201253. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ipari gázok szénmonoxid tartalmának kivonására
1 HU 201253 B 2 A találmány tárgya eljárás ipari gázok szénmonoxid tartalmának kivonására. Ipari gázok szónmonoxid tartalmának csökkentése, vagy teljes kivonása elsősorban környezetvédelmi probléma, melynek hatékony megoldására világszerte számos megoldás vált ismeretessé, azonban a szakirodalom számos további kísérletet publikál. Az Ipari gázok szénmonoxid tartalmával kapcsolatos problémák közül első helyen említjük a gépjárművek kipufogó-gázainak kivonására alkalmazott ún. „katalizátoros” szerkezeteket, amelyeket számos országban elterjedten alkalmaznak. Ezeknek működése, — mint Ismeretes — kétféle eljáráson alapszik. Az egyik — az egyszerűbb megoldás — az „egyutas katalizátoros módszer”, amelynek lényege a következő: az ipari gázok általában szénmonoxid, szénhidrogének és nitrogénoxid keverékei, amely gázok különböző koncentrációban vannak jelen. A szénmonoxldot a katalizátor jelenlétében utóégetéssel vonják ki. Az eljárás eredményeként a szénmonoxldból széndioxid, víz keletkezik. A végtermékben lévő nitrogénoxidok — semleges vegyületek a környezetre nézve — az Ipari gázban lévő koncentrációnak megfelelő mennyiségben vannak Jelen. A másik ugyancsak ismert megoldás az ún. „háromutas katalizátoros módszer" ez utóbbinak lényege, hogy az ipari gázokból a szénmonoxidot először redukcióval, majd oxidációval vonják ki. A redukció során a nitrogónoxidokat nitrogénné redukálják, az oxidáció során a szénmonoxid és a szénhidrogének széndioxiddá és vízzé alakulnak. Mindkét eljárás legnagyobb hátrányai az alábbiak: — az egyutas katalizátoros megoldásnál platina katalizátort alkalmaznak, amelynek költségráfordítása igen nagy. További hátrány, hogy a költségráfordításhoz képest viszonylag rövid idejű a katalizátoros szerkezet élettartama. — A háromutas katalizátoros megoldásoknál a katalizátorra történő nagy költségráfordítás még fokozottabban jelentkezik, minthogy a többlépcsős eljárás során több katalizátort kell alkalmazni. Ilyen módon a berendezés és annak üzemvitele igen költséges. Célunk, hogy az ipari gázok szénmonoxid tartalmát Igen kis költségráfordítást igénylő olyan eljárással vonjuk ki, amelyhez szükséges szerkezet élettartama többszöröse az ismert katalizátoros szénmonoxid kivonására alkalmazott szerkezetekénél. A találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén ugyanis a katalizátoros szerkezet cseréjének igénye esetén a pótlás költségei csupán töredékét képezik bármely ismert katalizátoros szerkezetre történő költségráfordításnak. A találmány szerinti eljárás azon a felismerésen alapszik, hogy az ipari gázok szénmonoxid tartalmát egylépéses ún. direkt oxidációval is ki lehet vonni, amennyiben az ipari gázokat, pl. a gépjárművek kipufogó-gázait olyan kerámia szűrőn áramoltatjuk át, amely kerámia anyag előzetesen adott tömegarányban alkalmazott vas, nikkel és réz oxidjaival van átitatva. Ezeket az oxidokat ugyanezen fémek kétértékű nitrátjaiból termikus bontással állítjuk elő. Az ily módon előkészített szénmonoxid szűrőn 200—400°C hőmérsékleten (pl. a kipufogógázok hőmérsékletén) vezetjük, III. áramoltatjuk át a gázt, amely az említett anyagok oxidjaival érintkezve oxidálódik. Ennek eredményeként a szénmonoxid széndioxiddá és vízzé alakul. A találmány tárgya eljárás Ipari gázok szónmonoxid tartalmának kivonására, amelynek során a szénmonoxid tartalmú gázokat katalizátoros szűrőn átvezetve oxidáljuk, és ezáltal széndioxidot és vizet nyerünk a szónmonoxldból. A találmány szerinti eljárás újdonsága abban van, hogy először katalizátoros szűrőt állítunk elő oly módon, hogy porózus kerámia hordozót nikkelnitrátnak, vasnitrátnak és réznitrátnak 0,1 tömeg°/o-tól a telített oldatot Jelentő tömeg%-arányok között tetszőleges tömeg% arányú keverékével Itatjuk át, majd 400—1500°C hőmérsékleti tartományban termikus bontást végzünk, melynek eredményeként az említett nitrátokat oxidokká alakítjuk. Ezt követően az ipari gázokat az így előkészített szűrőn átvezetve végtermékként széndioxidot, vizet és változatlan összetételű nitrátokat nyerünk. A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnyei a következők: — az ipari gázokból való szénmonoxid kivonására alkalmazott igen költséges platina katalizátorok helyett rendkívül olcsó porózus kerámia alapú, nikkel, vas és réz oxidjaival átitatott szűrőt Javasolunk, amelyre történő költségráfordítás Igen csekély. — Az általunk javasolt eljárás gazdaságosságát még az is növeli, hogy a szűrő élettartama nagyobb mint az ismert katalizátoros szűrőké, minek következtében az üzemvitel olcsóbb, kevesebb az üzemi leállás, a szűrőcsere gyakorisága. A találmány szerinti eljárás foganatosításának módját példák kapcsán ismertetjük részletesebben. 1. példa Gépjármű kipufogó-gázaiból vonjuk ki a szénmonoxldot. A katalizátoros szűrőket úgy állítjuk elő, hogy hordozóanyagként téglatörmeléket készítünk, melynek szemcseátmérője átlagosan 3—6 mm. 0,1 —0,1 —0,1 tömeg% arányban nikkelnltrát, vasnitrát és réznitrát keverékkel itatjuk át a hordozóanyagot. Ezután 400°C hőmérsékleten 5 órán át termikus bontást végzünk, amelynek során a nitrátokból oxldok keletkeznek. Az így előkészített téglatörmeléket 1 dm® térfogatú fémhálóba helyezzük. Az ily módon elkészített szűrőn át vezetjük 200—400‘C hőmérsékleten 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
