Содержание
Катализатор селективного восстановления оксидов азота АОК-78-55 успешно прошел испытания
3 мин
…
Специалистами СКТБ «Катализатор» проведены испытания катализатора селективного восстановления оксидов азота аммиаком марки АОК-78-55 в условиях повышенных температур.
Москва, 28 апр — ИА Neftegaz.RU. Специалистами СКТБ «Катализатор» проведены опытно-промышленные испытания катализатора селективного восстановления оксидов азота аммиаком марки АОК-78-55 в условиях повышенных температур. Результаты испытаний подтвердили лабораторные исследования, что открыло возможность клиентам СКТБ «Катализатор» применять данный катализатор в условиях работы агрегатов АК-72М и, таким образом, снизить эксплуатационные затраты.
Об этом компания сообщает 28 апреля 2018 г.
В промышленных агрегатах получения неконцентрированной азотной кислоты после стадии абсорбции оксидов азота водой сбросовый газ, предварительно подогретый, поступает на реактор каталитической очистки, где в присутствии катализатора идет процесс селективного восстановления оксидов азота до образования безвредных продуктов: азота и воды.
Традиционные катализаторы для этого процесса можно условно разделить на 3 группы: высокотемпературные – палладийсодержащие, среднетемпературные – медь-цинковые и низкотемпературные – алюмованадиевые. Применение того или другого катализатора обусловлено технологией и, соответственно, температурными режимами.
Крупные агрегаты получения азотной кислоты АК-72 используют дорогостоящий катализатор с содержанием благородного металла – палладия, которому требуется высокая температура для его эксплуатации и, соответственно, это отражается на эксплуатационных затратах.
В свою очередь, некоторые агрегаты АК-72 были модернизированы в АК-72М. Модернизация коснулась и реакторов каталитической очистки, где при средних температурах применяются медь-цинковые катализаторы.
Сотрудниками СКТБ «Катализатор» были проанализированы данные о работе катализаторов и условия их эксплуатации, проведены лабораторные исследования физико-химических характеристик и возможности применения алюмованадиевых катализаторов в условиях работы агрегатов АК-72М.
Результат этих исследований подтвердил возможность эксплуатации катализаторов марки АОК-78-55 при сохранении высокой прочности в условиях повышенных температур и нагрузок со следующими степенями очистки:
— 99,36 % — при температуре 350 оС;
— 99,86 % — при температуре 360 оС.
На основе данных о лабораторных исследованиях катализатора марки АОК-78-55 были проведены опытно-промышленные испытания в условиях реального производства, целью которых было определение эффективности очистки выхлопного газа и возможности использования данного катализатора для промышленной эксплуатации в агрегатах АК-72М.
По результатам опытно-промышленных испытаний в опытном реакторе была достигнута степень очистки газа от оксидов азота на уровне 99,3%, что является отличным показателем эффективности при соблюдении норм технологического режима.
Важным критерием промышленного применения алюмованадиевых катализаторов является минимизация так называемой «ванадиевой коррозии», которая возможна при наличии оксида ванадия в составе газа после реактора.
По нашим данным, унос оксидов ванадия с катализатора происходил при использовании алюмованадиевых катализаторов с недостаточной фактической прочностью на истирание, которая достигает у некоторых производителей значения 22,7%. Эти катализаторы в течение эксплуатации теряли прочность и разрушались.
Однако, катализатор марки АОК-78-55 готовится по совершенно другой технологии, обеспечивающей исключительно высокую прочность и термостабильность катализатора при промышленной эксплуатации.
При разработке катализатора АОК-78-55 специалистами СКТБ «Катализатор» упор изначально был сделан на высокую прочность при сохранении высокой каталитической активности, что исключает унос пыли катализатора и риск возникновения ванадиевой коррозии. Многолетний успешный опыт эксплуатации катализатора АОК-78-55 во многих промышленных агрегатах УКЛ-7 подтверждает высокие потребительские качества нашего продукта.
В настоящий момент Дирекция химического инжиниринга СКТБ «Катализатор» готова оперативно помочь предприятиям азотной промышленности в решении задач по переходу на катализатор селективного восстановления оксидов азота марки АОК-78-55, провести все необходимые обследования и расчеты, а также осуществить инжиниринговое сопровождение эксплуатации катализатора.
Прочитать in English
#азотная кислота
#алюмованадиевый катализатор
#аок-78-55
#катализатор
#опытно-промышленные испытания
#палладий
#сктб
#сктб катализатор
#химический инжиниринг
Катализатор и способ очистки отходящих газов от оксидов азота (варианты) — Патенты | Sciact
Катализатор и способ очистки отходящих газов от оксидов азота (варианты)
Патенты
| Язык: | Русский |
|---|---|
| Тип: | Патент на изобретение |
| Номер (11) | RU 2 194 573( C1 |
| Номер заявки (21): | 2001125453/04 |
| Дата подачи заявки (22): | 17 сент. 2001 г. |
| Дата начала отсчета срока действия патента (24): | 17 сент. 2001 г. |
| Дата публикации патента (44,45,46): | 20 дек. 2002 г. |
| Дата публикации заявки (43): |
| Авторы | Кузнецова Т.Г. , , , , , , , , , , , , | ||
|---|---|---|---|
| Организации |
|
М.
К Борескова СО РАНРеферат:
Изобретение относится к катализатору и способу удаления оксидов азота как из сухих, так и влажных и серосодержащих отходящих газов углеводородами Cj-C-is в окислительных условиях. Катализатор и процесс применимы для очистки любых газов, содержащих оксиды азота, включая дымовые газы ТЭС, выхлопные газы автомобилей, а также остаточные газы в производстве азотной кислоты. Описан катализатор очистки отходящих газов, содержащий в своем составе два катализатора, один из которых имеет состав мас %: п Ме-| m Me20 р SOJ носитель 1, где Ме-| — серебро, платина, палладий или их смесь, Ме20 — оксид меди или кобальта или их смесь, SO„ адсорбированный оксид серы — продукт разложения серной кислоты или сульфит- или сульфатсодержащей аммонийной соли, при п < 3; m *: 6, р < 2 в пересчете на серу, а носитель 1 представляет собой столбчатую глину, содержащую в своем составе в качестве столбиков наночастицы на основе оксида циркония в количестве 15-30 мас.
% состава х MegQ’ZrCr, где МедО — оксид алюминия, железа, церия, меди или их смесь, при х = 0-4, или оксида алюминия в количестве 15-20 мас.% с межслоевым расстоянием не выше общим объемом
мезо- и микропор не выше 0.25 см3/г и удельной поверхностью 200-370 м2/г, а
второй катализатор имеет состав, мае %: п Mei m Ме20/ носитель 2, где Mei — серебро, платина или их смесь. Ме20 — оксид меди, кобальта, никеля или их смесь, при п < 2, m < 6, а носитель 2 представляет собой низкотемпературную кубическую модификацию диоксида циркония, стабилизированную оксидами кальция, стронция, бария или их смесью в количестве не ниже 1 мас.%, с удельной поверхностью не менее 160 мг/г. Описаны два варианта способа очистки отходящих газов с использованием описанного выше катализатора, при этом процесс проводят либо в одном реакторе, либо а двух последовательно соединенных реакторах при 150-550°С в окислительной атмосфере при восстановлении углеводородами Cj-Cig. Технический эффект — увеличение степени очистки.
3 с и 8 э.п.ф-лы, 2 ил
Новые катализаторы удаляют загрязнители оксидами азота при более низких температурах
Скорость превращения оксидов азота при различных температурах для обычных, оксида V(V) и «дефектных» катализаторов оксида V(IV)+V(V). Смесь оксидов V(V) и V(IV) показала 10-кратное улучшение в диапазоне 100-150°С. Предоставлено: Токийский столичный университет.
Ученые из Токийского столичного университета разработали низкотемпературный катализатор для удаления газов NOx из промышленных выхлопов с использованием аммиака. Состоящий из объемного «дефектного» оксида ванадия вместо оксидов ванадия, нанесенных на оксид титана, как в коммерческих катализаторах, катализатор работает при более низких температурах (
Монооксид азота (NO) и диоксид азота (NO 2 ), или оксиды азота (NO x ), являются распространенными загрязнителями атмосферы, образующимися при сжигании ископаемого топлива, угля и природного газа.
Они являются основной причиной фотохимического смога и кислотных дождей, что делает их удаление из автомобильных и заводских выбросов чрезвычайно важным. Ключевой технологией удаления оксидов азота является их взаимодействие с аммиаком путем селективного каталитического восстановления (СКВ), при котором NOx обезвреживается за счет восстановления до азота и воды. В частности, известно, что оксиды ванадия, нанесенные на оксид титана, обладают превосходной селективностью в отношении превращения в азот и успешно применяются в стационарных котлах.
Однако существенным узким местом для катализаторов на носителе является высокая температура, необходимая для каталитической активности, часто от 200 до 400 градусов Цельсия. Это часто приводит к тому, что агрегаты размещают близко, например, к котлу на электростанциях, где они могут быть легко повреждены не только физически из-за золы, но и из-за накопления сульфатов аммония. Этих дезактивирующих факторов можно избежать, если установку установить ниже по потоку после электрофильтра для удаления пыли и системы десульфатации для удаления сульфатных отложений.
Однако этот подход требует высокой каталитической активности при более низких температурах, поскольку к этому моменту температура выхлопных газов обычно падает примерно до 100 градусов Цельсия. Нужен катализатор, работающий при более низких температурах.
Группа под руководством Юсуке Иномата и Тору Мураямы из Токийского столичного университета разработала катализатор на основе объемных оксидов ванадия. Оксид ванадия (V) (V 2 O 5 ) представляет собой обычное состояние оксида ванадия; однако группа успешно синтезировала смесь оксидов ванадия (V) и ванадия (IV) или «дефектный» оксид ванадия путем нагревания предшественника до 270 градусов Цельсия. Они обнаружили, что этот «дефектный» катализатор обладал отличной каталитической активностью при температурах до 100 градусов Цельсия; при этой температуре скорость, с которой NOx превращается в безвредный азот, была в 10 раз выше, чем у обычных катализаторов на основе оксида ванадия на основе диоксида титана, демонстрируя исключительную производительность там, где обычные катализаторы терпят неудачу.
Улучшение было связано с присутствием V (IV), который создает центры «кислоты Льюиса» (акцептор электронов), способствуя реакции оксида азота с аммиаком с образованием азота.
Помимо практического применения в промышленном катализе, команда надеется, что открытые ими механизмы послужат модельной системой для дальнейших научных исследований.
Дополнительная информация:
Юсуке Иномата и др., Объемный оксид ванадия по сравнению с обычным V2O5/TiO2: катализаторы Nh4–SCR, работающие при низкой температуре ниже 150 °C, ACS Catalysis (2019). DOI: 10.1021/acscatal.9b02695
Предоставлено
Токийский столичный университет
Цитата :
Новые катализаторы удаляют загрязнители оксидами азота при более низких температурах (2019, 18 ноября)
получено 21 января 2023 г.
с https://phys.org/news/2019-11-catalysts-nitrogen-oxide-pollutants-temperatures.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.
Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Открытие может привести к разработке новой конструкции катализатора для снижения содержания оксидов азота в выхлопных газах дизельных двигателей
WEST LAFAYETTE, Ind. – Исследователи обнаружили новый механизм реакции, который можно использовать для улучшения конструкции катализатора в системах контроля загрязнения с целью дальнейшего снижения выбросов смога. -вызывает оксиды азота в дизельных выхлопах.
Исследование сосредоточено на типе катализаторов, называемых цеолитами, которые используются на нефтеперерабатывающих и химических заводах, а также в системах контроля выбросов для дизельных двигателей.
Необходимы новые конструкции катализаторов для снижения выбросов оксидов азота, или NO x , поскольку современные технологии хорошо работают только при относительно высоких температурах.
«Основная проблема в снижении выбросов заключается в том, что они могут возникать в очень широком диапазоне рабочих условий и особенно при температурах выхлопных газов», — сказал Раджамани Гундер, доцент кафедры химической инженерии Ларри и Вирджинии Фейт в Школе химического машиностроения Дэвидсона Университета Пердью.
Инжиниринг. «Возможно, самая большая проблема связана с сокращением NO x при низких температурах выхлопных газов, например, при холодном пуске или при движении в плотном городском потоке».
На этой диаграмме изображен новый механизм реакции, который можно использовать для улучшения конструкции катализатора для систем контроля загрязнения выхлопными газами дизельных двигателей. (Фото Университета Пердью/Мо Лифтон)
Скачать изображение
Однако, в дополнение к этим «переходным» условиям, будущие автомобили естественным образом будут постоянно работать при более низких температурах, потому что они будут более эффективными.
«Поэтому нам понадобятся катализаторы, которые лучше работают не только в переходных условиях, но и при устойчиво более низких температурах выхлопных газов», — сказал Гондер.
Он был одним из руководителей группы исследователей, которые открыли важное свойство катализатора, заключающееся в том, что он может преобразовывать оксиды азота.
Результаты будут опубликованы в Интернете в журнале Science в четверг (17 августа) и появятся в одном из будущих печатных номеров журнала. Видео YouTube доступно по адресу https://youtu.be/aUKoT6TkVWg.
«Результаты здесь указывают на ранее непризнанный каталитический механизм, а также указывают на новые направления для открытия лучших катализаторов», — сказал Уильям Шнайдер, профессор инженерии Х. Клиффорда и Эвелин А. Брози в Университете Нотр-Дам. «Это реакция большой экологической важности, используемая для очистки выхлопных газов».
Работа выполнена исследователями из Purdue, Notre Dame и Cummins Inc., производителя дизельных двигателей.
«Cummins поддерживает исследования Purdue в области химической инженерии, связанные с уменьшением выбросов двигателей, в течение последних 14 лет, — сказал Алексей Езерец, директор Catalyst Technology в Cummins. «Эта публикация демонстрирует один из многих примеров понимания этих сложных процессов, над которыми мы вместе работали на протяжении многих лет».
Цеолиты имеют кристаллическую структуру, содержащую крошечные поры диаметром около 1 нанометра, которые заполнены «активными центрами» атомов меди, где происходит химия. В новых выводах исследователи обнаружили, что аммиак, введенный в выхлопные газы, «сольватирует» эти ионы меди, чтобы они могли мигрировать в поры, находить друг друга и выполнять каталитическую стадию, которая в противном случае невозможна.
Эти медно-аммиачные комплексы ускоряют критическую реакцию разрыва связей между молекулами кислорода, для эффективного протекания которой в настоящее время требуется температура выхлопных газов около 200 градусов Цельсия. Исследователи пытаются снизить эту температуру примерно до 150 градусов по Цельсию.
Раджамани Гоундер, доцент кафедры химического машиностроения Ларри из Purdue и Вирджиния Фейт, совместно руководили исследованиями, которые могли привести к улучшению конструкции катализатора. (Фото Университета Пердью/Эрин Истерлинг)
Загрузить изображение
«Причина, по которой вся эта химия работает, заключается в том, что изолированные одиночные участки меди собираются вместе и работают в тандеме, чтобы выполнить сложный этап в механизме реакции», — сказал Гондер.
«Это динамический процесс, в котором участвуют отдельные центры меди, которые встречаются, образуя пары во время реакции для активации молекул кислорода, а затем снова становятся изолированными сайтами после завершения реакции».
Этот этап ограничения скорости может быть ускорен за счет точной настройки пространственного распределения ионов меди, что приведет к снижению выбросов оксидов азота при более низких температурах, чем это возможно сейчас.
Чтобы сделать эти открытия, исследователям понадобились методы, которые могли бы «видеть» атомы меди во время каталитической реакции. Ни одна методика не в состоянии выполнить это, поэтому они объединили информацию, полученную в результате исследований с использованием высокоэнергетического рентгеновского излучения на синхротроне в Аргоннской национальной лаборатории, с вычислительными моделями на молекулярном уровне, выполненными на суперкомпьютерах в Центре исследовательских вычислений Нотр-Дам и Экологической лаборатории. Лаборатория молекулярных наук Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
«Без сомнения, мы не смогли бы сделать эти открытия без разнообразной и тесно интегрированной команды и доступа к некоторым из самых мощных лабораторных и компьютерных инструментов в стране», — сказал Шнайдер.
Несмотря на то, что проект ориентирован на применение для борьбы с загрязнением окружающей среды на дорогах, наибольшая доля рынка цеолитных катализаторов приходится на нефтеперерабатывающие заводы. Это открытие имеет значение для «гетерогенного катализа», который широко используется в промышленности.
«Большинство каталитических процессов в промышленности используют гетерогенную технологию», — сказал Гаундер.
Авторами статьи являются аспиранты Purdue Ишант Курана, Атиш А. Парех, Артур Дж. Ши, Джон Р. Ди Иорио и Джонатан Д. Альбаррасин-Кабалеро; аспиранты Университета Нотр-Дам Кристофер Паолуччи, Сичи Ли и Хуэй Ли; Езерец; профессор химического машиностроения Purdue Джеффри Т. Миллер; В. Николас Дельгасс, Максин Спенсер Николс из Purdue, почетный профессор химического машиностроения; Фабио Х.
Рибейро, профессор химической инженерии Р. Норриса и Элеоноры Шрив из Purdue; Шнайдер; и Гондер.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Cummins Inc.
«Это исследование является частью нашей миссии как университета, предоставляющего землю», — сказал Гундер. «Мы работаем с компаниями в штате Индиана, и эта работа была важной частью обучения многих студентов».
Писатель: Emil Venere, 765-494-4709, [email protected]
Источники: Rajamani Gounder, 765-496-7826, [email protected]
William. , [email protected]
Алексей Езерец, 812-371-4112, [email protected]
Примечание для журналистов : Копию исследовательской статьи можно получить, обратившись в Science по телефону 202-326-6440, [email protected], или от Эмиля Венера из Университета Пердью, 765-494-4709, [email protected]. Видео YouTube доступно по адресу https://youtu.be/aUKoT6TkVWg. Другие мультимедийные материалы доступны на Google Диске по адресу https://goo.
gl/FPyKYD. Материалы подготовила Эрин Истерлинг, цифровой продюсер Инженерного колледжа Пердью, 765-49.6-3388, [email protected]
Аннотация
Динамические многоядерные участки, образованные мобилизованными ионами меди в селективном каталитическом восстановлении
. Парех, 2 Сичи Ли, 1 Артур Дж. Ши, 2 Хуэй Ли, 1 Джон Р. Ди Иорио, 2 Джонатан Д. Альбаррасин-Кабалеро, 2 1 90 Алексей Езерец0114 Jeffrey T. Miller, 2 W. Nicholas Delgass, 2 Fabio H. Ribeiro, 2 William F. Schneider, 1 * Rajamani Gounder 2 *
1 Department of Chemical и биомолекулярной инженерии, Университет Нотр-Дам, Нотр-Дам, IN 46556, США
2 Школа химического машиностроения им. Чарльза Д. Дэвидсона, Университет Пердью, 480 Stadium Mall Drive, West Lafayette, IN 47907, USA
3 Cummins Inc.