[go: up one dir, main page]

RU2690849C1 - Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes - Google Patents

Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2690849C1
RU2690849C1 RU2018146305A RU2018146305A RU2690849C1 RU 2690849 C1 RU2690849 C1 RU 2690849C1 RU 2018146305 A RU2018146305 A RU 2018146305A RU 2018146305 A RU2018146305 A RU 2018146305A RU 2690849 C1 RU2690849 C1 RU 2690849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
catalyst
combustion
carrier
oxide
Prior art date
Application number
RU2018146305A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович Коваленко
Павел Витальевич Романов
Дмитрий Викторович Толмачев
Дмитрий Игоревич Воронин
Раиса Ивановна Кузьмина
Original Assignee
Евгений Иванович Коваленко
Павел Витальевич Романов
Дмитрий Викторович Толмачев
Дмитрий Игоревич Воронин
Раиса Ивановна Кузьмина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Иванович Коваленко, Павел Витальевич Романов, Дмитрий Викторович Толмачев, Дмитрий Игоревич Воронин, Раиса Ивановна Кузьмина filed Critical Евгений Иванович Коваленко
Priority to RU2018146305A priority Critical patent/RU2690849C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690849C1 publication Critical patent/RU2690849C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88Molybdenum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to catalytic chemistry and specifically to molybdenum-supported sulphide catalysts on a three-dimensional porous support which can be used for combustion of any type of fuel and industrial wastes, including those containing sulphur compounds (hydrocarbon fuel, waste oil, wood, hard coal, peat, wood and vegetable wastes, tires and wood-particle boards), and detoxification of gas emissions. Developed catalyst composition can also be used for purification and synthesis gas production. Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes contains heat-resistant porous carrier with copper oxide applied on it, wherein molybdenum oxide is additionally applied on carrier in following ratio of components, wt. %: copper oxide - 1.0–3.0; molybdenum oxide - 2.0–4.5; support - the rest. Carrier can be made of γ-aluminium oxide or chamotte.EFFECT: technical result of the invention is to increase the combustion temperature of fuel and industrial wastes while reducing the amount of toxic substances formed during combustion of fuel and wastes, including those containing sulphur compounds.1 cl, 3 tbl, 41 ex

Description

Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к молибденмедным сульфидным катализаторам на трехмерном пористом носителе, которые могут быть использованы для сжигания любого вида топлива и промышленных отходов, в том числе содержащих соединения серы (углеводородного топлива, отработанных масел, древесины, каменного угля, торфа, древесных и растительных отходов, шин и древесно-стружечных плит), и детоксикации газовых выбросов. Разработанный состав катализатор может быть использован также для очистки и получения синтез-газа.The invention relates to the field of catalytic chemistry, namely to molybdenum sulfide catalysts on a three-dimensional porous carrier, which can be used to burn any type of fuel and industrial waste, including those containing sulfur compounds (hydrocarbon fuel, waste oils, wood, coal, peat , wood and vegetable waste, tires and chipboards), and detoxification of gas emissions. The developed composition of the catalyst can also be used for the purification and production of synthesis gas.

Известны катализаторы для конверсии углеводородов, содержащие металл группы VIII (железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платину) на носителе. Предпочтение отдается платине или палладию, либо их смеси. Приемлемый катализатор включает в себя от 0,1 до 1 вес.%. Наилучшим вариантом исполнения является содержание металла от 0,25 до 0,5 вес.%. В настоящее время доступен широкий диапазон материалов носителя, среди которых наиболее распространенным является окись алюминия. Материал носителя может иметь сферическую форму или форму гранул другого вида. Подложка может характеризоваться практически непрерывной многоканальной керамической структурой, такой, как у вспененного материала или монолита с однородной системой каналов (патент на изобретение РФ № 2151164, МПК:C10G9/36).Known catalysts for the conversion of hydrocarbons containing a metal of group VIII (iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum) on the carrier. Preference is given to platinum or palladium, or a mixture thereof. Acceptable catalyst includes from 0.1 to 1 wt.%. The best option is the metal content from 0.25 to 0.5 wt.%. A wide range of carrier materials is currently available, among which the most common is alumina. The material of the carrier may have a spherical shape or the shape of granules of another type. The substrate can be characterized by an almost continuous multichannel ceramic structure, such as in a foamed material or a monolith with a homogeneous channel system (patent for invention of the Russian Federation No. 2151164, IPC: C10G9 / 36).

Известны также другие катализаторы на основе благородных металлов для конверсии углеводорода (заявка на изобретение РФ №98103990, МПК: B01J21/06, заявка на изобретение РФ №2006122808, МПК: B01J23/40).Other catalysts based on noble metals for hydrocarbon conversion are also known (application for invention of the Russian Federation No. 98103990, IPC: B01J21 / 06, application for the invention of the Russian Federation No. 2006122808, IPC: B01J23 / 40).

Недостатком указанных катализаторов является использование дорогостоящих благородных металлов и их низкая устойчивость к воздействию каталитических ядов.The disadvantage of these catalysts is the use of expensive noble metals and their low resistance to the effects of catalytic poisons.

Известен никель-медный оксидный катализатор на подложке, выполненной из алюминия или его сплава. Катализатор получают плазменно-электрохимическим методом путем обработки подложки в щелочном электролите, содержащем ацетат никеля и ацетат меди и дополнительно включающем тринатрийфосфат, тетраборат и вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: ацетат никеля Ni(СН3СОО)2·4Н2O-5-20; ацетат меди Cu(СН3СОО)2·Н2 O-1,3-5,0; тринатрийфосфат Na3PO4·12H2O-20-30; тетраборат натрия Na2B4O 7·10H2O-10-20; вольфрамат натрия Na2WO4·2H2O-1-3. Плазменно-электрохимическую обработку проводят в гальваностатическом режиме импульсным током, либо переменным, либо переменным однополярным при длительности импульсов 0,0033-0,04 с, напряжении 240-400 В, эффективной плотности тока 5-20 А/дм2 и расходе количества электричества 1500-6000 Кл/дм2 формируемого каталитически активного слоя. Полученный катализатор является устойчивым в области температур 300-500° и обеспечивает степень конверсии СО в CO2 в широких пределах от 37 до 97% (патент РФ на изобретение №2342999, МПК B01J 37/34).Known nickel-copper oxide catalyst on a substrate made of aluminum or its alloy. The catalyst is obtained by the plasma-electrochemical method by treating the substrate in an alkaline electrolyte containing nickel acetate and copper acetate and additionally including trisodium phosphate, tetraborate and sodium tungstate in the following ratio of components, g / l: nickel acetate Ni (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O -5-20; copper acetate Cu (CH 3 COO) 2 · H 2 O-1.3-5.0; trisodium phosphate Na 3 PO 4 · 12H 2 O-20-30; sodium tetraborate Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O-10-20; sodium tungstate Na 2 WO 4 · 2H 2 O-1-3. Plasma-electrochemical treatment is carried out in galvanostatic mode by pulsed current, either alternating or alternating unipolar, with a pulse duration of 0.0033-0.04 s, voltage 240-400 V, effective current density 5-20 A / dm 2 and consumption of the amount of electricity 1500 -6000 C / dm 2 formed by the catalytically active layer. The resulting catalyst is stable in the temperature range of 300-500 ° and provides a degree of conversion of CO to CO 2 in a wide range from 37 to 97% (RF patent for invention No. 2342999, IPC B01J 37/34).

Недостатком катализатора является высокое содержание активного металла и сложная технология получения, ограниченная область его применения.The disadvantage of the catalyst is the high content of active metal and complex production technology, limited scope of its application.

Известен катализатор для беспламенного сжигания природного газа. Данный катализатор содержит в качестве активного компонента оксид металла IV периода, например, оксид никеля или оксид кобальта, или оксид железа, или оксид марганца, нанесенный на пористый керамический носитель в виде многоканального монолита с удельной поверхностью 0,3 - 20 м2 и объемом пор 0,21 - 0,41 см3/г (патент РФ на изобретение №2086298, МПК: B01J23/70, B01J23/34, B01J23/70).Known catalyst for flameless combustion of natural gas. This catalyst contains as an active component a period IV metal oxide, for example, nickel oxide or cobalt oxide, or iron oxide, or manganese oxide, deposited on a porous ceramic carrier in the form of a multichannel monolith with a specific surface area of 0.3 - 20 m 2 and a pore volume 0.21 - 0.41 cm 3 / g (RF patent for invention No. 2086298, IPC: B01J23 / 70, B01J23 / 34, B01J23 / 70).

Однако данный катализатор характеризуется мало развитой удельной поверхностью и рекомендован только для одного вида топлив.However, this catalyst is characterized by a poorly developed specific surface area and is recommended for only one type of fuel.

Известен алюмокобальтмолибденовый катализатор гидрообессеривания нефтяного сырья, содержащий в своем составе оксид кобальта, оксид молибдена и оксид алюминия, при следующем соотношении компонентов, масс.%: оксид кобальта – 3,0-9,0, оксид молибдена – 10,0-24,0 масс.%, оксид алюминия – остальное (Заявка РФ №2002124681, МПК: C10G 45/08, B01J 23/887, 16.09.2002).Known alumocobaltmolybdenum catalyst for hydrodesulfurization of crude oil, containing in its composition cobalt oxide, molybdenum oxide and alumina, in the following ratio of components, wt.%: Cobalt oxide - 3.0-9.0, molybdenum oxide - 10.0-24.0 wt.%, aluminum oxide - the rest (RF Application No. 2002124681, IPC: C10G 45/08, B01J 23/887, 16.09.2002).

Известен также промышленный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, содержащий в своем составе кобальт или никель, молибден и носитель (Al2O3), и обладающий высокой каталитической активностью в реакциях гидрирования серо-, азот- и кислородсодержащих соединений (патент РФ на изобретение №2478428, МПК: B01J 23/882).Also known is an industrial catalyst for hydrotreating hydrocarbon feedstock containing cobalt or nickel, molybdenum and carrier (Al 2 O 3 ) in its composition, and having a high catalytic activity in hydrogenation reactions of sulfur, nitrogen and oxygen-containing compounds (RF patent for invention No. 2478428, IPC: B01J 23/882).

Недостатком известных решений является пригодность катализаторов только для получения нефтепродуктов с низким содержанием серы.A disadvantage of the known solutions is the suitability of catalysts only for the production of petroleum products with low sulfur content.

Известен катализатор для сжигания топлива и очистки газовых выбросов от оксидов азота и углерода (II), содержащий термостойкий пористый носитель с нанесенным на него оксидом меди и метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца, при следующем соотношении компонентов, масс.%: оксид меди - 0,5-2,0; метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца - 1,0-3,0; носитель - остальное.Known catalyst for burning fuel and cleaning gas emissions from nitrogen oxides and carbon (II), containing heat-resistant porous media coated with copper oxide and methylcyclopentadienyl tricarbonyl manganese, in the following ratio of components, wt.%: Copper oxide - 0.5-2, 0; methyl cyclopentadienyltricarbonyl manganese — 1.0-3.0; the carrier is the rest.

Недостатком данного катализатора является необходимость использования органических растворителей для приготовления исходного пропиточного раствора метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца. Кроме того, катализатор является неустойчивым к действию серосодержащих соединений.The disadvantage of this catalyst is the need to use organic solvents for the preparation of the original impregnating solution of methyl cyclopentadienyl tricarbonyl manganese. In addition, the catalyst is unstable to the action of sulfur-containing compounds.

Наиболее близким к предлагаемому решению является катализатор для сжигания топлив, который включает термостойкий пористый носитель на основе оксида алюминия или шамота с нанесенными на него оксидом никеля и оксидом меди при следующем соотношении компонентов, масс. %: оксид меди - 1,0-3,0; оксид никеля - 0,5-2,5; носитель – остальное (Патент РФ на изобретение №2394643, МПК: B01J 23/72, B01J 23/755, B01J 21/04, F23Q 2/30).Closest to the proposed solution is a catalyst for burning fuels, which includes a heat-resistant porous carrier based on aluminum oxide or chamotte coated with nickel oxide and copper oxide in the following ratio of components, mass. %: copper oxide - 1.0-3.0; nickel oxide - 0.5-2.5; the carrier is the rest (Patent of the Russian Federation for the invention No. 2394643, IPC: B01J 23/72, B01J 23/755, B01J 21/04, F23Q 2/30).

Данный катализатор обеспечивает высокую теплоотдачу и эффективную очистку дымовых газов от токсичных веществ, таких как оксиды азота, углерода, водорода, метана, спиртов, альдегидов и эфиров.This catalyst provides high heat transfer and efficient cleaning of flue gases from toxic substances such as oxides of nitrogen, carbon, hydrogen, methane, alcohols, aldehydes and esters.

Недостатком известного катализатора является его неустойчивость к действию каталитических ядов - серосодержащих соединений.The disadvantage of the known catalyst is its instability to the action of catalytic poisons - sulfur-containing compounds.

Известно, что катализаторы, содержащие металлы VI, VIII группы системы Менделеева, быстро отравляются соединениями серы (Герасимов Я.И. Курс физической химии. Т. 2. 1964. 624 с.). Поскольку серосодержащие соединения присутствуют во всех видах углеводородного топлива и многих промышленных отходах, то при их сжигании происходит отравление активных центров катализатора.It is known that catalysts containing metals of the VI, VIII groups of the Mendeleev system are quickly poisoned with sulfur compounds (Gerasimov Ya.I. The course of physical chemistry. T. 2. 1964. 624 p.). Since sulfur-containing compounds are present in all types of hydrocarbon fuels and many industrial wastes, when they are burned, the active centers of the catalyst are poisoned.

Технической проблемой настоящего изобретения является разработка эффективного катализатора, не содержащего благородные металлы, обеспечивающего высокотемпературное сжигание любого вида топлива и промышленных отходов, в том числе содержащих соединения серы, а также обеспечивающего детоксикацию газовых выбросов.The technical problem of the present invention is to develop an effective catalyst that does not contain noble metals, provides high-temperature combustion of any type of fuel and industrial waste, including those containing sulfur compounds, as well as providing detoxification of gaseous emissions.

Технический результат заключается в повышении температуры горения топлива и промышленных отходов при уменьшении количества токсичных веществ, образующихся в процессе горения топлива и отходов, в том числе содержащих соединения серы.The technical result is to increase the temperature of combustion of fuel and industrial waste while reducing the amount of toxic substances formed in the process of burning fuel and waste, including those containing sulfur compounds.

Поставленная задача решается тем, что в катализаторе для сжигания топлива, содержащем термостойкий пористый носитель с нанесенным на него оксидом меди, согласно решению, на носитель дополнительно нанесен оксид молибдена, при следующем соотношении компонентов, масс. %The problem is solved by the fact that in the catalyst for combustion of fuel containing a heat-resistant porous carrier coated with copper oxide, according to the decision, molybdenum oxide is additionally deposited on the carrier, in the following ratio of components, mass. %

оксид меди -1,0-3,0;copper oxide -1.0-3.0;

оксид молибдена - 2,0-4,5;molybdenum oxide - 2.0-4.5;

носитель – остальное.the carrier is the rest.

Носитель может быть выполнен из γ-оксида алюминия или шамота. Используемые носители отличаются достаточной удельной поверхностью, высокой термостабильностью и устойчивы к тепловым нагрузкам, возникающим в ходе реакций окисления топлив, что обеспечивает долговременную химическую и механическую стабильность катализатора. The carrier can be made of γ-alumina or chamotte. The carriers used are distinguished by a sufficient specific surface area, high thermal stability, and are resistant to thermal loads arising during fuel oxidation reactions, which ensures the long-term chemical and mechanical stability of the catalyst.

γ - Оксид алюминия имеет удельную поверхность 150-200 м2/г, средний радиус пор 40-50 Ǻ, прочность на раздавливание - 25 МПа. Шамот имеет кажущуюся плотность 0,4 г/см3, предел прочности при сжатии 3,5 Н/мм2 и теплопроводность 70 Вт/мК при 650°С.γ - Aluminum oxide has a specific surface of 150-200 m 2 / g, an average pore radius of 40-50, crushing strength - 25 MPa. Chamotte has an apparent density of 0.4 g / cm 3 , compressive strength of 3.5 N / mm 2 and thermal conductivity of 70 W / mK at 650 ° C.

Предлагаемый катализатор получают последовательным нанесением ацетата меди и молибдата аммония на носитель методом пропитки из водных растворов солей: ацетата меди и парамолибдата аммония с диметилсульфоксидом, соответственно, сушку после каждой пропитки и прокаливание в токе воздуха.The proposed catalyst is obtained by sequential deposition of copper acetate and ammonium molybdate on a carrier by impregnation from aqueous solutions of salts: copper acetate and ammonium paramolybdate with dimethyl sulfoxide, respectively, drying after each impregnation and calcination in a stream of air.

Для подтверждения достижения технического результата были приготовлены катализаторы с различным значением содержания активных компонентов (примеры 1-35). В таблице 1 приведено количественное содержания веществ в катализаторе и рабочих растворах, использованных в процессе изготовления катализаторов.To confirm the achievement of the technical result, catalysts with different content of active components were prepared (examples 1-35). Table 1 shows the quantitative content of substances in the catalyst and working solutions used in the process of manufacturing catalysts.

Катализаторы готовили следующим образом.The catalysts were prepared as follows.

Носитель γ-оксид алюминия (г-Al2O3 с Sуд.=196 м2/г), выполненный в виде цилиндров диаметром 4 мм и высотой 4-5 мм, в количестве 50,0 г прокаливали в муфельной печи при температуре 500ºС в течение 2 часов. Готовили 100 мл водного раствора, содержащего необходимое количество ацетата меди, и заливали им прокаленный носитель. Пропитывали при комнатной температуре в течение 24 часов, выпаривали оставшийся раствор ацетата меди на водяной бане, высушивали образец при температуре 120ºС и затем пропитывали в 100 мл водного раствора, содержащего необходимое количество парамолибдата аммония и диметилсульфоксида в течение 24 часов. Затем выпаривали избыток раствора, высушивали катализатор при 200°С и прокаливали его при температуре 300°С.The γ-alumina carrier (g-Al 2 O 3 with Ssp. = 196 m 2 / g), made in the form of cylinders with a diameter of 4 mm and a height of 4-5 mm, in the amount of 50.0 g was calcined in a muffle furnace at a temperature of 500 ° C within 2 hours. Prepare 100 ml of an aqueous solution containing the required amount of copper acetate, and pour calcined carrier over it. Soaked at room temperature for 24 hours, evaporated the remaining solution of copper acetate in a water bath, dried the sample at a temperature of 120 ° C, and then soaked in 100 ml of an aqueous solution containing the required amount of ammonium paramolybdate and dimethyl sulfoxide for 24 hours. Then an excess of the solution was evaporated, the catalyst was dried at 200 ° C and calcined at 300 ° C.

Катализаторы, в качестве носителя которых использован шамот, представляющий собой смесь оксидов кремния и алюминия, готовили аналогичным образом.Catalysts, in which carrier chamotte, which is a mixture of silica and aluminum, was used, were prepared in a similar way.

Содержание меди в пропиточном растворе определяли йодометрическим методом в кислой среде при добавлении небольшого количества 1М раствора серной кислоты и после введения иодистого калия, титрование проводили тиосульфатом натрия в присутствии крахмала. Оттитрованный раствор имел цвет слоновой кости вследствие наличия трудно растворимого иодида меди (I).The copper content in the impregnating solution was determined by the iodometric method in an acidic medium by adding a small amount of 1 M solution of sulfuric acid and after the introduction of potassium iodide, the titration was performed with sodium thiosulfate in the presence of starch. The titrated solution was ivory-colored due to the presence of poorly soluble copper (I) iodide.

Количественный анализ молибдена проводили комплексонометрическим методом при обратном титровании в избытке раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты раствором сульфата меди при индикаторе ПАН (пиридилазонафтол).A quantitative analysis of molybdenum was carried out by the complexometric method with the reverse titration of an excess solution of ethylenediaminetetraacetic acid with a solution of copper sulfate with the indicator PAN (pyridyzononaphol).

Примеры составов катализаторов, а также количественного содержания веществ в рабочих (пропиточных) раствора, использованных для приготовления катализаторов, приведены в таблице 1.Examples of the composition of catalysts, as well as the quantitative content of substances in the working (impregnating) solution used for the preparation of catalysts, are given in table 1.

Таблица 1. Примеры содержания веществ в катализаторе и рабочих растворахTable 1. Examples of the content of substances in the catalyst and working solutions


приме-
ра
No
apply
ra
Содержание
оксида молибдена в катализаторе,
масс. %
Content
molybdenum oxide in the catalyst,
masses %
Содержание
оксида меди в катализаторе, масс. %
Content
copper oxide in the catalyst, mass. %
Содержание
парамолибдата аммония в пропиточном растворе, г
Content
ammonium paramolybdate in the impregnating solution, g
Содержание
ацетата меди в пропиточном растворе, г
Content
copper acetate in the impregnating solution, g
Содержание диметилсульфоксида
в пропиточном растворе, г
DMSO content
in the impregnating solution, g
1one 1,51.5 1,01.0 0,9480,948 1,3351,335 0,502        0.502 22 1,51.5 1,51.5 0,9480,948 2,0032,003 0,502        0.502 33 1,51.5 2,02.0 0,9480,948 2,6702,670 0,502        0.502 4four 1,51.5 2,52.5 0,9480,948 3,3383,338 0,502        0.502 5five 1,51.5 3,03.0 0,9480,948 4,0064,006 0,502        0.502 66 2,02.0 1,01.0 1,2641,264 1,3351,335 0,6700.670 77 2,02.0 1,51.5 1,2641,264 2,0032,003 0,670         0.670 8eight 2,02.0 2,02.0 1,2641,264 2,6702,670 0,6700.670 99 2,02.0 2,52.5 1,2641,264 3,3383,338 0,6700.670 10ten 2,02.0 3,03.0 1,2641,264 4,0064,006 0,6700.670 11eleven 2,52.5 1,01.0 1,5801,580 1,3351,335 0,8380.838 1212 2,52.5 1,51.5 1,5801,580 2,0032,003 0,8380.838 1313 2,52.5 2,02.0 1,5801,580 2,6702,670 0,8380.838 1414 2,52.5 2,52.5 1,5801,580 3,3383,338 0,8380.838 1515 2,52.5 3,03.0 1,5801,580 4,0064,006 0,8380.838 16sixteen 3,03.0 1,01.0 1,8961,896 1,3351,335 1,0051,005 1717 3,03.0 1,51.5 1,8961,896 2,0032,003 1,005         1,005 1818 3,03.0 2,02.0 1,8961,896 2,6702,670 1,005         1,005 19nineteen 3,03.0 2,52.5 1,8961,896 3,3383,338 1,0051,005 2020 3,03.0 3,03.0 1,8961,896 4,0064,006 1,0051,005 2121 3,53.5 1,01.0 2,2122,212 1,3351,335 1,1731,173 2222 3,53.5 1,51.5 2,2122,212 2,0032,003 1,1731,173 2323 3,53.5 2,02.0 2,2122,212 2,6702,670 1,173         1,173 2424 3,53.5 2,52.5 2,2122,212 3,3383,338 1,1731,173 2525 3,53.5 3,03.0 2,2122,212 4,0064,006 1,1731,173 2626 4.04.0 1,01.0 2,5282,528 1,3351,335 1,3401,340 2727 4,04.0 1,51.5 2,5282,528 2,0032,003 1,3401,340 2828 4,04.0 2,02.0 2,5282,528 2,6702,670 1,3401,340 2929 4,04.0 2,52.5 2,5282,528 3,3383,338 1,3401,340 30thirty 4,04.0 3,03.0 2,5282,528 4,0064,006 1,3401,340 3131 4,54.5 1,01.0 2,8442,844 1,3351,335 1,5071.507 3232 4,54.5 1,51.5 2,8442,844 2,0032,003 1,5071.507 3333 4,54.5 2,02.0 2,8442,844 2,6702,670 1,5071.507 3434 4,54.5 2,52.5 2,8442,844 3,3383,338 1,5071.507 3535 4,54.5 3,03.0 2,8442,844 4,0064,006 1,5071.507 3636 5,05.0 1,01.0 3,1603.160 1,3351,335 1,6751,675 3737 5,05.0 3,53.5 3,1603.160 4,6764.676 1,6751,675 3838 5,05.0 0,50.5 3,1603.160 0,6670.667 1,6751,675 3939 1,51.5 3,53.5 0,9480,948 4,6764.676 0,5020.502 4040 1,51.5 3,03.0 0,9480,948 4,0064,006 0,5020.502 4141 2,02.0 3,53.5 1,2641,264 4,6764.676 0,6700.670

Было исследовано влияние катализаторов, полученных в примерах 1-41, на температуру продуктов горения топлива, а также на экологическую чистоту горения различных топлив, результаты исследований приведены в таблицах 2 и 3.The influence of the catalysts obtained in examples 1-41 on the temperature of the combustion products of the fuel, as well as on the ecological purity of the combustion of various fuels, was studied, the results of the research are shown in Tables 2 and 3.

Испытания проводились в каталитическом теплогенераторе мощностью 250 кВт при сжигании природного газа, угля, мазута, нефтешлама и резинотехнических отходов с загрузкой 4 кг катализатора при времени контакта 0,8 сек. Температура продуктов горения определялась термопарой, а состав отходящего газа - газоанализатором АГМ-510М.The tests were carried out in a 250 kW catalytic heat generator with the combustion of natural gas, coal, fuel oil, sludge and rubber waste with a load of 4 kg of catalyst at a contact time of 0.8 seconds. The temperature of the combustion products was determined by a thermocouple, and the composition of the exhaust gas was determined with an AGM-510M gas analyzer.

Таблица 2. Влияние состава катализатора на температуру газов горения топлива Table 2. The influence of the composition of the catalyst on the temperature of the combustion gases of the fuel


примера
No
an example
Содержание
оксида молибдена,
масс. %
Content
molybdenum oxide,
masses %
Содержание
оксида меди, масс. %
Content
copper oxide, mass. %
Содержание
оксида алюминия, масс. %
Content
aluminum oxide, mass. %
Температура продуктов горения угля, °СThe temperature of the combustion products of coal, ° C
1one 1,51.5 1,01.0 98,598.5 765765 22 1,51.5 1,51.5 97,097.0 771771 33 1,51.5 2,02.0 96,596.5 777777 4four 1,51.5 2,52.5 96,096.0 790790 5five 1,51.5 3,03.0 95,595.5 790790 66 2,02.0 1,01.0 97,097.0 820820 77 2,02.0 1,51.5 96,596.5 835835 8eight 2,02.0 2,02.0 96,096.0 846846 99 2,02.0 2,52.5 95,595.5 853853 10ten 2,02.0 3,03.0 95,095.0 810810 11eleven 2,52.5 1,01.0 96,596.5 830830 1212 2,52.5 1,51.5 96,096.0 845845 1313 2,52.5 2,02.0 95,595.5 844844 1414 2,52.5 2,52.5 96,096.0 851851 1515 2,52.5 3,03.0 94,594.5 853853 16sixteen 3,03.0 1,01.0 97,097.0 850850 1717 3,03.0 1,51.5 95,595.5 847847 1818 3,03.0 2,02.0 95,095.0 845845 19nineteen 3,03.0 2,52.5 94,594.5 840840 2020 3,03.0 3,03.0 94,094.0 847847 2121 3,53.5 1,01.0 95,595.5 851851 2222 3,53.5 1,51.5 95,095.0 850850 2323 3,53.5 2,02.0 94,594.5 841841 2424 3,53.5 2,52.5 94,094.0 851851 2525 3,53.5 3,03.0 93,593.5 847847 2626 4.04.0 1,01.0 95,095.0 848848 2727 4,04.0 1,51.5 94,594.5 849849 2828 4,04.0 2,02.0 94,094.0 842842 2929 4,04.0 2,52.5 93,593.5 846846 30thirty 4,04.0 3,03.0 93,093.0 852852 3131 4,54.5 1,01.0 94,594.5 848848 3232 4,54.5 1,51.5 94,094.0 846846 3333 4,54.5 2,02.0 93,593.5 841841 3434 4,54.5 2,52.5 93,093.0 839839 3535 4,54.5 3,03.0 92,592.5 840840 3636 5,05.0 1,01.0 94,094.0 820820 3737 5,05.0 3,53.5 91,591.5 810810 3838 5,05.0 0,50.5 94,594.5 800800 3939 1,51.5 3,53.5 95,095.0 790790 4040 1,51.5 3,03.0 95,595.5 780780 4141 2,02.0 3,53.5 94,594.5 800800

Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что в интервалах значений массовой доли оксида меди от 1 до 3 % и оксида молибдена от 2 до 4,5 %, значение температуры продуктов горения топлива в каталитическом теплогенераторе является максимальным.The data presented in table 2 indicate that in the ranges of the mass fraction of copper oxide from 1 to 3% and molybdenum oxide from 2 to 4.5%, the temperature of the combustion products of the fuel in the catalytic heat generator is maximum.

Каталитическая активность алюмомедномолибденового катализатора обусловлена наличием на поверхности катализатора центров разной структуры, активных в протекании реакций окисления компонентов топлива и окислительно-восстановительного взаимодействия оксидов азота, углерода(II) и углеводородов. В присутствии диметилсульфоксида на стадии приготовления катализатора оксиды меди и молибдена сульфидируются с образование соответствующих сульфидов (CuS, MoS2, CuMoS), которые устойчивы к действию каталитических ядов (соединения серы, азота, кислорода, хлора). The catalytic activity of the alumina-molybdenum catalyst is due to the presence on the catalyst surface of centers of different structure, active in the course of oxidation reactions of the components of the fuel and the redox interaction of nitrogen oxides, carbon (II) and hydrocarbons. In the presence of dimethyl sulfoxide, at the catalyst preparation stage, copper and molybdenum oxides are sulfided to form the corresponding sulfides (CuS, MoS 2 , CuMoS), which are resistant to the action of catalytic poisons (compounds of sulfur, nitrogen, oxygen, chlorine).

Таблица 3. Состав отходящих газов при горении различных топливTable 3. The composition of the exhaust gases during combustion of various fuels

Вид
топлива
View
fuel
Состав отходящих газов Flue gas composition
NOX, мг/м3 NO X , mg / m 3 CH4, мг/м3 CH 4 mg / m 3 CO, мг/м3 CO, mg / m 3 Серасуммарная, мг/м3 Sulfur total , mg / m 3 CO2,
% об.
CO 2 ,
% vol.
Природный
газ
Natural
gas
4646 2020 3434 2828 7,97.9
МазутMazut 4141 5353 5050 30thirty 10,110.1 УгольCoal 6464 4040 1515 3131 7,27.2 НефтешламOil sludge 6060 3232 2222 2626 7,47.4 Резинотехнические отходыRubber waste 4242 2626 3232 2222 9,49.4

Таким образом, предлагаемый катализатор обеспечивает высокую теплоотдачу и эффективную очистку дымовых газов от токсичных веществ, в том числе серосодержащих (таблица 3).Thus, the proposed catalyst provides high heat transfer and effective cleaning of flue gases from toxic substances, including sulfur-containing (table 3).

Кроме того, отсутствие в составе катализатора благородных металлов, позволяет снизить его себестоимость и сделать более доступным для конечного потребителя.In addition, the absence of noble metals in the composition of the catalyst makes it possible to reduce its cost and to make it more accessible to the end user.

Claims (3)

1. Катализатор для сжигания топлива и промышленных отходов, содержащий термостойкий пористый носитель с нанесенным на него оксидом меди, отличающийся тем, что на носитель дополнительно нанесен оксид молибдена, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. A catalyst for burning fuel and industrial waste containing a heat-resistant porous carrier coated with copper oxide, characterized in that the carrier is additionally coated with molybdenum oxide, in the following ratio, wt.%: оксид медиcopper oxide 1,0-3,01.0-3.0 оксид молибденаmolybdenum oxide 2,0-4,52.0-4.5 носительcarrier остальноеrest
2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что носитель выполнен из γ-оксида алюминия или шамота.2. The catalyst according to claim 1, characterized in that the carrier is made of γ-alumina or chamotte.
RU2018146305A 2018-12-25 2018-12-25 Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes RU2690849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146305A RU2690849C1 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146305A RU2690849C1 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690849C1 true RU2690849C1 (en) 2019-06-06

Family

ID=67037434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146305A RU2690849C1 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690849C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0709446B1 (en) * 1994-10-28 1999-12-01 BP Chemicals Limited Hydrocarbon conversion process
RU2394643C1 (en) * 2009-01-27 2010-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Fuel combustion catalyst
RU2478428C1 (en) * 2011-12-09 2013-04-10 Учреждение Российской Академии наук Интитут катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Catalyst for hydrofining hydrocarbon material, hydrofining catalyst support, method of making support, method of making catalyst and method of hydrofining hydrocarbon material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0709446B1 (en) * 1994-10-28 1999-12-01 BP Chemicals Limited Hydrocarbon conversion process
RU2394643C1 (en) * 2009-01-27 2010-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Fuel combustion catalyst
RU2478428C1 (en) * 2011-12-09 2013-04-10 Учреждение Российской Академии наук Интитут катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Catalyst for hydrofining hydrocarbon material, hydrofining catalyst support, method of making support, method of making catalyst and method of hydrofining hydrocarbon material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Farag et al. Carbon versus alumina as a support for Co–Mo catalysts reactivity towards HDS of dibenzothiophenes and diesel fuel
Suzuki et al. Steam reforming of kerosene on Ru/Al2O3 catalyst to yield hydrogen
Korlann et al. Synthesis of bulk and alumina-supported bimetallic carbide and nitride catalysts
Ferrandon et al. Total oxidation catalysts based on manganese or copper oxides and platinum or palladium II: Activity, hydrothermal stability and sulphur resistance
JPH04226191A (en) Aromatic hydrocarbon saturation method for diesel boiling range hydrocarbons
CN106540754A (en) A kind of catalyst for catalytic combustion and its preparation method and application
CN113680352A (en) Low-load Pt-Mn bimetallic catalyst for CO oxidation and preparation method and application thereof
CN110935470B (en) Preparation method of exhaust gas purification catalyst
RU2690849C1 (en) Catalyst for combustion of fuel and industrial wastes
Tanaka et al. Catalyst for steam gasification of wood to methanol synthesis gas
Caloch et al. Improved hydrogenolysis (C–S, C–M) function with basic supported hydrodesulfurization catalysts
Reinhoudt et al. Application of ASA supported noble metal catalysts in the deep hydrodesulphurisation of diesel fuel
KR101514954B1 (en) Process for producing gasoline base and gasoline
JP5537780B2 (en) Light oil composition
US8598059B2 (en) Process for sulfurizing hydrocarbon treatment catalysts
RU2394643C1 (en) Fuel combustion catalyst
RU2672870C1 (en) Catalyst for fuel injection and cleaning gas from oxides of nitrogen and carbon (ii)
JP2001179105A (en) Catalyst for hydrodesulfurization and isomerization of light hydrocarbon oil and method of producing the same
JPH034251B2 (en)
JP2019166488A (en) Desulfurizer for fuel gas, fuel gas desulfurization system and fuel gas desulfurization method
JP3803732B2 (en) Heavy hydrocarbon oil hydrotreating catalyst, production method thereof, and heavy hydrocarbon oil hydrotreating method using the same
CN100360223C (en) Sulfur-containing gas catalytic incineration catalyst, preparation method and application
JP4564673B2 (en) Light hydrocarbon oil hydrotreating catalyst, method for producing the same, and light hydrocarbon oil hydrotreating method using the same
JPS6050489B2 (en) Catalyst for purifying exhaust gas containing sulfur compounds
JP4817405B2 (en) Hydrodesulfurization catalyst and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201226