами, однако предпочтительно вести его так же, как дл  ленточных сеток нагреванием элемента до (высокой температуры пор дка 482-537 С в пр мом нотоке гор чих продуктов сгорани  от форсунок в присутствии паров нефти или гексана, которые непрерывно подвод тс  в поток гор чих продуктов сгорани  между пламенем и покрытым элементом. Эта обработка или кондиционирование обеспечивают «предварительную активацию всей партии элементов, и может легко наблюдать, что она происходит соответствующим образом в процессе обжига, отмеча  распространение  ркого красного свечени  по всей поверхности и в глубину элементов. Полученные охлажденные поверхности  вл ютс  матовыми и, как правило, темного цвета и имеют пористость и обширную площадь поверхности «активных центров.After applying the noble metal, it is washed and dried before conditioning or activation of the surface of the noble metal on the coated catalytic element. The conditioning or activation process can be carried out in various ways, however, it is preferable to conduct it in the same way as for ribbon grids by heating the element to (high temperature in the order of 482-537 С in direct heat flow from the nozzles in the presence of oil continuously fed into the stream of hot combustion products between the flame and the coated element. This treatment or conditioning provides "pre-activation of the entire batch of elements and can easily see that it is accordingly proceeds in the firing process, noting the distribution of a bright red glow over the entire surface and in depth elements. The resulting cooled surface are opaque and is usually dark in color and have a porosity and a large surface area of the "active sites.

Как правило, такой обработки достаточно дл  получени  катализатора, готового дл  промышленного использовани . В некоторых случа х, когда желательно иметь более прочное покрытие из благородных металлов и гарантированный большой срок службы приTypically, such treatment is sufficient to produce a catalyst ready for industrial use. In some cases, when it is desirable to have a more durable coating of precious metals and a guaranteed long service life when

4four

окислении дымов, можно проводить повторнос покрытие посредством описанного процесса электролитического осаждени , и полученный повторно покрытый элемент снова 5 подвергать описанным выше промыванию, сушке п кондиционированию.oxidation of fumes; it is possible to repeat the coating by means of the electrolytic deposition process described above, and the resulting re-coated element is again subjected to the above-described washing, drying and conditioning.

В преимущественном варианте при нанесении благородного металла покрывающий раствор циркулирует через реактор с катион0 нообмешюй смолой д,.1  удалени  pacTBOpeiiных нрцмесей катионов металла основы и дл  получени  таким образом, усовершенствованного управл емого процесса покрыти . Раствор может пропускатьс  через ионообменную смолу однократно или может непрерывно или циклически циркулировать с определенным временем цикла. Кислотна  форма катионообменной смолы может быть сульфированным сополимером стирола и дивинил0 бензола, например промышленно выпускаемой формой катионной смолы, такой как Дауэкс 50 V в каплеобразном или сферическом виде. Дл  различных окислительных процессовAdvantageously, when applying the noble metal, the coating solution is circulated through the reactor with a cation resin with resin d .1 to remove the pacTBOpeii of the mixtures of base metal cations and thus obtain an improved controllable coating process. The solution can be passed through the ion exchange resin once or it can continuously or cyclically circulate with a specific cycle time. The acidic form of the cation exchange resin may be a sulfonated copolymer of styrene and divinyl0 benzene, for example, a commercially available form of a cationic resin, such as Dowex 50 V, in a drop-like or spherical form. For various oxidative processes

3 могут примен тьс  различные виды покрыти . Папример, в определенных процессах сжигани  могут примен тьс  платина или палладий в отдельности; в других случа х выгодной может быть смесь платины и паллади . Как правило, смеси платины и паллади  дают лучшее сцепление с металлом основы и лучшую устойчивость к воздействию чрезвычайно высоких температур. В некоторых случа х рутений, торий, иридий или другой металл платиновой группы в небольших количествах могут соедин тьс  с платиной или палладием или с их смесью. Когда в сплаве благородных металлов требуетс  дополнительный компонент, можно добавл ть3, various types of coatings may be applied. For example, platinum or palladium may be used separately in certain incineration processes; in other cases, a mixture of platinum and palladium may be beneficial. As a rule, mixtures of platinum and palladium give better adhesion to the base metal and better resistance to extremely high temperatures. In some cases, ruthenium, thorium, iridium, or another platinum-group metal in small quantities can be combined with platinum or palladium or with their mixture. When an additional component is required in an alloy of noble metals, you can add

0 Г1еобходимую соль в электролитическую ванну . При этом происходит сплавление или смешивание требуемого металлического компонента на гальванизируемой поверхности. Как правило, при соответствующих услови х0 G1 necessary salt in the electrolytic bath. When this occurs, the alloying or mixing of the desired metal component on the galvanized surface. As a rule, under appropriate conditions

5 покрывающий раствор будет таким, чтобы обеспечить осаждение покрыти  толщиной 0,1 мм в течение 5 мин или меньше. Спиральные элементы обычно делаютс  в виде пружин , заключающих множество винтовых или5, the coating solution will be such that a coating is deposited with a thickness of 0.1 mm for 5 minutes or less. Spiral elements are usually made in the form of springs enclosing a multitude of screw or

0 спиральных витков из проволоки, выполненной из соответствующего сплава; однако они могут быть круглыми, овальными, пр моугольными и т. д. и здесь нет никаких ограничений дл  спиралей по форме или по виду.0 spiral turns of wire made of the corresponding alloy; however, they can be round, oval, rectangular, etc., and there are no restrictions for spirals in shape or shape.

5 Фактически спирали могут быть выполнены заливкой требуемого дл  основы сплава в полную винтовую пресс-форму, а не наматыванием пр мой проволоки вокруг сердечника. Другими словами, термин «спираль примен етс  здесь в широком смысле дл  описани  любой похожей на спираль маленькой формы . Термин «винтовой также примен етс  в широком смысле и охватывает спирали, образованные наматыванием проволоки вокруг5 In fact, the spirals can be made by pouring the alloy required for the base into a full screw mold, rather than by winding a straight wire around the core. In other words, the term " helix is used here in a broad sense to describe any helix of a small form. The term "screw" is also used in a broad sense and covers spirals formed by winding wire around.

5 овального или пр моугольного сердечника5 oval or rectangular core

оabout

так, что полученные элементы не всегда имеют круглую форму. Приведенные размеры  вл ютс  иллюстративными и ни в коей степени не ограничивают изобретение. Однако эксперимеитально обнаружено, что такие размеры не иреп тствуют свободной загрузке спиралей в отдельные емкости или в другие типы корпусов и извлечению из иих.so that the resulting elements do not always have a round shape. The dimensions given are illustrative and in no way limit the invention. However, it was experimentally found that such dimensions do not prevent free loading of the spirals into separate containers or into other types of shells and their extraction.

В некоторых случа х снирали могут быть выполнены таким образом, чтобы их витки ;асались друг друга; однако нредиочтнтельным  вл етс  изготовление, нри котором соседние витки, не соприкасаютс , и рассто ние между каждым витком спирали меньше, чем диаметр проволоки, благодар  чему отдельные снирали не могут сиепитьс  одна с другой. Диаметр ироволоки может мен тьс  в пределах 0,13-0,38 мм. Желательно также, чтобы твердость проволоки была достаточной дл  предотвращени  легкого изгибани  или деформации, в результате чего спирали могли бы, например, свитьс  одна вокругIn some cases, they can be removed in such a way that their turns are matched; However, it is inappropriate to manufacture, in which the neighboring turns are not in contact, and the distance between each turn of the helix is smaller than the wire diameter, due to which the individual stripped off cannot interact with each other. The diameter of the irrovol can vary in the range of 0.13-0.38 mm. It is also desirable that the hardness of the wire be sufficient to prevent easy bending or deformation, with the result that the helix could, for example, be folded one around

ДРУГО .OTHER.

Пример 1. Из кусков хромелевой проволоки длиной 63,5 мм и диаметром 0,2 мм готов т маленькие сиирали диаметром 3,81 и 1,905 мм и длиной 1,575 и 3,81 мм соответственно . 32 г сииралей диаметром 3,81 мм и 50 г сииралей диаметром 1,905 мм помещают в корзины диаметром 25.4-22,2 мм и глубиной 25,4-6,35 мм. На сетку корзин и спирали нанос т покрытие из благородного металла гальваническим способом и активируют дл  получени  пористого сло .Example 1. Small chromeli with a diameter of 3.81 and 1.955 mm and a length of 1.575 and 3.81 mm, respectively, were made from pieces of chromel wire with a length of 63.5 mm and a diameter of 0.2 mm, respectively. 32 g of siiraly with a diameter of 3.81 mm and 50 g of siiral with a diameter of 1.955 mm are placed in baskets with a diameter of 25.4-22.2 mm and a depth of 25.4-6.35 mm. The mesh of the baskets and the helix are electroplated with a noble metal coating and activated to form a porous layer.

В результате иолучают ката.-1 1затор с пло6As a result, a kata is obtained. -1

СМ-/СМSM / SM

щадью иоверхиости 16.9Good spirits 16.9

корзии baskets

дл  3,81 см иfor 3.81 cm and

со спирал ми диаметромwith spirals of diameter

24,8 дл  корзии со спирал ми диаметром 1,905 мм. Дл  с)авнени  получают катализатор в виде гофрированной ленты из сетки, изготовленной из хромел . шириной 1,59 мм и толшиной 0,13 мм. Лента гофрируетс  до придани  ей формы небольших углублений в виде пробок диамет К1М 25,4- 22,2 мм 1 глубиной 25,,35 мм. П.имцадь иоверхиости такого катализатора составл ет ЮЛ СМ2/СМ-.24.8 for a basket with spirals with a diameter of 1.905 mm. For c) a catalyst is obtained in the form of a corrugated ribbon made from a chromel mesh. 1.59 mm wide and 0.13 mm thick. The tape is crimped to form small recesses in the form of plugs with a diameter K1M 25.4- 22.2 mm 1 and a depth of 25, 35 mm. P. Imid and the superiority of such a catalyst is LL CM2 / CM-.

Таким образом, катализатор в виде спиралей имеет соответственно в 1,6 и 2,45 раз большую площадь, чем леиточныГ катализатор .Thus, the catalyst in the form of spirals has, respectively, 1.6 and 2.45 times a larger area than the latent catalyst.

Катализаторы испытывают в реакции рекомбинации На и Оо при пропускании смеси водорода, кислорода и паровоздушной смеси.The catalysts are tested in the recombination reaction On and Oo by passing a mixture of hydrogen, oxygen and vapor-air mixture.

Примен ют трубчатый реактор с системой п тидес тимиллиметровых труб из нержавеющей стали с электроподогревом, с контролем температуры на входе и выходе реактора . В трубу (d 50 мм) реактора помещают по одной сетке или корзинке диаметром 25,4-22,4 мм.A tubular reactor with a system of five millimeter stainless steel tubes with electrical heating is used, with temperature control at the inlet and outlet of the reactor. In a pipe (d 50 mm) the reactor is placed on one grid or basket with a diameter of 25.4-22.4 mm.

В табл. 1, 2 и 3 приведены результаты исиытаний катализаторов при пропускании газовой смеси следующего состава, мол. %: пар 99; водород 0,5; кислород 0,247 и воздух 0.33.In tab. 1, 2 and 3 shows the results of the testing of catalysts by passing the gas mixture of the following composition, mol. %: par 99; hydrogen 0.5; oxygen 0.247 and air 0.33.

В табл. 1 приведены физико-химические показатели катализатора при наружном диал ет 1е сииралек. 3,81 мм {0.150) и отношении площади новерхности к сетке, равном 1,67.In tab. 1 shows the physico-chemical characteristics of the catalyst with an outer dial 1e sirelek. 3.81 mm {0.150) and the ratio of the surface area to the grid is 1.67.

Т а б л и ц а 1Table 1

В табл. 2 приведены те же показателн при наружном диаметре спиралек 1,905 мм (0,075) и отношении площади поверхностиIn tab. 2 shows the same indications with the outer diameter of the spiral of 1,905 mm (0.075) and the ratio of the surface area

к сетке равном 2.45. В табл. 3 показатели катализатора при использовании сетки менточного типа.the grid is 2.45. In tab. 3 catalyst indicators when using a mesh type of mesh.

Таблица 2table 2

Из сравнени  данных, приведенных в таблицах видно, что испытани  дают почти одинаковые результаты дл  двух типов спиралей при температурах свыше 163°С, хот  в корзинах со спирал ми диаметром 1,905 мм почти на 50% катализатора больше. При сравнении с стандартной сеткой (ленточным элементом) можно отметить, что маленькие катушки имеют почти в 2,5 раза лучшие показатели . Этих результатов можно было бы ожидать на основании того, что плош,адь поверхности у катализатора в виде спиралей малого размера в 2,5 раза больше площади поверхности ленты; однако неожиданным  вл етс  улучшение показателей более крупных катушек оп ть же в 2,5 раза при увеличении площади поверхности по сравнению с ленточной сеткой только в 1,67 раза.From a comparison of the data presented in the tables it can be seen that the tests give almost the same results for the two types of spirals at temperatures above 163 ° C, although in baskets with spirals with a diameter of 1.955 mm, almost 50% of the catalyst is larger. When comparing with the standard grid (ribbon element), it can be noted that small coils have almost 2.5 times better performance. These results could be expected on the basis of the fact that the surface of the catalyst in the form of small spirals is 2.5 times larger than the surface area of the tape; However, it is surprising that the performance of the larger coils is improved again by a factor of 2.5 with an increase in surface area compared to the ribbon net by only 1.67 times.

Пример 2. В еще одном испытании каДанные таблицы показывают, что оба катализатора в виде маленьких спиральных элементов дают большую активность, чемExample 2. In another test, the kaDan tables show that both catalysts in the form of small spiral elements give more activity than

Таблица 3Table 3

талитическа  сетка с углублени ми диаметром 25,4-22,2 мм и глубиной 25,4-6,35 мм, выполненна  из хромел  (лента толщиной 0,13 мм и шириной 1,59 мм, имеюща  площадь поверхности 523 см) сравниваетс  с описанными выше катализаторами в виде спиралей диаметром 1,905 мм и 3,81 мм. В каждом случае количество катушек такое, чтобы площадь поверхности составл ла 523 см1a grid of titanium with a diameter of 25.4-22.2 mm and a depth of 25.4-6.35 mm, made of chromel (a tape with a thickness of 0.13 mm and a width of 1.59 mm, having a surface area of 523 cm) is compared with the above-described catalysts in the form of spirals with a diameter of 1.905 mm and 3.81 mm. In each case, the number of coils is such that the surface area is 523 cm1

Во всех опытах поток газа через каждый реактор составл ет 0,153 при номинальном составе газа, мол. %; пар 98,92, Н; 0,50, Ог 0,25, воздух 0,33.In all experiments, the gas flow through each reactor was 0.153 at the nominal composition of the gas, mol. %; Par 98.92, H; 0.50, Og 0.25, air 0.33.

Каждый образец катализатора испытывают также при п ти различных входных температурах в диапазоне 149-37ГС.Each catalyst sample is also tested at five different input temperatures in the range of 149-37ГС.

Полученные результаты сведены в табл. 4. Т а б л II и а 4The results are summarized in table. 4. Tabl II and a 4

ленточна  сетка. В то же врем  спирали меньшего диаметра  вл ютс  преимущественными по сравнению с большими спирал ми.ribbon net. At the same time, spirals of smaller diameter are advantageous over large spirals.

Claims (3)

1. Катализатор дл  очистки отход щих газов , содержащий платину или палладий или их смесь, нанесенную на носитель из сплава металла, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  поверхности и активности катализатора , носитель изготовлен в виде маленьких проволочных спиралей со средним1. Catalyst for cleaning waste gases containing platinum or palladium or their mixture deposited on a carrier from an alloy of metal, characterized in that, in order to increase the surface and activity of the catalyst, the carrier is made in the form of small wire spirals with an average диаметром и длиной не более 6,35 мм и диаметром проволоки 0,13-0,38 мм.with a diameter and length of not more than 6.35 mm and a wire diameter of 0.13-0.38 mm. 2 Катализатор по п. 1, отличающийс  тем, что соседние витки проволочных спиралей не касаютс  друг друга, а рассто ние между витками меньще диаметра проволоки.2 A catalyst according to claim 1, wherein the adjacent turns of the wire spirals do not touch each other, and the distance between the turns is smaller than the diameter of the wire. 3. Катализатор по пп. 1 и 2, отличающи и с   тем, что, носитель представл ет собой сплав никел , хрома и железа или сплав хрома, алюмини  и железа.3. The catalyst PP. 1 and 2, which is also distinguished by the fact that the support is an alloy of nickel, chromium and iron, or an alloy of chromium, aluminum and iron.