203686. lajstromszámú szabadalom • Eljárás füstgázok CO tartalmának csökkentésére szolgáló katalizátor előállítására
1 HU 203 686 B 2 3. példa A katalizátor hordozó 3-4 mm átmérőjű, 7-9 mm hosszú Si02 „rudacskák" (BET felület: 270 m2/g). 200 g hordozót 15 percre belemártunk az alábbi oldatba: 0,8 g Pd(NH3)4a2 (0,4 t%), 14,4 g (7,2 t%) Cu(NHo)4C12, 10 g trietilén-glikol (5 t%) oldva 375 cm3 vízben. Az elegy hőmérséklete 15-17 ®C. A hordozót kiemeljük, 110-115 ®C-on tartjuk 1 órát, majd 0,5 percre 5 t%-osKOH oldatba mártjuk. Az oldat hőmérséklete 20-22 ®C. Ezután a programozott hőkezelés (levegőben) a következő: 60 °C-on 10 perc, 210-220®C-on 2 óra és 400-430 °C-on 1 óra. A kész katalizátor CuO tartalma 7,21%, Pd tartalma 0,2t%. A katalizátoron 1% CO, 7% C02,3% 02,15% H20 és 74% N2 tartalmú gázelegyet átvezetve 350-360 °C- on, a CO átalakítás hatásfoka 100 óra után 100%, 300 óra után 97%. Ha mindenben a fentiek szerint járunk el, de trietüénglikolt nem adunk az impregnáló oldatba, a megfelelő hatásfokok 79% és 63%. 4. példa Mindenben a 3. példa szerint járunk el, de trietüénglikol helyett más szerves adalékot alkalmazva, a CO oxidáció hatásfoka (konverziója) 300 órás, 350 °C-os üzemelés után a következő: Szerves adalék (t%) Hatásfok (%) Glicerin (10,5) 91 D-glükóz (15) 98 Polietüén-glikol (Mj-600) (3,1) 97 Polivinü-alkohol (Mt-1000) (1,2) 95 L-szorbóz (11) 97 5. példa Az impregnáló oldathoz 150 cm3 vízben feloldunk 40 g (16,7 t%) rézkloridot, 45 g (18,8 t%) réznitrátot, 0,2 g (0,081%) palládium-kloridot, 0,5 g nátrium-kloridot és 4,8 g (2 t%) polietUén-glikolt (móltömeg: 2000). (Az oldatban ekkor kialakulóPd-só: dinátriumtetrakloro-palladát.) Az oldatban 5 percig áztatjuk 20-25 ®C-on 141 g alumínium-oxid küllős gyűrűs hordozót (jellemzők az 1. példában). Szűrés után a hordozót kb. 200 cm3 vízzel leöblítjük és 60-80 °C-os áramló levegővel szárítjuk addig, amíg a szemcsék színe már nem változik (halványzöld). A szemcséket fél percre 250 cm3 15 t%-os, vizes nátrium-hidroxid oldatba mártjuk. 200 cm3 vízzel leöblítjük. Hőkezdés: először 60 °C-os áramló levegőben (10 min), majd kemencében, levegőn felfűtés 400 °C-ra 1 óra alatt és ezen a hőmérsékleten tartás 1 órát. A kész katalizátor CuO tartalma 6,4 t%, Pd-tartalma 0,091%. Az 1. példában leírt módon, üzemi körülmények közt kipróbálva a katalizátort, a kimenő gázban 150 óra üzemelés után sem mutatható ki CO. 6. példa Mindenben az 5. példa szerint járunk el, de A1203 helyett más hordozót alkalmazunk. A hordozók jellemzőit és a CO oxidáció hatásfokát (350-370 °C, 0,5 tf% CO a propán-bután gázelegy kétszeres elméleti levegőmennyiséggel történő elégetésekor keletkező füstgázban) 100 üzemóra után az alábbi táblázat tartalmazza: Hordozóösszetétel Hordozóméret (átm.x hossz, mm) Hatásfok % Zeolit,ZSM-5 3x6 98 Magnézium-alumínium-szilikát (3,2% MgO, 41,5% A1203, 55,2% SiO^ 5x8 96 7. példa 200 cm3 vízben feloldunk 110 g (341%) réznitrátot, 0,12 g (0,04 t%) hidrogén-tetrakloro-palladátot és 16 g (5 t%) szaharózt (répacukrot). Az oldatot 80- 85 ®C-ra melegítjük, és belemártunk 120 g A1203 hordozót (4-8 mm átmérőjű golyók, BET felület: 280m2/g, pórustérfogat: 45%, hevítési veszteség 1000°C-on 8-10%). 20 perc áztatás után a hordozót szitán kiemeljük és 160-170 °C-on, két órán keresztül hőkezeljük. A szemcséket 18 t%-os, vizes nátrium-karbonát oldattal itatjuk át, 1 órán át pihentetjük, majd kemencében levegőn hőkezeljük: 1 órát tartjuk 200-220 °C-on, majd 20 ®C/mÍn sebességgel felfűtjük 540 °C-ig, majd visszahűtjük 100 °C alá. A kész katalizátor palládium-tartalma 0,08 t%, CuO tartalma 16,71%. A katalizátort 120 órán keresztül működtetjük 0,4 tf% CO-t, 10 tf% vizet, 5 tf% oxigént, 12 tf% C02-ot és ezenkívül nitrogént tartalmazó gázelegyben, 4000 h'1 térsebességnél 380 ®C-on. A CO oxidációjának hatásfoka kezdetben 100%, 120 óra után 98,5%. Ha a katalizátort a fenti módon, de szaharóz nélkül készítjük, a megfelelő hatásfokok 91,5%, ill. 63%. Ha a hordozót a fenti módon kezeljük, de réz-nitrátot és hidrogén-tetrakloro-palladátot nem adunk hozzá, a szaharóz részleges oxidációja során keletkező széndús depozitumok szabad szemmel is jól láthatók (barnásszürke elszíneződés). 8. példa Mindenben az 5. példa szerint járunk el, de a polietüénglikol (Mt: 2000) helyett más szerves adalékot alkalmazunk, és a hordozót nem áztatjuk az impregnáló oldatban, hanem bepermetezzük vele. A CO-oxidáció hatásfoka 500 órás, 340-370 ®C-os üzemelés után a következő. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
