171795. lajstromszámú szabadalom • Eljárás levegő és ipari véggázok szennyezéseinek eltávolítására

3 171795 4 teg minőségétől függ. A katalizátor minőségét egyrészt a katalizátornak a hordozóra tapadás körülményei, másrészt a katalitikus aktivitású réteg vastagsága határozza meg. Az ismert eljárásokkal készített katalizátoroknál a felvitt réteg általában nem egyenletes, ami azt jelenti, hogy a hordozó egyes helyein túl vastag réteg alakul ki. A tapadási tulajdonságok és a kialakuló réteg egyenletessége döntő módon a hordozó előkezelésének módjától, az impregnáló oldat minőségének és összetételének (töménységének) megválasztásától és a rétegfelvitel munkakörülményeinek gondos szabályozásától függ. Kísérleteink alapján megállapítottuk, hogy a fenti körülmények helyes megválasztásával és gondos szabályozásával olyan egyenletes, vékony katalitikus aktivitású réteget tartalmazó katalizátor készíthető, amely hatásosságát tekintve felülmúlja az ismert katalizátorokat, az ismert eljárásokban megadott hőmérsékleteknél alacsonyabb hőmérséklete^ működtethető és a katalizátor készítéshez felhasználásra kerülő katalitikus hatású fém mennyisége jelentősen, legalább 30— 50%-kal, adott esetben 1—2 nagyságrenddel kisebb az ismert módon készített katalizátorokhoz felhasznált mennyiségeknél. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy az általunk kidolgozott, fémekből és azok vegyületeiből készített, katalitikusan aktív vékonyréteget tartalmazó katalizátort felhasználva a levegőáramban széles koncentrációtartományban jelenlevő szennyezések kedvezőbb műveleti körülmények között az ismert eljárásokban alkalmazott hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékleten, nagy térsebesség alkalmazásával és jó hatásfokkal távolíthatók el. Eljárásunk azon a felismerésen alapul, hogy az általunk kidolgozott, fémekből és azok vegyületeiből készített katalitikusan aktív vékonyréteget tartalmazó katalizátort és a tisztítandó gázáramot a szennyező komponens minőségétől és koncentrációjától függően, célszerűen 80—550 °C, előnyösen 100—300 °C hőmérsékletre melegítve és bensőségesen érintkeztetve a szerves szennyezések szén-dioxiddá és vízzé, a heteroatomokat tartalmazó vegyületek pedig a megfelelő oxidokká alakulnak. Az ipari véggázok bűzös és egészségre ártalmas szennyezéseit az esetek nagy többségében heteroatomot tartalmazó szénhidrogének, illetve szénhidrogénszármazékok alkotják. Az alsó éghetőségi határ alatti koncentrációban jelenlevő éghető komponensek oxidációja előnyösen valósítható meg katalitikus eljárással, mivel az oxidációhoz szükséges hőmérséklet 250—450 °C-ra csökkenthető. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy az általunk kidolgozott, fémekből és azok vegyületeiből készített, katalitikusan aktív vékonyréteget tartalmazó katalizátort felhasználva a levegőáramban széles koncentrációtartományban jelenlevő szerves szennyezések kedvező körülmények között és jó hatásfokkal távolíthatók el. Eljárásunk lényege, hogy az általunk kidolgozott fémekből és azok vegyületeiből készített, katalitikusan aktív vékonyréteget tartalmazó katalizátort és a tisztítandó gázt, a szennyező kom-5 ponens minőségétől és koncentrációjától függően, célszerűen 150—350 °C hőmérsékletre melegítve bensőségesen érintkeztetjük. A szokásos katalizátor készítési eljárások során a katalitikus aktivitású anyagok nehezen szabá-10 lyozható mennyisége kerül a katalitikus folyamat szempontjából hozzáfér hetetlenül a tabletták vagy a különféle módszerekkel felvitt rétegek belsejébe. Eljárásunk előnye az, hogy a transzportfolyamatok számára szükséges felületek mi-15 nimális mennyiségű katalitikus aktivitású anyag felhasználásával vonhatók be. Mivel az általunk kidolgozott eljárás szerint bevont felület messzemenően egyenletes minőségű, a katalitikus aktivitású réteg mindössze néhány molekula vastag-20 ságú, a megfelelően előkészített hordozó felületéhez erősen tapad. Ha a hordozóként felhasznált felületek az elhelyezkedéstől függően számottevően eltérő hidraulikai viselkedésűek, a töltetet használatbavétel előtt nagy sebességű gáz, vagy 25 folyadékáram átvezetésével rendezzük. A berendezésből távozó gázáram entalpiáját vagy visszakeringetéssel, vagy hőcserével hasznosítjuk, vagy kéményen keresztül a szabadba bocsátjuk. Az eljárás megvalósításának egyik előnyös módja, 30 hogy a reaktorból kilépő nagy oxigéntartalmú tisztított meleg gázáramot a friss levegő teljes vagy részleges pótlására a technológiai folyamatba visszavezetjük. 35 Az 1970-ben, Londonban megtartott II. Nemzetközi Levegőtisztasági Konferenciáról megjelent közlemény 22 eljárást sorol fel; az 1967— 1969. években megvalósított katalitikus utóégetőket és főbb jellemzőiket. 40 A 2. és 10. példákban megadott légszennyező komponensek 50—95%-os hatásosságú eltávolításához 370—390 °C hőmérséklet szükséges. A megadott légszennyező komponensek oxidációját 45 300 °C, illetve ez alatti hőmérsékleteken vizsgálva 85—96%-os hatásosságot értünk el az általunk kidolgozott eljárás szerint készített vékonyréteg katalizátorokon. 50 A 20. és 22. példákban megadott légszennyezők 30—98,5%-os eltávolításához szükséges 426— 380 °C hőmérséklettel szemben 86—99%-os hatásfokkal 330—280 °C hőmérsékleten tudtuk eltávolítani az általunk kidolgozott eljárás szerint 55 készített vékonyréteg katalizátorokon. Az V. Nemzetközi Katalízis Kongresszus, Palm Beach, 1972. 14. szám előadásának tárgya (C. C. Yang, et al.) dinitrogénoxid szétesésének tanulmányozása nikkeloxid katalizátoron. A katalizá-60 tor szilíciumdioxid hordozón 14 s% NíO-t tartalmaz, a hőmérséklet 332—372 °C. Az általunk kifejlesztett eljárás szerint készített 0,01 s% Ni tartalmú vékonyréteg katalizátort használva a dinitrogénoxid bomlása 330 °C hőmérsékletig meny-65 nyiségileg végbemegy. 2