Разработка и исследование никельмедных катализаторов нанесенного типа для очистки газовых выбросов от оксидов азота

• Автор: Дульнев, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Каталитическая очистка газовых выбросов от оксидов азота

1.2. Носители и нанесенные катализаторы на их основе

1.3. Постановка задачи исследований 3

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2Л. Объекты исследования 3

2Л. 1. Исходное сырье для приготовления катализаторов 3

2Л.2. Приготовление носителей катализаторов

2Л .2.1. Методика приготовления носителя катализатора

конверсии природного газа с водяным паром марки НИАП-18

2.1.2.2. Методика приготовления носителя катализатора конверсии метана с водяным паром марки НИАП-03-01
2.1.2.3. Методика приготовления блочных
ячеистых носителей
2.1.3. Методика приготовления катализаторов пропиткой
керамических носителей
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определение химического состава
2.2.2. Определение общей удельной поверхности
2.2.3. Определение удельной наружной поверхности
2.2.4. Определение пористости и порозности
2.2.5. Определение среднего диаметра ячейки
2.2.6. Рентгенографический анализ
2.2.7. Комплексный термический анализ
2.2.8. Измерение механической прочности
2.2.9. Насыпная плотность

2.2.10. Определение водопоглощения носителей катализаторов
2.2.11. Определение термостойкости носителей
2.2.12. Схема установки по исследованию газодинамического сопротивления катализаторов
2.2.13. Термопрограммируемое восстановление
2.2.14. Схема установки по исследованию активности катализаторов в процессе очистки газов от оксидов азота
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА
3.1.Разработка и исследование блочного ячеистого носителя
3.2.Исследование свойств различных носителей
4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ НИКЕЛЬМЕДНОЙ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Определение оптимальных условий приготовления катализаторов
4.2. Исследование процесса формирования активной фазы юо
4.3.Изучение активности катализаторов в реакции восстановления оксидов азота 11з
4.4. Освоение производства и промышленное внедрение разработанных катализаторов
5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НИКЕЛЬМЕДНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ С ДОБАВКАМИ ДРУГИХ АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ
5.1. Исследование процесса формирования активной фазы ]
5.2.Изучение активности катализаторов в реакции восстановления оксидов азота
5.3.Определение оптимального состава никельмедькобальтовых
катализаторов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Загрязнение воздушного бассейна промышленными отходами и неблагоприятные последствия этого загрязнения ставят проблему сохранения чистоты окружающей среды в число одной из важнейших. Одними из наиболее опасных загрязнителей атмосферы являются оксиды азота. Наибольшая концентрация оксидов азота в газовых выбросах наблюдается в отходящих газах производств неконцентрированной азотной кислоты. Радикальным и наиболее хорошо освоенным в промышленности методом очистки газовых выбросов от оксидов азота является их каталитическое восстановление до молекулярного азота с помощью различных восстановителей.
В агрегатах производств неконцентрированной азотной кислоты УКЛ-7 и АК-72 реализована высокотемпературная очистка с использованием природного газа в качестве восстановителя. В качестве катализатора этого процесса повсеместно используется палладийсодержащий катализатор АПК-2 [1]. Известно, что катализаторы на основе благородных металлов, таких как палладий и платина, обладают уникальными каталитическими свойствами и, прежде всего, высокой активностью и полифункциональностью. Однако, при всех преимуществах подобные катализаторы имеют чрезвычайно высокую стоимость, а при их эксплуатации происходит безвозвратная потеря благородных металлов. В связи с этим актуальной задачей является разработка катализаторов на основе переходных металлов способных заменить традиционно используемые палладиевые контакты.
Практическая реализация методов каталитической очистки газов основана на применении высокоэффективных катализаторов, разработка которых представляет сложную проблему, так как наряду с высокой активностью и селективностью они должны иметь большую механическую прочность, термостабильность, развитую геометрическую поверхность, устойчивость к воз-

% - навеска образца, г;
4,38 - площадь, занимаемая 1 см3 азота при мономолекулярном покрытии при температуре -195,9 °С (температура кипения жидкого азота), см2.
Точность измерения удельной поверхности ± 10%.
2.2.3. Определение удельной наружной поверхности
Изменение удельной наружной поверхности контролировали методом воздухопроницаемости при помощи пневматического поверхностемсра конструкции Товарова (Т-3). Удельную поверхность исследуемого порошка (м2/кг) рассчитывали по формуле:
с _ 14^ [Г /тДР
= ,т(.-.)/г77^’ ( '
где: Б - площадь сечения слоя порошк, м2;
ДР - давление воздуха под слоем, Па; ц - динамическая вязкость воздуха, Па-с;
V - объем воздуха, м3; г - время, с;
€ - пористость уплотненного слоя, %;
Ь - высота слоя, м;
рт - плотность частиц порошка, кг/м3.
Порозность уплотненного слоя определяли из соотношения:
_ Рт Рн (2.3)

где: рн - насыпная плотность слоя, кг/м