Температура катализатора: Sorry! This site is experiencing technical difficulties.

  • 01.09.1977

Содержание

Регенератор катализатора температуры катализатора — Справочник химика 21

    Этот реактор, по-видимому, работает при абсолютном давлении около 1,4 am и температуре 455 С, а регенератор—при температуре окало 590 °С. В указанной системе нет ясно различимого уровня слоя, а количество уносимого материала, поступающего в циклоны, весьма велико и соответствует полной циркуляции всего катализатора в течение 36 мин. Степень возврата катализатора, поступающего в циклоны, составляет 99,98%. [c.381]

    В регенераторе установки каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора сжигают 8 350 кг/ч кокса. Определить температуру катализатора на выходе из регенератора, если известно масса циркулирующего катализатора С к.ц= 1 200 ООО кг/ч расход воздуха 11,5 кг/кг кокса воздух подается с температурой 25 °С температура катализатора на входе в регенератор 480°С теплота сгорания кокса (с учетом неполного сгорания в СО2) (Зр=23 442 кДж/кг удельная теплоемкость (С) катализатора 1,046, кокса 1,255, воздуха 1,0 и дымовых газов 0,45 кДж/(кг-К). 

[c.173]


    Для разогрева регенератора при пуске установки имеется топка П-2, где нагревается воздух, направляемый в регенератор. Когда температура катализатора в регенераторе достигает 300° С, топка П-2 отключается, и топливо подается непосредственно в кипящий слой регенератора вплоть до выхода на нормальный режим. [c.201]

    Регулирование температуры в реакторе и регенераторе. Температуру в реакторе можно регулировать степенью нагрева и количеством сырья, поступающего в реактор, а также количеством циркулирующего в системе катализатора. Температуру в регенераторе можно регулировать в пределах технологического регламента за счет съема тепла в его змеевиках температуру пара на входе в последующие секции змеевика снижают, увеличивая подачу воды. Кроме того, регулировать температуру в регенераторе можно из» менением количества циркулирующего катализатора и степени его закоксованности, а также изменением подачи в него воздуха. Крайне важно поддерживать температуру в электрофильтрах в пределах 180—250 °С. При понижении температуры возможно налипание катализаторной пыли на стенках электрофильтров. Более высокая температура также нежелательна. 

[c.89]

    Регенераторы. Регенераторы служат для восстановления (регенерации) отработанного катализатора. Для этого необходимо выжечь кокс, покрывший поверхность катализатора. Температура катализатора после выжигания кокса очень высока, поэтому до подачи в реактор его охлаждают до 500—560 °С. 

[c.280]

    Одной из причин, которая может обусловливать ускорение процесса дезактивации, является увеличение коксообразования, приводящее к возможности значительного повышения температуры поверхности при регенерации. Другой причиной может служить снижение температуры спекания Поверхностей,, на которых металлы отлагаются (флюсующее влияние). Этот механизм в известной степени подтвержден в лабораторных условиях опытами по дезактивации двух образцов А и Б, отобранных от одной и той же партии катализатора. Образец А незагрязненный, но образец Б содержал металлы в количествах, близких к указанным в табл. 7. Оба образца дезактивировали одновременно при одинаковом термическом воздействии. После 3 час. нагрева при 900° образец, содержавший металлы, имел меньшую удельную новерхность измеренные величины удельной поверхности составляли соответственно 201 и 163 м г. Опыты по крекингу показали, что металлы на образце Б все еще оставались активными каталитическими ядами и после процесса дезактивации. Это позволяет предположить, что в данном случае в зернах катализатора оказалось изолированным лишь весьма небольшое количество металлов. Необходимо, однако, помнить, что в лабораторных опытах металлы отлагались одновременно и но всей поверхности катализатора, в то время как на заводской установке механизм образования отложений на катализаторе совершенно иной. В заводских условиях металл отлагается небольшими количествами на зернах активного катализатора, причем каждое отложение металла сопровождается отложением больших количеств кокса. В регенераторе удаление значительной части этого кокса приводит к повышению температуры поверхности, что сопровождается связыванием металлов и некоторого количества остаточного кокса в порах зерна. Поры незагрязненного катализатора аналогичным способом затягиваются под действием высоких температур при этом мелкие поры закрываются в первую очередь. Этот процесс объясняет увеличение диаметра пор дезактивированного катализатора. На промышленных установках многократное отложение и связывание небольших количеств металлов обеспечивает значительно более эффективное удаление их с активных поверхностей, чем при двухступенчатом лабораторном процессе. 

[c.263]


    Время десорбции воды рассчитывается так же, как длительность окисления при этом используются уравнения (1Х,31), (IX,32) и (IX,33). Приведем результаты одного расчета. Катализатор поступает в регенератор с температурой 400° С и нагревается до 650°С, время его пребывания в верхней зоне на основании предыдущего расчета составляет 10 мин нижняя зона имеет пять слоев (четыре решетки ст] =0,4), длительность пребывания катализатора в нижней зоне для снижения содержания воды до 0,1 г/кг по расчету должна составлять 34 мин. Если время пребывания в нижней зоне сокра- 
[c.243]

    Распределение воздуха и сбор газа. В каждой зоне выжига (или регенерации) находится система для равномерного распределения воздуха по сечению аппарата, а также сбора и вывода дымовых газов. В зависимости от места расположения зоны оборудованы охлаждающим змеевиком соответствующей поверхности или ие имеют его вовсе. Например, в верхней части регенератора, где температура катализатора в начальной стадии выжига низкая, змеевик отсутствует внизу же, где регулируется температура выводимого из аппарата сильно нагретого катализатора, змеевик обладает наибольшей поверхностью. 

[c.1740]

    В нефтезаводской практике применяются различные схемы секций подготовки сырья в пределах крекинг-установки. Вопрос выбора технологической схемы подготовительной секции является довольно сложным. При этом приходится принимать во внимание качество сырья, особенности выбранной системы крекинга, мощность регенератора, начальную температуру сырья, требования, предъявляемые к эксплуатационной гибкости крекинг-установки, и т. д. Весьма важным моментом, в значительной мере предопределяющим технологическую схему подготовительной секции, является выбор конечной температуры нагрева сырья перед контактированием его с катализатором. 

[c.72]

    С, откуда передается в реактор 4. Сюда же из бункера 5 непрерывно подается по трубе-стояку 6 горячий шариковый катализатор диаметром до 5 мм. Обогащенный коксом катализатор движется вниз, где перед выходом из реактора обрабатывается перегретым водяным паром, с целью отделения летучих углеводородов. Подъемником 10 катализатор подается через бункер 13 в регенератор 12. Регенерированный катализатор с добавкой свежего подъемником 11 вновь передается в бункер 5. Температура в реакторе поддерживается в пределах от 480 до 500°С и давление— от 0,7 до 1,1 ата. Регенерация катализатора производится при температуре около 600°С. Выходящая из слоя катализатора смесь паров продуктов крекинга и водяного пара направляется в ректификационную колонну 7, с верха которой газ, пары бензина и воды поступают в конденсатор 8 и затем в газоотделитель 9. 

[c.251]

    Независимо от схемы циркуляции, температура катализатора на разных участках неодинакова. Циркулирующий катализатор приходит в контакт с разными средами в реакторе с сырьем и водяным паром, в регенераторе с воздухом и продуктами сгорания, а между ними с транспортирующими его потоками, В реакторе температура катализатора (шарикового) понижается примерно с 520—560 до 450—480°, а в регенераторе катализатор вначале нагревается до 600—680°, а затем охлаждается до 530—580°. [c.61]

    В зонах сжигания температура катализатора повышается, а в зонах охлаждения понижается. Кривая изменения температуры катализатора в регенераторе имеет зигзагообразный вид, так как за нагревом катализатора следует его охлаждение, затем снова 

[c.91]

    В верху регенератора охлаждающих змеевиков не ставят (см. верхние три секции на фиг. 25). Поступающий в регенератор катализатор имеет относительно низкую температуру, поэтому здесь нет необходимости его охлаждать. В верху регенератора начинается процесс сжигания кокса. [c.92]

    Внизу регенератора катализатор проходит между трубами змеевиков и охлаждается. Здесь температура его доводится до той, которая является приемлемой для эксплуатации пневмоподъемника и целесообразной для работы реактора. Для равномерного опускания катализатора регенератор снабжен выравнивателем потока. 

[c.92]

    Кроме подогрева катализатора подаваемым в пневмоподъемники воздухом, дополнительно прогревают катализатор в самом регенераторе. Для этого зажигают форсунки в топке под давлением, включают воздуходувку, питающую воздухом регенератор, и горячими продуктами сгорания топлива прогревают катализатор. Дополнительный прогрев катализатора в регенераторе начинают вести при достижении температуры катализатора в аппаратуре 120-130°. [c.138]

    После включения реактора на ноток паров сырья более тщательно следят за температурой катализатора в регенераторе. Обычно через 15—30 мин. после включения реактора в верхних секциях регенератора начинается подъем температуры, указывающий на начало горения кокса. 

[c.143]

    Понижение температуры воздуха необходимо также и в том случае, если повышается температура катализатора на выходе из регенератора. [c.144]

    В начале пуска регенератора, а также при малом количестве выжигаемого кокса на катализаторе температуру воздуха на входе в регенератор несколько повышают. [c.144]

    Во время пускового периода надо тщательно регулировать режим в реакторе, чтобы не допустить слишком большого коксоотложения на катализаторе до вывода регенератора на режим. С другой стороны, надо поддерживать заданную коксовую нагрузку, чтобы можно было выжечь кокс в регенераторе и чтобы температура катализатора на выходе из регенератора не была недопустимо низкой. [c.147]


    Прекращение подачи воды резко нарушает температурный режим регенератора. При отсутствии охлаждения температура катализатора во всех секциях повысится. [c.150]

    Причинами неполной регенерации катализатора могут быть недостаточная подача воздуха в регенератор и низкая температура катализатора в основных секциях выжига кокса. [c.152]

    Разрыв трубы змеевика водяного охлаждения может произойти в результате прогара трубы из-за высокой температуры (при прекращении циркуляции воды) или износа стенок труб под действием потока катализатора. Высокое содержание солей и кислорода в воде ведет к отложению накипи на внутренних поверхностях змеевиков и к коррозии труб, что в свою очередь способствует их прогару. Признаками попадания воды в поток катализатора являются высокое содержание влаги в дымовых газах на выходе из регенератора (обнаруживается анализом дымовых газов на содержание влаги и повышенное содержание крошки и пыли в катализаторе, отводимом из регенератора. [c.153]

    Прп циркуляции катализатор приходит в контакт с разными средами в реакторе — с сырьем, продуктами реакцип и водяным паром, в регенераторе — с воздухом и продуктами сгорания кокса, а между ними — с транспортирующими потоками. Температура катализатора меняется вдоль контура циркуляции, в частности в реакторе понижается, а в регенераторе повьппается. [c.11]

    Загрузка первой порции катализатора в регенератор. Катализатор иодается из хранилища с умеренной скоростью, не ири-водящей к падению температуры в регенераторе ниже 200°. Когда уровень слоя катализатора поднимается выше форсунки для сжигания жидкого дистиллятного топлива, подачу катализатора в регенератор уменьшают или временно прекращают. В результате сжигания в регенераторе чистого дистиллятного топлива и использования воздухоподогревателя температуру в регенераторе поднимают до 425 . [c.270]

    Температуру крекинг-процесса можно регулировать изменением степени нагрева катализатора в регенераторе, кратности циркуляции катализатора или температуры предварительного нагрева сырья. [c.30]

    Содержание кокса на катализаторе из регенератора может повышаться в результате недостаточной подачи воздуха в регенератор, низкой температуры катализатора в зоне регенерации или увеличенной подачи в оды над кипящий слой катализатора, повышения отложения кокса на катализаторе, выходящем из реактора, и увеличения скорости циркуляции катализатора. Повышенное содержание кокса на регенерированном катализаторе при повторном коксоотложении может привести к значительному накоплению кокса на катализаторе в реакторе н к резкому увеличению температуры в зоне регенерации. Поэтому оператор должен поинимать срочные меры с целью уменьшения количества кокса на катализаторе, выходящем из регенератора. В случае повышения содержания кокса на катализаторе необходимо немедленно провести следующие операции увеличить подачу воздуха в регенератор (в маточники), уменьшить подачу рециркулирующего шлама или повысить температуру регенерации до максимальной, указанной в технологической карте, слегка снизить количество циркулирующего катализатора в системе и таким образуй увеличить время пребывания катализатора в зоче регенерации. Если при этом не достигаются удовлетворительные результаты — прекратить подачу рисайкла и в случае необходимости снизить производительность установки. [c.177]

    Ограничения на зависимые переменные ХТС имеют следующий вид выход влажного газа (ВЛГАЗ) 14 270 мЗ/ч расход нестабилизированного бензина (НЕСТБЕНЗ) 1 153 125 л/день температура катализатора над входом воздуха (ТКВ) 691 С температура катализатора над охлаждающими змееви-,ками (ТКЗ) 6915 с- мольная доля 0 в газе нижней зоны регенератора (ХОз) 0,05 массовая доля остаточного кокса или катализатора (ХКК) 0,01 температура катализатора в вертикальной трубе-затворе (ТКБТ) = = 496 — 579,4 С. . [c.322]

    Вариант реконструкции, разработанный ГрозНИИ и ИНХП АН Азерб. ССР [7], предусматривает крекинг сырья и рециркулята в двух вертикальных лифт-реакторах, заканчивающихся зонами форсированного псевдоожиженного слоя (рис. 6.19). Закрксо-ванный катализатор через зону десорбции по катализаторопрово-ду подается в секционированный двумя провальными решетками регенератор. Катализатор с верхней решетки противотоком потоку воздуха поступает во вторую зону, температура которой поддерживается в пределах 650—680° С, затем в нижнюю зону, где и заканчивается регенерация при 630—650° С. Регенерированный катализатор по стоякам поступает в захватное устройство лифт-реактора. Режим и показатели крекинга, ожидаемые после реконструкции с повышением производительности в 1,5—1,6 раза, приведены в табл. 6.8. [c.248]

    Закоксованный катализатор через зону десорбции по катали-заторопроводу подается в секционированный двумя провальными решетками регенератор. Катализатор с верхней решетки противотоком воздушному потоку поступает во вторую зону, температура в Которой поддерживается 650-680 С, затем в нижнюю зону, где и заканчивается регенерация при температуре 630-650 С. Регенерированный катализатор по стоякам поступает в захватное устройство лифт-реактора. Режим и показатели крекинга по этому варианту приведены в табл. 2.8. [c.58]

    Когда температура в реакторе достигнет 180—200 °С, зажигают форсунку в пароперегревателе I (см. рис. 34), повышают температуру пара до 350—400 °С и ускоряют разогрев реак,тора. Одновременно разогревают нагрева-тельно-фракщюнирующую часть. По достижении в реакторе нормального уровня катализатора налаживают циркуляцию его в реакторно-регенерированном блоке. Устанавливают избыточное давление в реакторе 0,4— 0,5 кгс/см путем перепуска газа на прием I ступени компрессоров и сброса его через регулирующий клапан на факел. Подают воздух на аэрацию в стояк регенератора и устанавливают избыточное давление на дозирующей задвижке 2 равным 1,1—1,2 кгс/см После того как циркуляция катализатора в системе реактор — регенератор станет устойчивой и в аппаратах будут достигнуты нормальные уровни катализатора, температуру катализатора повышают в реакторе до 480—490 °С, а в регенераторе до 580 °С. Затем можно включать реактор на поток сырья. [c.121]

    В реакторе 5, расположенном неносредственно над регенератором 6, перерабатывается около 2450 mj ymKu сырья, из них 1450 ткутки первичного и 1000 т1сутки вторичного. В секции каталитического крекинга поддерживается следующий режим температура катализатора при входе в реактор 575°, температура крекинга 465—470°, отношение веса циркулирующего катализатора к весу углеводородной загрузки реактора от 5 1 до 6 1, циркуляция катализатора до 500 т/час, допустимое образование [c.43]

    Для проектируемых регенератороз время пребывания в них катализатора устанавливается расчетным путем. В действующих регенераторах продолжительность пребывания катализатора зависит от интенсивности его циркуляции между реактором и регенератором чем она выше, тем с большей скоростью данная порция катализатора проходит через оба эти аппарата и тем менее продолжительное время она в них находится. С увеличением количества 1 окса па катализаторе и понижением температуры процесса регенерации требуется больше времени для выжига. [c.92]

    Температуру в регенераторе регулируют, изменяя коксообра-зование в реакторе, так как количество выделяющегося в регенераторе тепла зависит от количества кокса, поступающего в него на сжигание из реактора. Значительная часть этого тепла выводится из регенератора катализатором и дальше передается сырью. Часть тепла, выделяющегося при сжигании кокса, уносится нз регенератора продуктами сгорания. На многих установках флюид горячие газы регенерации перед поступлением их в дымовую трубу охлаждаются в паровом котле-утилизаторе с целью производства водяного пара. [c.126]

    Количество циркулирующего между реактором и регенератором катализатора зависит от мощности установки, температуры предварительного нагрева и качества сырья, температуры реакцрш, глубины крекинга сырья и других условий. [c.126]

    Вогнутое днище работает удовлетворительно в условиях пропуска потоков со значительно различающимися температурами. В этой части регеаератора температура воздуха повышается с 90 до 540°, а температура катализатора изменяется от 565 до 620 . Температура корпуса регенератора равна примерно 93°. [c.130]

    За счет тепла выделяющегося при сжигании кокса, при сбалансированной циркуляции катализатора температура в perene- .аторе поддерживается на уровне 580—610°, а в реакторе 470— 500°. Нарушение режима давлений приводит к изменению уровней катализатора и к нарушению температурного режима. Если, например давление в реакторе существенно возрастает против нормального то уровень катализатора в регенераторе поднимается, а в отпарной секции и реакторе опх.скается. Одновременно [c.182]

    Газы, отводимые с верха регенератора по линии 11, поступают в дымовую трубу. Ответвленный поток этих газов используется для продувки катализатора (до 7 т1час), направляемого в отвеиватель (на рис. 102 не показан) из бункера-сепаратора 7. В нижней половине регенератора расположены четыре секции охлаждающих змеевиков, которые служат для регулирования температуры катализатора и цроизводства водяного пара давлением 42 ати. [c.240]

    Дпя борьбы с догоранием окиси углерода в верхней части регенератора разбрызгивается вода (конденсат втздяногб пара). С ростом содержания катализатора в потоке газов увеличивается и расход воды вследствие необходимости охлаждения не только-газов, но и повышенного количества уносимого ими катализатора. Как показала практика эксплуатации регенераторов установок модели IV, борьба с догоранием окиси углерода путем разбрызгивания большого количества воды приводит иногда к резкому падению температуры катализатора в плотном слое и нарушению-нормального режима процесса [105]. [c.265]

    Во всех систе1иах каталитического крекинга с движущимся слоем катализатора тепловые балансы реактора и регенератора взаимосвязаны. Тепло, необходимое для нагрева сырья до температуры реакции и осуществления самого процесса, вносится двумя источниками из регенератора потоком регенерированного катализатора и из трубчатой печи с подогретым сырьем. При повышенном коксообразовании тепла сгорания кокса достаточно для обеспечения всего количества тепла и необходимая температура предварительного нагрева сырья достигается уже в системе теплообменников. Однако на современных промышленных установках предпочитают сооружать печи, поскольку это сообщает процессу гибкость при изменении качества сырья и глубины конверсии. [c.51]


Каталитическая конверсия оксида углерода первой и второй ступени — Переработка

Каталитическая конверсия оксида углерода первой и второй ступени играет важнейшую роль в различных газохимических процессах. При её надлежащем исполнении удаётся существенно повысить качество водородсодержащих газовых смесей на существующих промышленных установках. В значительной степени это определяет эффективность работы крупнотоннажных агрегатов аммиака, а также планируемый перевод различных отраслей промышленности н транспортных средств на использование водородной технологии. Конверсия оксида углерода обеих ступеней функционально связана со структурой применяемых каталитических систем и свойствами входящих в их состав промоторов. В представленной статье дан глубокий анализ фундаментальных и прикладных исследований по данной проблеме.

Конвертированный газ после вторичного риформинга содержит большое количество моно- и диоксида углерода. Компоненты газовой смеси участвуют в ряде каталитических реакций:

СО + Н2О → СО2 + Н2 + Q

СО + 0,5О2 → СО2

СО + 3Н2 → СН4 + Н2О

СО2 + 4Н2 → СН4 +2Н2О

Н2 + 0,5О2 → Н2О

Для стадий среднетемпературной конверсии (СТК) и низкотемпературной конверсии (НТК) основной является первая реакция, так как она позволяет получить значительное количество дополнительного водорода на промышленных установках.

Данная реакция является обратимой, и поэтому состав конкретной смеси определяется константой равновесия Kp из соотношения

 

Из этого соотношения, в частности, следует, что равновесие данной реакции не зависит от давления.

Зависимость константы равновесия от температуры определяется выражением [1]


Из этого уравнения следует, что реакцию желательно проводить при возможно более низкой температуре. В реальных производственных условиях её осуществляют в две ступени – в аппаратах среднетемпературной и низкотемпературной конверсий.

Зависимость теплового эффекта ΔН реакции конверсии CO от температуры при постоянном давлении описывается выражением [2].


Степень конверсии монооксида углерода может быть повышена за счёт увеличения содержания водяного пара в реакционной смеси или путём удаления диоксида углерода из конвертора.

Катализаторы для подобных окислительно-восстановительных реакций наряду с высокой активностью должны обладать селективными свойствами. Этим требованиям вполне соответствуют как катализаторы низкотемпературной конверсии НТК-4, НТК-8, К-CO, НИАП-06-06 на основе цинка и меди, так и катализаторы среднетемпературной конверсии СТК-1-5, СТК-2-5, СТК-1М, НИАП-05-01 на основе Fe3O4  и Cr2O3.

В аппарате НТК на поверхности частиц катализатора могут протекать следующие химические реакции:

СО + 3Н2 → СН4  + Н2О

СО2 + 4Н2 → СН4 +2Н2О

2СО → СО2 + С

СuО + СО → Сu + СО2

СuО +Н2 → Сu + Н2О

ZnО + СО → Zn + СО2

ZnО + Н2 → Zn + Н2О

Сu + HCl → CuСl + 0,5Н2

Сu + 2HCl → CuСl2 + Н2

Сu + Н2S → CuS + H2

2Сu + Н2S → Cu2S + H2

ZnO + 2HCl → ZnCl2 +H2

ZnO +H2S → ZnS + H2O

ZnO + CO2 → ZnCO3

Конверсия СО I ступени (СТК) 

Поступающий в реактор среднетемпературной конверсии газ имеет следующий состав, об. %:


Соотношение водяной пар: газ составляет около (0,65÷0,75):1 и поддерживается за счёт пара, поступающего в первичный и вторичный риформинг [3]. В аппарат среднетемпературной конверсии загружается 70÷90 м3 катализатора, содержащего оксиды хрома и железа. Максимальная рабочая температура не должна превышать 430 °С в любой части аппарата. Восстановление катализатора начинают при температуре 240 °С путём подачи в аппарат реакционной газовой смеси с объёмной скоростью 150÷200 ч-1. Процесс заканчивается по достижении в слое катализатора температуры 300÷305 °С.

Анализ результатов исследований свидетельствует о том, что активной фазой железохромового катализатора является Fe3O4, образующийся в процессе восстановления. В присутствии оксида хрома формируется твёрдый раствор Fe3O4∙Cr2O3 с замещением части ионов железа в кристаллической решётке Fe3O4 ионами Cr3+. По мнению авторов [4], оксид хрома выступает в качестве стабилизатора активного компонента.

Во многих промышленных катализаторах среднетемпературной конверсии СО содержится сера. Она может попадать вместе с потоком газа на выходе СТК на катализатор низкотемпературной конверсии СО и отравлять его. По этой причине серу удаляют повышением температуры до 371 °С при соотношении пар : газ около 3 перед подачей газовой смеси в аппарат НТК.

Органические сернистые соединения в присутствии железохромового катализатора реагируют с водяным паром, образуя сероводород. Степень конверсии зависит от их содержания, и в случае превышения им 1 % происходит постепенное отравление катализатора за счёт реакции

Fe3O4 + 3Н2S + Н2 ↔ 3FeS + 4H2O + 79,5 кДж/моль.

Значения константы равновесия этой реакции при различных температурах приведены ниже:


Новые отечественные и зарубежные катализаторы не требуют проведения их обессеривания и по указанной причине весьма удобны в эксплуатации. Надо иметь в виду, что в отсутствие водяного пара в конвертируемом газе или при его недостатке может происходить восстановление оксида железа до металлического состояния. Тем самым инициируется реакция метанирования, то есть превращение оксида углерода в метан.

При низком содержании водяного пара на поверхности железохромового катализатора возможно протекание нежелательной реакции Будуара:

2СО ↔ С + СО2+ 172,5 кДж/моль.

Образующийся углерод пассивирует поверхность катализатора, снижая тем самым его активность [5]. Для предотвращения этого объёмная концентрация водяного пара должна поддерживаться не ниже 15 об. %.

Благодаря экзотермичности процесса температура в конверторе повышается на 8÷10 °С на каждый процент конверсии оксида углерода.

С целью повышения эффективности процесса современные катализаторы СТК СО работают при более низкой температуре, в основном за счет добавок промоторов, особенно КМnО4. Надо иметь в виду, что активным компонентом этого типа катализаторов является магнетит, и перевосстановление Fe3О4  до Fe вызывает потерю его каталитической активности. С такими катализаторами процесс в промышленности проводят при температуре после конвертора СО I ступени не более 430 °С, объёмной доле СО ниже 4 %, объёмном соотношении пар : газ (0,56÷0,66):1.

Железохромовые катализаторы используются как в «старых» схемах производства аммиака на базе парокислородной или высокотемпературной конверсии метана, так и в современных крупных агрегатах, работающих по энерготехнологическому принципу. В «старых» схемах процесс проводится в одну стадию только на железохромовом катализаторе типа СТК-1 при атмосферном давлении или при 2÷3 МПа в присутствии таблетированного СТК-2. В крупных аммиачных агрегатах рекомендуется использовать железохромовые катализаторы марок СТК-1-5, СТК-2-5, СТК-1М, НИАП-05-01.

Основные показатели, характеризующие работу железохромовых катализаторов в «старых» и «новых» схемах приведены в таблице 1. 


Катализатор НИАП-05-01 производства ООО «НИАП-КАТАЛИЗАТОР» обеспечивает превращение СО, близкое к равновесному, при температурах 320÷450 °С.

Каталитическая система термостабильна и успешно противостоит высоким рабочим температурам с перегревами до 550 °С без снижения активности.

Ангарским заводом катализаторов и органического синтеза поставлен на производство катализатор СТК-05 (марки СТК-05-1 и СТК-05-3) для среднетемпературной паровой конверсии СО в процессах производства аммиака, водорода, а также для очистки газовых выбросов от оксида углерода и органических примесей [6].

Основные показатели этих марок согласно ТУ 2171-017-46693103-2005 приведены в таблице 2.



Конверсия СО II ступени (НТК) 

В сочетании со среднетемпературной конверсией (СТК) монооксида углерода в отечественной и мировой практике широко используется его низкотемпературное превращение в диоксид углерода. В этом случае в реактор загружается 70,1 м3 низкотемпературного катализатора, и аппарат рассчитан на работу при входной температуре не выше 240 оС.

Читать полностью

VK-701 LEAP5™ | Catalysts | Products

Решение перспективных задач сокращения выбросов SO

2 с помощью нового сернокислотного катализатора Топсе VK-701 LEAP5™

Введение
Ванадиевые катализаторы с цезиевым промотором, появившиеся во второй половине 80-х гг. прошлого века, показали себя весьма эффективным средством для сокращения выбросов SO2 сернокислотных установок за счёт своей высокой активности в области низких температур.

В 1996 г. компания Топсе предложила на рынок катализатор VK69, разработанный для работы на последних полках аппаратов ДК/ДА [1, 2]. Катализатор этой марки значительно превосходит по активности как катализаторы, промотированные соединениями калия, так и цезиевые катализаторы первых версий. При использовании катализатора VK69 на последней полке существующего аппарата ДК/ДА, работающего по схеме 3+1, можно добиться двукратного снижения выбросов SO2, либо повышения производительности на 15-20% без роста выбросов SO2. С помощью катализатора VK69 стало возможным обеспечить концентрацию SO2 в выхлопе менее 100 ppm на аппаратах ДК/ДА по схеме 3+1.

Тем не менее, продолжающееся ужесточение нормативных требований ставит перед сернокислотной промышленностью новые задачи по снижению выбросов SO2, так что целевая конверсия составляет порядка 99.8–99.95% (0.3-1.3 кг SO2/т H2SO4) в случае аппаратов ДК/ДА или – для аппаратов одинарного контактирования – выше 98–99% (6.5–13 кг SO2/т H2SO4). Для многих существующих производств такие предельные нормативы оказываются трудноразрешимой задачей в свете их нынешней либо перспективной производительности.

Отвечая на новые требования рынка, компания Топсе разработала совершенно новый катализатор, получивший наименование VK-701 LEAP5™, главной задачей которого должно стать низкотемпературное превращение крепких газов, имеющих определённую степень предварительной конверсии. Новый катализатор Топсе поднимает планку промышленно достижимой конверсии SO2 на аппаратах как одинарного, так и двойного контактирования.

Теоретические основы

Промышленные сернокислотные катализаторы в качестве ключевого компонента используют оксиды ванадия, а также сульфаты щелочных элементов в качестве промотора, которые нанесены на инертный кремнезёмный пористый носитель. Такие композиции являются катализаторами типа ЖФН (жидкая фаза на носителе), окисление SO2 на которых протекает как гомогенная реакция в плёнке расплава, покрывающей поверхность пор материала носителя.

Щелочные промоторы в составе катализатора – это, прежде всего, соединения калия и натрия, но некоторые катализаторы используют и цезиевые промоторы, потому что соединения цезия обеспечивают превосходную активность в области низких температур. К настоящему времени опубликованы данные многочисленных исследований, касающихся координационной химии активного расплава ванадиевого катализатора и механизма реакции, но тем не менее детальный механизм всё ещё изучен не до конца. С другой стороны, имеются убедительные доводы в пользу того, что лишь ванадий со степенью окисления V5+ активен в каталитическом цикле превращения, участвуя в нём в виде димерного оксо-сульфатного комплекса [3].

В стационарном состоянии катализатор характеризуется таким распределением комплексов ванадия в активном расплаве, которое находится в состоянии равновесия с газовой фазой. Вследствие этого расплав содержит в определённых количествах ванадий в степенях окисления V5+, V4+ и V3+. Однако соединения V4+ и V3+ не проявляют каталитической активности. При этом глубина восстановления ванадия будет расти при низких температурах и при высоком парциальном давлении SO2. Кроме того важно отметить, что некоторые соединения V4+ при температуре ниже 460 °C будут кристаллизоваться, что при дальнейшем понижении температуры может привести к постепенному снижению содержания комплексов V5+ в активном расплаве. В конечном результате вследствие такого восстановления и частичного перехода ванадия в твёрдую фазу активность стандартного ванадиевого катализатора, промотированного калием, при определённой минимальной температуре (порядка 360 °C) падает почти до нуля.

Скорость каталитической химической реакции может лимитироваться скоростью внешнего массо- и теплопереноса к поверхности гранул катализатора, скоростью внутреннего массопереноса в пористой структуре, либо собственно скоростью химической реакции. В случае сернокислотного катализатора, работающего при низкой температуре в среде крепкого газа, самой медленной стадией окажется именно скорость химического превращения. Скорость реакции будет зависеть от химической природы активного расплава, но в значительной степени также и от характера распределения активного расплава по носителю и от скорости растворения и транспорта газа в активном расплаве. В стационарных условиях активный плав будет находиться в  равновесии с окружающей газовой средой. При этом распределение активного расплава на носителе будет определяться свойствами поверхности диатомитового носителя на наноуровне, такими как смачиваемость и сила поверхностного натяжения. Для промышленных сернокислотных катализаторов заполнение крупных пор объёмными слияниями каталитического расплава, в которых транспорт газа оказывается значительно ограничен, чревато ощутимой потерей активности.

Компания Хальдор Топсе А/О разработала совершенно новый катализатор, получивший наименование VK-701, который основан на абсолютно оригинальной технологии, названной LEAP5™, при использовании которой удаётся преодолеть названные ограничения и обеспечить необычайно высокую активность катализатора. Для того, чтобы усовершенствовать катализатор, в частности, обеспечив очень высокое содержание V5+, компанией Топсе были предприняты следующие шаги:

  • Изменение структурной морфологии и поверхностных характеристик носителя.
  • Оптимизация активной композиции для работы в среде газа с высоким содержанием SO3.

На первом этапе идеи по созданию нового катализатора отрабатывались в лабораторных реакторах, после чего, основываясь на полученных данных, подтвердивших высокую активность новой композиции, компания Топсе продолжила разработки уже с использованием пилотных установок для изготовления и тестирования катализатора. Выполненная широкая программа исследований вновь подтвердила превосходную активность и стабильность продукта, который при этом демонстрировал полностью удовлетворительные показатели механической прочности и перепада давления. В компании Топсе была установлена и отлажена новая уникальная производственная линия для производства катализатора по нашей новой технологии LEAP5™. Катализатор был запущен в полномасштабное производство, и для полученного продукта, катализатора VK-701, все целевые рабочие параметры были уверенно подтверждены.

Свойства и рабочие показатели катализатора VK-701 LEAP5™

Новый катализатор марки VK-701 LEAP5™ разработан для работы при низкой температуре в среде крепких газов, имеющих определённую степень предварительной конверсии. Фотография этого катализатора приведена на Рис. 2, а основные характеристики катализатора следующие:

Марка катализатора: VK-701 LEAP5™
Размер, форма гранул: 12 мм Цветок
Область применения: Нижние полки аппаратов одинарного контактирования; 3 полка аппаратов ДК/ДА, работающих по схеме 3+1 и 3+2
Рабочая температура: 400-500 °C
Температура зажигания: 310 °C
Термостабильность: 650 °C

Выбор размера гранул катализатора – это всегда поиск компромисса между активностью и перепадом давления. При работе на крепких газах с определённой степенью предварительной конверсии внутренняя диффузия в порах катализатора оказывает не столь сильное влияние на протекание реакции, поэтому для VK-701 была выбрана наша стандартная форма, 12 мм Цветок, который обеспечивает меньший перепад давления по сравнению с 9 мм Цветком. Перепад давления по такому катализатору в расчёте на единицу высоты слоя равен перепаду давления, который имеют хорошо опробованные катализаторы Топсе с формой 12 мм Цветка (VK38, VK48 и VK59).Учитывая, что композиция катализатора VK-701 имеет в своей основе хорошо известные материалы, применяемые в производстве сернокислотных катализаторов, после завершения срока эксплуатации этого катализатора не потребуется каких-либо специальных мер при его утилизации.

Активность катализатора VK-701 в зависимости от рабочей температуры при работе на газе исходного состава 10% SO2, 10% O2 и высокой степенью предварительной конверсии – показана в сопоставлении с традиционными катализаторами Топсе VK48 и VK59. В сравнении с стандартным калий-промотированным катализатором VK48, катализатор марки VK59 демонстрирует существенно более высокую активность в области температур ниже 430 °C благодаря влиянию добавок цезия. Однако активность нового катализатора VK-701 превосходит уровень VK59 примерно в два раза во всём интервале рабочих температур.

Высокая концентрация V

5+

Главным скачком вперёд в новой технологии LEAP5™ Топсе стало формирование в активном расплаве катализатора высокой концентрации ванадия со степенью окисления V5+. VK-701 производится с достаточно высоким общим содержанием ванадия, однако оно всё же не намного выше, чем у других промышленных катализаторов. При этом в процессе промышленной эксплуатации активный расплав катализатора адаптируется к условиям рабочего газа. Для того, чтобы более подробно исследовать этот процесс перехода к равновесному состоянию, в лаборатории Топсе были проведены эксперименты по измерению концентрации ванадия в различных степенях окисления в зависимости от температуры. Образцы различных катализаторов измельчались, после чего для каждого просеиванием отбиралась фракция с размером частиц 1-2 мм. Такая проба катализатора загружалась в изотермический стеклянный реактор, и на катализатор подавался поток газа, содержащий 10% SO2 и 10% O2 с предварительной конверсией 93%. Спустя сутки катализатор резко охлаждался до комнатной температуры в азоте, после чего анализировался для определения концентрации в нём V5+, V4+ и V3+ методом трёхстадийного окислительно-восстановительного титрования.

Результаты анализа показали, что в условиях проводившихся испытаний ванадий в катализаторе присутствовал во всех этих трёх степенях окисления, хотя содержание V3+ было крайне низким. Стандартный катализатор VK48 при 380-440 °C содержит в определённом количестве активный V5+, однако бόльшая часть ванадия здесь в действительности оказывается в неактивных состояниях V4+ и V3+. Цезийсодержащий катализатор VK59 обнаружил меньшее содержание форм восстановленного ванадия, однако имел примерно ту же концентрацию V5+, что и в VK48. При 380-400 °C содержание V5+ во всех трёх катализаторах оказалось ещё более низким вследствие восстановления V5+ диоксидом серы до V3+ и V4+. Для нового катализатора VK-701 LEAP5™ ситуация складывается совершенно по другому. Этот катализатор имеет существенно более высокую концентрацию ванадия в активной форме V5+, доля которого при 400-440 °C составляет приблизительно 70% от всего содержащегося ванадия. Новый катализатор VK-701 имеет в два-три раза более высокую концентрацию активного ванадия, чем промышленные катализаторы, представленные сегодня на рынке.

Примеры промышленного использования катализатора VK-701 LEAP5™

Первое промышленное внедрение катализатора VK-701 состоялось в одной из сернокислотных установок на Западе, работающей на сжигании серы по технологии одинарного контактирования. Контактный аппарат имеет пять катализаторных полок с непрямым охлаждением между полками 1 и 2, охлаждением прямым добавлением воздуха после полок 2 и 3. Между полками 4 и 5 газ не охлаждается. В исходном газе, подаваемом в контактный аппарат, содержится 8,8% SO2 и 12% O2.

Во время ремонта в 2010 г. катализаторы VK59 и VK48 на последних полках были заменены в равных объёмах катализатором VK-701 для сокращения выбросов SO2 и повышения производительности. До применения катализатора VK-701 установка работала с производительностью 245 т/сутки при входной температуре 4 полки порядка 420 °C при общей конверсии 98,77%, что соответствовало содержанию SO2 в выхлопе на уровне 1000 ppm.

После пуска установки был выполнен тестовый пробег, в ходе которого были проведены замеры содержания SO2 и O2, а также температуры на входе и выходе полок. По данным анализа состава газа и измерений температуры, выполненных в нескольких точках, было выявлено неполное смешивание газа с охлаждающим воздухом на входе 4 полки, что оказывало значительное влияние на итоговые показатели работы. Однако аналогичные измерения, выполненные для пятой полки, показали, что состав газа на её входе был более однородным.

После загрузки 26,4 м3 катализатора VK-701 на последние полки аппарата и снижения входной температуры до 404 °C, содержание SO2 в выхлопе удалось снизить примерно до 720 ppm при одновременном повышении производительности до 266 т/сутки. Таким образом, путем замены катализаторов VK59 и VK48 на новый катализатор марки VK-701 стало возможным сократить выбросы SO2 на 20% (из расчета кг SO2 на т H2SO4), даже при работе с более высокой (на 9%) производительностью. Установленная в ходе тестового пробега активность катализатора VK-701 в два раза превзошла уровень активностии свежего катализатора VK59, несмотря на выявленные проблемы со смешением газа на входе 4 полки.

Преимущества

Повышение доли ванадия в состоянии окисления V5+ обеспечивает катализатору VK-701 LEAP5™ преимущество в активности по сравнению с катализаторами VK48 и VK59 во всём интервале рабочих температур. Катализатор VK-701 LEAP5™ производится с традиционной для компании Топсе формой гранул 12 мм Цветка для обеспечения низкого перепада давления.

Заключение

В ответ на растущие запросы сернокислотной промышленности в отношении сокращения выбросов SO2 компания Топсе разработала новый сернокислотный катализатор, который получил наименование VK-701 LEAP5™. Этот катализатор основан на абсолютно оригинальной технологии LEAP5™ Хальдор Топсе А/О, позволяющей обойти ограничения по массопереносу в фазе активного расплава, которые свойственны современным промышленным катализаторам. Новый катализатор VK-701 имеет в два–три раза более высокую концентрацию ванадия в активном состоянии V5+ по сравнению с другими промышленными катализаторами, и поэтому обладает исключительно высокой активностью в области низких температур в среде крепкого газа с определённой степенью предварительной конверсии.

Для четырёхслойного аппарата одинарного контактирования при использовании катализатора VK-701 на последней полке будет обеспечено 20–30% сокращение выбросов SO2 по сравнению с загрузкой цезийсодержащего катализатора, либо сокращение выбросов на 30–40% по сравнению с загрузкой стандартного катализатора с калиевым промотором. Для большинства контактных аппаратов ДК/ДА, сейчас работающих с максимальной эффективностью, можно добиться дальнейшего снижения выбросов SO2 примерно на 40% за счёт использования катализатора VK-701 на третьей полке, так что содержание SO2 в выхлопе в зависимости от рабочего газа и схемы установки можно будет понизить вплоть до 50 ppm. Опыт эксплуатации загрузки VK-701 LEAP5™ в промышленном контактном аппарате одинарного контактирования, работающем на газе от сжигания серы, подтверждает необычайно высокую активность нового катализатора.

Объединение в одной загрузке высокой активности катализаторов VK-701 и VK69 предоставляет возможность проектировать новые контактные аппараты ДК/ДА по схеме 3+1, которые будут иметь содержание SO2 в выхлопе не выше 20-50 ppm (удельные выбросы 0,1-0,25 кг SO2 /т H2SO4). Для существующих контактных аппаратов возможность значительного сокращения выбросов SO2 при использовании катализатора VK-701 становится привлекательной альтернативой капиталоёмким проектам использования промывки растворами щелочей или пероксида водорода. Даже для установок, уже использующих промывку отходящих газов, внедрение нового катализатора VK-701 может стать экономически целесообразным с точки зрения снижения затрат на реагент, расходуемый для доочистки.

Литература

1. Jensen-Holm, H. (1996). New Catalyst Options for Improved Performance of sulfuric Acid Plants. sulfur ’96, pp 235-49, British sulfur Publishing, London.
2. Jensen-Holm, H. and Hansen, L. (1997). Demonstrated Performance Improvements in sulfuric Acid Plants Using VK-69 Catalyst. sulfur ’97, pp 193-206, British sulfur Publishing, London.
3. Lapina, O.B., Bal’zhinimaev, B.S., Boghosian, S., Eriksen, K. M. and Fehrmann, R. (1999). Catalysis Today, 51, 469-479. 
 


 


 

Высокая эффективность низкая температура катализатора благородной металлической Catalyst для полиграфической промышленности каталитического сгорания блока управления

Основная Информация.

Номер Моделя.

NS-HC-561

Классификация

Organic Waste Gas Combustion

Стандартный класс

Промышленный Сорт

Вид

Амфотерные Оксид

Качество

Первоклассное

Specific Heat Capacity

900-1000j/Kg.K

Active Material

Nm PT/Nm Pd

Concentration Range

1500mg/M3~8000mg/M3

Space Velocity

15000~20000h-1

Торговая Марка

NS

Транспортная Упаковка

Carton/ Wooden Crate

Характеристики

100*100*50mm

Происхождение

China Mainland

Код ТН ВЭД

3815190000

Описание Товара

OC/запах обращения Catalyst 

Каталитический метод сжигания хорошо известен в качестве одного из средств выхлопных газов для лечения ЛОС, которые могут вызвать загрязнение воздуха, запахом. Он является окисление реакции между легковоспламеняющихся газов, таких как ЛОС и воздуха. В случае газов, углеводороды или органических соединений, содержащих кислород в структуре, они конвертируются в ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ CO2 и h3O за счет окисления реакции и он генерирует тепло реагирования для рекуперации тепла 
Печать отработанного газа характеристики 
1. Небольшое количество чернил отработанного газа volatilized во время печати, которая в основном состоит из низкого качества для углеводородов и не содержать бензола, толуола и других вредных компонентов. Созданные сумма рассчитывается как 10% потребления чернил. Как правило, отработанного газа в результате чернила в основном не метана в общей сложности углеводородных органические соединения, подготовленным испарения чернил разбавителя. 
2. Пыль в чернила должны управляться Грифельный черный как фактор загрязнения окружающей среды. PM10 должны быть рассмотрены, и особое внимание следует уделять обращения меры. Если это жирные чернила, его можно рассматривать, в процессе использования, все органические растворители volatilize, только в определенный период времени. 
3. По сравнению с помощью растворителя на основе чернила, есть несколько органических растворителей в виде смещения чернила, так что испарения органических растворителей меньше и загрязнения окружающей среды меньше). Большинство офсетная бумага чернила сушеные за счет окисления conjunctiva или УФ-чернила, сушеные в УФ исцеление. 



                            Не драгоценного металла catalyst                                                          Драгоценного металла catalyst                                                                                     
 

Размер 
100*100*100 мм  100*100*50мм  50*50*50 мм или как заказчик reqiurement 
100*100*100 мм  100*100*50мм  50*50*50 мм или как заказчик reqiurement

Материал   
Активный материал Nano-silver и Cu и Ме 
Активный материал Pt или Pd

Приложение 
Живопись / Полиграфия / химический (каталитического сжигания) 
Живопись / Полиграфия / химический (каталитического сжигания)

                                                                                  Драгоценного металла catalyst     
Промышленный коммутатор Catalyst диапазон включает в себя: 
Стандартный ЛОС катализатор catalyst была разработана для решения большинства летучих органических соединений (ЛОС). 
Catalyst его преимущества включают в себя: 
Высокая активность; 
Яд сопротивление; 
Низкие рабочие температуры; 
Сопротивление для механического и теплового удара; 
Драгоценного металла Catalyst; 
PGM Catalyst. 
Catalyst — либо как нержавеющая сталь панель для более низкое давление падает производительность или как керамический блок в соответствии с конкретными приложениями. Catalyst идеально подходит для следующих приложений: 
Химическое производство; 
Смолы, мономеров и полимеров; 
Печать (flexographic, rotogravure и веб-смещение); 
Пищевая промышленность; 
Производство электроэнергии; 
Тепловой окисления CO модификации. 
Низкая молекулярная ЛОС катализаторов окисления 
Эти катализаторы специалистов были разработаны для решения метан, этана, пропана и других молекулярных Лос. 
Преимущества этих катализаторов включают в себя: 
Нижний индикатор не горит при температуре; 
Высокая прочность; 
Повышение эффективности использования энергии; 
Очень низкий уровень выбросов. 
В качестве катализаторов, созданная в корпус из нержавеющей стали на панели управления или керамической клеммной колодке. Приложения включают в себя: 
Химическое производство; 
Пищевая промышленность; 
Энергетики и промышленности (Двигатель и турбины). 
Галогенизированные ЛОС катализаторов окисления 
Эти катализаторы были созданы специально для лечения галогенизированные Лос. Преимущества этих катализаторов являются: 
Нижний индикатор не горит температуры; 
Высокое сопротивление на галогенные отравления свинцом; 
Предотвращение образования диоксинов; 
Повышение эффективности использования энергии; 
Очень низкий уровень выбросов. 
Центр сертификации 
Talysts изготовлены в керамической клеммной колодке для предотвращения коррозии на формирование любых агрессивных кислот. 
Приложения включают в себя: 
PTA; 
Химическое производство; 
Почв 
Преимущества 
Высокая ЛОС DRE(уничтожения и снятие эффективность) 
Полное сгорание CO 
Низкая температура сгорания (чем DFI) 
Длительного срока службы оборудования 
Низкое потребление топлива 
Никакого беспокойства по поводу дальнейшей очистки сточных вод и выбросов NOx

Перевозчик 
Cordierite

Размер 
100*100*50мм (или индивидуально)

Толщина 
≤0, 2 м

Падение давления   
≤1000Pa/M

Подавить сопротивление 
А≥10 Мпа;   B≥2 Мпа

Удельная 
900-1000дж/кг. K

Активированным углем задерживает воды 
≤25%

Плотность ячеек 
200 клеток/В2

Acctive материала 
Нм Pt/Нм Pd

Насыпной плотностью 
550 кг/м3

Вид в поперечном разрезе сетки области 
> 65%

Коэффициент теплового расширения 
4, 5-5.4*10-6/k

Воздействие температуры 
700ºC

Рабочая температура 
260-600ºC

Эффективность conbustion 
98%

Концентрация диапазон 
1500 мг/м3~8000мг/м3

Космической скорости 
15000-20000h-1

Применение промышленности 
Окраска печать химической промышленности

Срок службы 
За 1 года

Conbustion Лос 
Не Chondritic материала лос







 

Основная продукция 
A. Используется в неподвижной выбросов промышленности: Летучих органических соединений субстратов (ЛОС), Honeycomb керамики регенератор; 
B. Используется в других местах: Инфракрасный керамические пластины ячеек, керамические фильтры, керамические Honeycomb фильтров. 
C. подходит для CO И ЭКОЛОГИЧНЫЙ каталитического сжигания устройство 


  
Мы — это современное предприятие экономически эффективных, надежных и экологически газов решений. 
Совершенные на технические инновации и разработки экологических керамические honeycomb, содействовать сохранению ресурсов и уменьшение загрязнения выбросами, обеспечивают высокую 
Качество продукции для наших клиентов с помощью передовых технологий в области защита окружающей среды. 
Мы стремимся помочь неподвижной выбросов предприятий выполнять свои потребности в керамической honeycomb субстратов и катализаторы, используемых в производстве выбросов систем управления. 
Продукты компании в основном экспортируются в Европе и Северной и Южной Америки и Юго-Восточной Азии, с независимой импорта и экспорта. 

Catalyst — это активный компонент на основе палладий, сделанные специальной процедуры, которая закреплена заклепками на водиле с конкретной поверхности и в сочетании с кислородом и питания перевозчика для производства широкого спектра Лос катализатор. 
Catalyst имеет преимущества высокой стабильности, долгий срок службы и высокой производительности с точки зрения затрат и подходит для CO И ЭКОЛОГИЧНЫЙ каталитического сжигания устройств.

Приложения и производительность 
Пожалуйста сообщите нам следующие элементы, если у вас есть ответ на запрос для отработавших газов. N-U можно также ввести инжиниринговых компаний, которые могут дизайна и производства катализатора системы сжигания, если требуется. 
Источник выхлопного газа и его конфигурации системы 
Количество отработавших газов 
Температура выхлопных газов 
Давления отработавших газов 
Система выпуска отработавших газов состав газа/концентрации 
Наличие твердых веществ, таких как пыль, и возможность catalyst ядовитых веществ 
Требуется производительность на выходе 
Утилита доступности 

  
На заводе показать 



  
Почему мы — ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ 
1. Q: Каков ваш основной продукции? 
Ответ: Наши основные продукты являются DPF, керамические Honeycomb субстратов, RTO, экологичный, ЛОС, Honeycomb керамики регенератор; Инфракрасные керамические пластины ячеек, керамические фильтры, керамические Honeycomb фильтров. 
2. Q: Какую форму honeycomb керамические можете ли вы? 
A: Мы способны поставлять раунда, квадрат, овальная, «, трапецеидальный и так далее. И мы также признаем OEM Service. 
3. Q: Каким образом можно управлять качеством? 
A: Для каждой производственной переработки, QC система будет готова для химического состава и физических свойств. После завершения производства, все товары будут проверены и сертификат качества будут поставляться вместе с товарами. 
4. Q: Срок оплаты вы принимаете? 
A: Western Union, T/T, L/C, DP 
5. Q: Можно ли питания образцов? 
Ответ: Да, мы имеем честь предложить вам образцы. 



Доставка                                                                                                 
время выполнения заказа: 10-15 дней после подписанного контракта 
 

Наночастицы серебра и нитрид бора помогут избавить выхлопы от угарного газа

Ученые НИТУ «МИСиС» разработали новый гибридный катализатор для окисления угарного газа, состоящий из гексагонального нитрида бора и серебряных наночастиц. Этот материал позволяет добиться полной конверсии угарного газа всего при 194 градусах Цельсия. Пока это значение уступает рекордным показателям, однако в будущем температуру катализа планируется снизить за счет увеличения концентрации серебра в гибридном материале, пишут ученые в Journal of Catalysis.

Монооксид углерода (или угарный газ) — один из наиболее вредных для человека газов, содержащихся в промышленных газовых выбросах. Он образуется, в том числе, при сжигании топлива во время работы автомобильных двигателей. Для избавления автомобильных выхлопов от монооксида углерода используют каталитические конвертеры, которые за счет каталитических реакций окисляют его до нетоксичного диоксида азота. Однако из-за повышения эффективности современных двигателей, которое сопровождается уменьшением температуры выхлопных газов, катализаторы резко теряют эффективность, в результате чего содержание угарного газа в них повышается.

Для борьбы с этим эффектом химики активно ищут новые типы катализаторов для окисления CO, которые могут работать и при относительно невысоких температурах — в районе 150–200 градусов Цельсия. Например, недавно американские ученые получили катализатор для окисления угарного газа на отдельных атомах платины, распределенных по поверхности оксида церия. Некоторые материалы позволяют окислять CO с более низкой степенью конверсии и при температурах ниже 100 градусов.

Группа химиков из России и Австралии под руководством профессора Дмитрия Гольберга из НИТУ «МИСиС» нашла новый эффективный катализатор, который можно использовать для конверсии угарного газа. Ученые показали, что для этой цели перспективны гибридные материалы на основе гексагонального нитрида бора и серебряных наночастиц. Аналогичные материалы, в которых нитрид бора служил матрицей-носителем для металлических наночастиц катализатора, уже предлагали использовать в том числе и для окисления угарного газа, однако раньше в качестве металлов выбирали в первую очередь золото и платину.

Оказалось, что эффективным катализатором могут быть гибридные материалы и с более дешевыми серебряными наночастицами. Для их получения химики использовали реакцию разложения нитрата серебра под действием ультрафиолета в растворе полиэтиленгликоля. Такой подход позволяет получить монодисперсные частицы серебра размером до 10 нанометров, которые равномерно осаждаются на поверхность слоистого нитрида бора и на полимерную матрицу полиэтиленгликоля.

Наиболее эффективным с точки зрения катализа оказались материалы с максимальной концентрацией серебряных наночастиц, которая составила около 1,4 процента по массе. Такой гибридный катализатор позволяет окислять угарный газ до углекислого при температуре 194 градусов Цельсия. Этот показатель пока далек от рекордных значений, однако по словам авторов работы, в будущем температуру работы катализатора можно снизить за счет увеличения концентрации наночастиц серебра, в частности, за счет перевода их из полимерной матрицы на нитрид бора.

Тем не менее, ученые отмечают, что и текущие параметры катализаторов позволяют использовать их уже сейчас, например, для систем очистки вредных выбросов на заводах. В будущем за счет снижения температуры конверсии угарного газа подобные материалы, вероятно, можно будет применять и для снижения доли монооксида углерода в автомобильных выхлопах.


Рис. 1 — Схема синтеза наногибридного катализатора из слоистого нитрида бора, серебряных наночастиц и полиэтиленгликоля

Рис. 2 —Структура гибридного катализатора из слоистого нитрида бора и серебряных наночастиц (отмечены красным на левой микрофотографии)

Влияние катализатора, температуры и растворителя на синтез и выход продукта реакции с виниловым эфиром салициловый кислоты в присутствии винилацетилена

 

АННОТАЦИЯ

В данной статье исследуется влияние катализатора и температуры на синтез ненасыщенных связывающих сложных эфиров, содержащих винилацетилен и салициловую кислоту. Гидроксиды щелочных металлов были выбраны в качестве высокоосновной среды. Самый высокий из этих результатов наблюдался при выполнении в среде КОН-ДМСО. CsF также использовался для улучшения хорошо заземленной среды. Установили, сущность высокой основности системы КОН-ДМСО со слабой сольватацией сильных анионов катионов. Среди катализаторов, использованных в эксперименте, наиболее активным был КОН, при этом салициловая кислота давала 31,8% винилового эфира и 14,5 и 22,7%, соответственно, при использовании LiOH и NaOH.

ABSTRACT

This article examines the effect of catalyst and temperature on the synthesis of unsaturated binding esters containing vinyl acetylene and salicylic acid. Alkali metal hydroxides were chosen as the highly basic medium. The highest of these results was observed when performed in KOH-DMSO environment. CsF has also been used to improve a well grounded environment. The essence of the high basicity of the KOH-DMSO system with weak solvation of strong cation anions was established. Among the catalysts used in the experiment, KOH was the most active, with salicylic acid giving 31,8% vinyl ester and 14,5 and 22,7%, respectively, when using LiOH and NaOH.

 

Ключевые слова: ацетилен, винилацетилен, катализатор, салициловая кислота, КОН-ДМСО, диметилформамид, диметилсульфоксид.

Keywords: acetylene, vinyl acetylene, catalyst, salicylic acid, KOH-DMSO, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide.

 

Введение

Ароматические оксикислоты, содержащие винильную группу, отличаются устойчивостью к гидролизу и склонностью к радикальной полимеризации по сравнению с алифатическими аналогами простых виниловых эфиров. Реактивная активность этих веществ как строительных блоков в органическом синтезе очень высока [1,2,4,12,14,17].

В химии синтез арилвиниловых эфиров и их производных быстро развивался за последние несколько десятилетий. Они используются в синтезе новых композитных полимеров, а также в качестве консервантов для растений [1,3,5]. Ацетилен — один из основных сырьевых материалов в химическом синтезе. Это делается за счет треугольника внутри него. Благодаря этим свойствам можно осуществлять синтез очень важных веществ в химической промышленности, а также в синтетической органике [2,3,4,9,11].

Внедрение в химию винилацетилена высокоосновных систем с щелочно-дипольным раствором апротона позволило оптимизировать условия получения трудно синтезируемых виниловых соединений, а также ароматических оксикислот и их виниловых эфиров.

Экспериментальная часть

В ходе исследования систематически изучались реакции винила с винилацетиленом с использованием высокоосновных систем КОН-ДМСО и КОН-ДМФА в присутствии щелочи салициловой кислоты (КОН) [2,5].

Роль ДМСО в системе КОН-ДМСО заключается в том, что под его влиянием происходит диссоциация пары основных ионов, образование низкоосновного аниона димсила с низкой растворимостью:

Следует отметить, что суть этой системы в целом можно объяснить изменениями диэлектрической проницаемости среды, водородными связями и другими эффектами. Введение фторидов металлов в систему ДМСО-КОН увеличивает их основность, упрощает процесс и увеличивает выход виниловых эфиров [1,5,6,8,16].

Для винилсалициловой кислоты использовали каталитическую систему с высоким содержанием оснований CsF-MON-DMSO (M = Li, Na, K). В процессе определено образование винилового эфира салициловой кислоты, схематическое изображение реакции следующее:

Изучено влияние природы катализатора на винильный процесс салициловой кислоты. В качестве катализаторов использовали гидроксиды лития, натрия, калия. Во всех случаях обнаружено образование эфира салициловой кислоты. Результаты, полученные в зависимости от природы используемого катализатора, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Влияние салициловой кислоты на выход сложных виниловых эфиров в зависимости от природы катализатора

(продолжительность реакции — 3 часа, температура — 30°C)

Катализатор

Выход продукта, %

LiОH

14,6

NаОH

22,7

КОН

31,7

 

Согласно результатам, наиболее активным использованным катализатором был КОН, с выходом винилового эфира салициловой кислоты 31,8%, LiOH и NaOH 14,5 и 22,7% соответственно.

Когда эксперименты проводятся без растворителя, процесс получения винилсалициловой кислоты затруднен, так как выход продукта настолько низок, что невозможно было разделить его и определить его состав. Катализатор в количестве 12-24 мас.% Салициловой кислоты испытывали на винил в присутствии ДМСО.

Процесс винилирования проводили при атмосферном давлении в присутствии гидроксидов щелочных металлов. Было установлено, что активность катализатора снижается в следующем порядке:

CsОН Н2О >  КОН Н2О > NаОНН2О >LiОНН2О

КОН ва 2КОН*Н2О, КОН*Н2О было показано, что количество воды во всех случаях усложняет виниловый процесс по сравнению с каталитической активностью Было обнаружено, что CsOH относительно высокоэффективен при использовании безводных гидроксидов щелочных металлов в виниловом процессе. Однако дегидратация гидроксидов рубидия и цезия очень затруднена. Обычно его кипятят с такими растворителями, как октан, толуол и ксилол, которые образуют азеотропную смесь с водой.

Согласно результатам, полученным в эксперименте, количество КОН в системе оказывает существенное влияние на протекание реакции, и его оптимальное количество составляло 13% по массе салициловой кислоты, в последующих экспериментах количество катализатора проводилось в том же процентном соотношении.

Результаты изучения влияние растворителей на реакцию винилирования салициловой кислоты приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Влияние растворителя на виниловый процесс салициловой кислоты (продолжительности реакции 2,5 ч).

Природа растворителя

Температура реакции, °C

Количество катализатора КОН, % (по отношению к массе салициловой кислоты)

Выход винилового эфира салициловой кислоты,%

1.

25-30

13

5,2

2.

ДМСО

25-30

13

20,3

3.

ДМФА

25-30

13

16,3

 

Из приведенных выше данных можно видеть, что природа растворителя оказывает значительное влияние на винильную реакцию салициловой кислоты. В процессе образования винилового эфира салициловой кислоты без растворителя с выходом 5,2%, и в аналогичных условиях в присутствии ДМСО выход составил 20,3%. Для изучения влияния природы растворителя на реакцию процесс проводили в присутствии ДМФА при 25–30°С с содержанием катализатора 11% (по массе резорцина). При этом доходность составила 16,3%. Среди использованных растворителей ДМСО оказался более активным, чем ДМФА в виниловом процессе. Это связано с тем, что, как упоминалось ранее, полярные двухапротонные растворители образуют сильно заземленную систему с КОН. Это увеличивает срок действия КОН и ускоряет нуклеофильное связывание промежуточного соединения — калиевой салициловой кислоты с винилацетиленом.

Для дальнейшего увеличения выхода винилового эфира салициловой кислоты реакцию салициловой кислоты изучали с участием системы КОН-ДМСО-CsF. Температуру поддерживали в диапазоне 25–45°C. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Влияние температуры на выход салициловой кислоты в виниловом эфире в виниле салициловой кислоты в присутствии системы КОН-ДМСО-CsF

(Количество катализатора КОН по отношению к массе салициловой кислоты — 13%)

 

Температура реакции,°C

Продолжительность реакции, час.

Выход винилового эфира салициловой кислоты,%

1.

25-30

1

25,6

2.

25-30

2

28,5

3.

25-30

3

34,2

4.

25-30

4

35,3

5.

25-30

5

38,7

6.

30-35

5

50,2

7.

50-75

5

36,5

 

Из таблицы видно, что выход винилового эфира салициловой кислоты достигает максимума при увеличении продолжительности реакции с 1 до 5 ч. При температуре 25-30°C и продолжительности реакции 3 часа выход продукта составляет 34,2%. Дальнейшее увеличение продолжительности реакции приводит к снижению выхода винилового эфира салициловой кислоты, его выход достигает максимального значения через 5 часов, т.е. 38,7%. Повышение температуры до 30-35°С привело к увеличению выхода продукта на 50,2%. Повышение температуры выше 50°C привело к снижению выхода продукта. Это можно объяснить олигомеризацией синтезированного винилового соединения и частичным окислением салициловой кислоты и полученного продукта либо снижением растворимости винилацетилена при высоких температурах и деструктивным изменением продукта [7,10,13,15].

Таким образом, исследование винильной реакции салициловой кислоты показало, что ее оптимальными условиями являются: растворитель — ДМСО, количество катализатора КОН — 13% (по отношению к массе резорцина), температура 30-35°С, выход винилового эфира салициловой кислоты составляет 50,2% за 5 часов.

По результатам исследования влияния температуры на протекание винильной реакции салициловой кислоты был также построен график зависимости выхода винилового эфира салициловой кислоты от продолжительности реакции при различных температурах (рис. 1).

 

Рисунок 1. Влияние продолжительности реакции салициловой кислоты на выход винилового эфира при различных температурах

 

На основании полученных данных был построен график температурной зависимости выхода продукта (рис. 2). Этот закон объясняется снижением растворимости винилацетилена при высоких температурах, что приводит к уменьшению его содержания в реакционной системе, скорости реакции и выхода винилового эфира в моносостоянии резорцина.

 

Рисунок 2. Температурная зависимость выхода винилового эфира салициловой кислоты (продолжительность реакции 5 часов)

 

Заключение: По результатам экспериментов было установлено, что температура оказывает существенное влияние на выход продукта. Во всех случаях выход продукта увеличивается в зависимости от времени и температуры. При повышении температуры с 30 до 35°C при продолжительности реакции 5 ч выход продукта также увеличивается с 38,7 до 50,2% соответственно. Дальнейшее повышение температуры относительно медленно замедляет реакцию, и при 75°C выход составляет 36,5%.

Были изучены эффекты катализатора, температуры и растворителя на виниловую реакцию на основе винилацетилена.

 

Список литературы:

  1. Трофимов Б.А., Нестеренко Р.Н., Михалева А.И. Новые примеры винилирования NH-гетероциклов ацетиленом в системе КОН-ДМСО // ХГС. -Рига, 1986. -№4. -С.481-485.
  2. Trofimov, B. A., Oparina, L. A., Kolyvanov, N. A., Vysotskaya, O. V., &Gusarova, N. K. Nucleophilic addition to acetylenes in superbasic catalytic systems: XVIII. Vinylation of phenols and naphthols with acetylene //Russian Journal of Organic Chemistry. – 2015. – Т. 51. – №. 2. – С. 188-194.
  3. Трофимов Б.А. Суперосновные среды в химии ацетилена //ЖОрХ-Ленинград, 1986. -Т.ХХII. -вып.9, -С.1991-2011.
  4. Mирхамитова Д.Х., Нурманов С.Э., Хабиев Ф.М., Худайберганова С.З., Teшабаев Б. Разработка катализаторов для синтез N-винилморфолина. // II Межд. науч. конф. «Современная химия: Успехи и достижения». -Чита. -2016 г. -C. 282-283.
  5. Зиядуллаев О.Э., Мирхамитова Д.Х., Нурманов С.Э. Турли усуллар ёрдамида ароматик ацетилен спиртлари синтези. // ЎзМУ Хабарлари журнали. -Тошкент, -2012. -№3/1. -С.25-29.
  6. Мирхамитова Д.Х., Нурманов С.Э., Жураев В.Н. Каталитический синтез N-винилпиперидина. // Журн. ХПС. -Ташкент. -2001. -Спец. вып. -С.86-87.
  7. Мирхамитова Д.Х. Азот тутган гетероҳалқали бирикмаларни винилҳосилалари синтези ва хоссалари. // ЎзМУ Хабарлари журнали. -Ташкент, -2012. -№3/1. -С.79-84.
  8. М.С. Рахматов ., С.Э. Нурмонов., В.Н. Ахмедов. Ароматик оксикислоталар винил эфирлари синтези. “Замонавий ишлаб чикаришнинг мухандислик ва технологик муаммоларини инновацион ечимлари” Халкаро илмий анжуман материаллари Бухоро. 2019. 93-94 б.
  9. B.B. Olimov, V.N. Ahmedov, S. Hayitov.  Ikki atomli fenollar asosida vinilli efirlarni olish usullari. Fan va texnologiyаlar taraqqiyoti ilmiy – texnikaviy  jurnal. — № 1/2020.
  10. Б.Б. Олимов, В.Н. Ахмедов, Ш.К. Назаров. Электронная структура и квантово-химические расчёты виниловых эфиров фенолов. U55 Universum: химия и биология: научный журнал. – № 4(70). М., Изд. «МЦНО», 2020. – 53-57с.
  11. Nazarov Shomurod Komilovich, Olimov Bobur Bahodirovich, Akhmedov Vohid Nizomovich. Еlectronic structure and quantum-chemical calculations of vinyl esters of phenols. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences
    Scientifi journal № 3–4 2020 (March – April).
  12. В.Н. Ахмедов, Б.Б. Олимов. Винилацетилен асосида фенолларнинг винил эфирлари синтези. “Замонавий ишлаб чиқаришда муҳандислик ва технологик муаммоларнинг инновацион ечимлари” халқаро илмий анжуман материаллари.  3 ТОМ, 14-16 ноября 2019 г. Бухара-2019.
  13. В.Н. Ахмедов, Б.Б. Олимов. Способ получения виниловых эфиров на основе винилацетилена. Gaydar Aliyevning 97 yilligiga bag’ishlangan IV yosh tadqiqotchilarning xalqaro ilmiy anjumani. 2020 yil, Boku muhandislik universiteti, Xirdalan / Ozarbayjon.
  14. Мирхамитова Д.Х., Нурманов С.Э., Тиллабаев А.А., Сирлибаев Т.С. Гомогенно-каталитический синтез N-виниланабазина. // журн. Вестник ГулГУ. -Гулистан. -2003. -№4. -С.86-88.
  15. С.Абдувалиева, С.Э.Нурманов, Д.Х.Мирхамитова, Б.Р.Абдурасулов. Юқори асосли системада бензотриазолни виниллаш. // “Биоорганик кимё фани муаммолари” Республика конференцияси. -Наманган. 21-22 ноябр 2014, -С.286-288.
  16. Mirkhаmitоvа D.Kh., Nurmаnоv S.E., Khudаybеrgаnоvа S.Z., Yodgorova M. Catalytic vinylation of some heterocyclic amines at the atmospheric pressure. // Межд. конф. «Актуальные проблемы инновационных технологий в развитии химической нефтегазовой и пищевой промышленности». -Ташкент. 26 мая 2016 г. -С.84-85.
  17. С.Б.Абдувалиева, Д.Х.Мирхамитова, С.Э.Нурманов. Бензотриазолни гомоген-каталитик виниллаш. // Материалы VIII Межд. научно-технической конф. “Актуальные проблемы химии и химической технологии”, -Навои. 19-21 ноября 2015 г. -С.80.

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор — OpenLearn

Катализаторы выхлопных газов обычно работают в диапазоне температур 150–600 °C, но могут выдерживать температуры до 1000 °C. Условия, которые могут привести к таким высоким температурам, включают повторяющиеся пропуски зажигания (приводящие к окислению большого количества несгоревшего топлива над катализатором) и высокие скорости движения. Кроме того, могут возникать очень высокие температуры, если катализатор «тесно соединен» с двигателем, что является одним из возможных решений проблемы холодного запуска.Хотя коммерческие катализаторы рассчитаны на периодическую работу при высоких температурах, длительное и многократное воздействие температур выше 800 °C, особенно в окислительных условиях, имеет ряд серьезных последствий.

Высокие температуры могут воздействовать на все компоненты катализатора. Частицы благородных металлов могут спекаться (вспомните рисунок 21 в разделе 4.6), что приводит к уменьшению доли металла, доступного для каталитических реакций. Такое спекание особенно сказывается на низкотемпературной активности катализатора.Этому можно до некоторой степени противодействовать добавлением оксида церия в качестве структурного промотора, который также стабилизирует носитель из оксида алюминия против спекания. Однако сам диоксид церия может подвергаться росту кристаллитов при повышенных температурах. Это можно предотвратить добавлением бария и циркония, как показано в сравнении на рисунке 22: очевидно, что барий и цирконий помогают стабилизировать каталитическую активность.

Рис. 22 Сравнение каталитической активности катализатора Pt–Rh/CeO 2 с (зеленый) и без (черный) добавками Ba и Zr после старения при A/F=16.5 при 950°С в течение 40 часов.

При очень высоких температурах носитель может сам спекаться или даже подвергаться фазовому переходу, влияющему на общую площадь поверхности. Механическая потеря материала подложки катализатора может также происходить в тех случаях, когда грунтовка сжимается и трескается, что приводит к ее отделению от монолита (рис. 23а). Опять же, проблему можно решить, включив так называемые «фазовые стабилизаторы» — например, барий и лантан — в мочалку (рис. 23b). При чрезмерно высоких температурах керамический монолит может даже расплавиться, образуя дополнительные каналы, которые могут позволить выхлопным газам проходить через нейтрализатор, не контактируя с катализатором.

Рисунок 23. Оптические микрофотографии мочалки после воздействия высоких температур. В (а) спекание вызвало сильную усадку, тогда как в (б) добавление «фазовых стабилизаторов» предотвратило усадочное растрескивание.

Высокие температуры также могут способствовать повреждающему взаимодействию между благородными металлами, приводящему к образованию менее активного сплава, или между благородным металлом и неблагородными металлами в основе заливки. В частности, установлено, что Rh начинает проникать на поверхность γ-Al 2 O 3 при температурах выше 600°C в результате твердофазной реакции между Rh 2 O 3 и γ-Al 2 О 3 .Это проникновение под поверхность и потерю активного Rh можно замедлить, если свести к минимуму реакционную способность носителя, сначала нанеся Rh на диоксид циркония, ZrO 2 , а затем включив полученный порошок в γ-Al 2 O 3 мочалка. На рис. 24 показано сильное влияние, которое это может оказать на каталитическую активность катализатора Rh/γ-Al 2 O 3 . К сожалению, включение Rh/ZrO 2 в трехкомпонентные катализаторы требует сложных методов производства, которые еще не подходят для высокоскоростного производства.Альтернативный подход был предложен в работе, которая указывает, что взаимодействие Rh/Al 2 O 3 может происходить предпочтительно на границах зерен носителя. Церий может быть включен в качестве стабилизатора в оксид алюминия в попытке предпочтительно блокировать это взаимодействие.

Рисунок 24 Схематическое сравнение каталитической активности (а) Rh/γ-Al 2 O 3 и (б) [Rh/ZrO 2 ]/γ-Al 2 O 3 после термической обработки при 1100 °С на воздухе в течение 1 ч.Активность катализатора на носителе ZrO 2 (b) остается практически неизменной после прокаливания, тогда как активность стандартного катализатора Rh/γ-Al 2 O 3 (a) значительно снижается.

Высокотемпературный катализатор – обзор

Катализаторы

Обычно для конверсии сдвига используются два основных типа катализатора, в зависимости от температуры, при которой проводится реакция. Высокотемпературный катализатор обычно представляет собой промотированный хромом оксид железа, который активен в диапазоне температур примерно от 650° до 950°F.Типичные препараты содержат от 70 до 80% оксида железа и от 5 до 15% оксида хрома и доступны в виде таблеток различных размеров (например, ¼ × ⅛ дюйма и ⅜ × 3/16 дюйма). Этот катализатор относительно нечувствителен к соединениям серы.

Низкотемпературные катализаторы обычно содержат медь и цинк и эффективны в диапазоне температур примерно от 350° до 650°F. Они используются там, где требуется очень низкая концентрация монооксида углерода в газе-продукте. Эти катализаторы чрезвычайно чувствительны к отравлению сернистыми соединениями, и исходный газ должен быть тщательно десульфурирован перед контактом с катализатором.Хлориды и диоксид кремния из уносимой паром питательной воды котла также могут отравить низкотемпературный катализатор. Поскольку равновесие для реакции сдвига более благоприятно при более низких температурах, почти полная конверсия монооксида углерода — порядка 99% — возможна с низкотемпературными катализаторами.

Поскольку реакция конверсии сдвига является экзотермической, температура газа повышается по мере прохождения через слой, когда вступает в реакцию значительное количество CO. Это отрицательно влияет на условия равновесия на выходе из преобразователя.В результате, а также из-за того, что низкотемпературный катализатор дороже, чем высокотемпературный катализатор, наиболее экономичной системой обычно является комбинированная схема, в которой используются как высокотемпературные, так и низкотемпературные катализаторы с промежуточным охлаждением технологического газа между стадиями. как показано на рисунке 13-19. В первой (высокотемпературной) секции достигается конверсия от 80 до 95%, и практически весь оставшийся СО удаляется в низкотемпературной каталитической секции.

Свойства высокотемпературных и низкотемпературных катализаторов конверсии сдвига приведены в таблице 13-17.В дополнение к основным высокотемпературным и низкотемпературным типам было разработано несколько альтернативных составов для удовлетворения особых требований.

Таблица 13-17. Свойства конвертации переключения катализаторов

Высокая температура:
Назначение катализатора SK-201
Catalyst Cational
Железо, WT% 59
Chromium, WT % 6
Графит, WT%
4
& lt; 150
Баланс Баланс
Нормальная рабочая температура, ° F 610-930 610-930
Оптимальная температура входа, ° F 610-660
Нормальное рабочее давление, PSIG 0-700
Низкая температура:
Назначение катализатора LK -801
 Состав катализатора
  Основа медь, цинк, алюминий
  Содержание меди, фунт/куб.фут (ок.) 19
Активация Снижение H 2 в газе носителя при 300 ° -445 ° F для 20 часов
Нормальная рабочая температура, ° F 375-525
Нормальная температура на входе, °F > 375; 25-35 выше точки росы
Poisons сера, хлор, кремнезен

, 1992)

Copyright © 1992

Одна потенциальная проблема в операция конверсии сдвига представляет собой образование углеводородов по реакциям Фишера-Тропша.Это происходит в первую очередь в высокотемпературном конвертере конверсии, и ему способствует увеличение отношения CO/CO 2 , уменьшение соотношения пар/газ и повышение температуры (Hartye, 1985). Побочными эффектами реакций Фишера-Тропша являются образование нежелательных побочных продуктов и отложение углерода на высокотемпературном катализаторе. Чтобы свести к минимуму эту проблему, было разработано несколько улучшенных катализаторов конверсии сдвига. Одна версия была разработана в 1985 г. компанией United Catalysts, Inc. Катализатор, обозначенный C12-4, основан на использовании меди в качестве промотора в обычном катализаторе Fe/Cr.Было обнаружено, что промотированный катализатор значительно снижает образование побочных продуктов и обеспечивает повышение активности на 25% по сравнению с классическими катализаторами на основе железа и хрома. Новый материал был поставлен более чем на 50 заводов в 1987–1992 гг. (Kujang, 1992).

Катализатор SK-201 для высокотемпературной конверсии Haldor Topsøe, описанный в таблице 13-17, также содержит небольшое количество меди в качестве промотора. Сообщается, что этот состав практически устраняет образование углеводородов при типичном соотношении пар/углерод и обеспечивает активность, заметно более высокую, чем обычные катализаторы на основе оксида железа, промотированные хромом (Haldor Topsøe, Inc., 1992). ICI также предлагает промотированный медью катализатор конвертера высокотемпературной конверсии.

Высокоактивный устойчивый к сере катализатор конверсии сдвига был разработан для использования с синтез-газом с высокой концентрацией серы. Этот катализатор использует смешанные сульфиды металлов и требует присутствия соединений серы в газе, чтобы оставаться активным (Nielsen and Hansen, 1981). Катализатор, устойчивый к сере, может работать в широком диапазоне температур (390–890 °F) и имеет то преимущество, что позволяет выполнять удаление серы и диоксида углерода за одну стадию (Haldor Topsøe, Inc., 1991Б).

Более полную информацию о наличии и свойствах катализатора конверсии сдвига, а также о методах проектирования конвертеров сдвига, использующих как высокотемпературные, так и низкотемпературные катализаторы, можно получить у производителей катализаторов.

Датчик температуры катализатора 1/2, корреляция, ряд 2

Код ошибки P046B определяется как корреляция датчика температуры катализатора 1/2, ряд 2. Это означает, что существует несоответствие между сигналами температуры от каталитического нейтрализатора двигателя, ряд 2.

Этот код является общим кодом неисправности, то есть он применяется ко всем автомобилям, оснащенным OBD-II, особенно к автомобилям, выпущенным с 1996 года по настоящее время. Он распространен среди Chevrolet, Dodge, Ford, Ram и т.д. Спецификации по определению, устранению неполадок и ремонту, конечно же, различаются от одной марки и модели к другой.

Определение

Ряд 2 означает ряд двигателя, который НЕ содержит цилиндр №1. Датчики температуры катализатора используются только в дизельных двигателях.

Для чистого сжигания дизельного топлива автомобили оснащаются различными типами воспламенения дизельных выхлопных газов, очищающими каталитический нейтрализатор от вредных выбросов. DEF или жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей впрыскивается в каталитический нейтрализатор для повышения температуры каталитического нейтрализатора и сжигания частиц оксида азота, которые находятся внутри. В этих автомобилях используются датчики температуры катализатора (а не датчики O2 или кислорода) для контроля эффективности каталитического нейтрализатора. Наиболее эффективным и практичным способом контроля эффективности катализатора является температура.

Датчик 1 и датчик 2 также называются датчиками выше и ниже по потоку катализатора соответственно. Эти датчики размещаются непосредственно перед и сразу после каталитического нейтрализатора в выхлопной системе. Когда двигатель работает и достаточно прогревается, выхлопные газы, поступающие в каталитический нейтрализатор, должны быть холоднее, чем выхлопные газы, выходящие из нейтрализатора. Это не зависит от состояния системы DEF. PCM (модуль управления силовым агрегатом, также известный как ECM или модуль управления двигателем в автомобилях других марок) контролирует датчики температуры катализатора и сравнивает сигналы двух датчиков.Если степень различия между ними выходит за пределы запрограммированного значения, код ошибки P046B будет сохранен, и загорится индикатор Check Engine.

Общие симптомы

Как и в случае с другими кодами ошибок, загорается индикатор Check Engine, а код сохраняется в компьютерной системе автомобиля. К другим симптомам относятся:

  • Тяжелый черный дым из выхлопной трубы
  • Также могут присутствовать другие коды DEF и каталитических кодов.

    Возможные причины

    Общие причины кода ошибки P046B включают:

    • Неисправный датчик температуры выхлопных газов
    • Неисправность системы DEF
    • Неисправный каталитический нейтрализатор to Check

      Для диагностики этого кода технические специалисты используют диагностический сканер, DVOM (цифровой вольтметр/омметр), инфракрасный термометр (по возможности с лазерной указкой) и надежный источник информации о транспортном средстве.

      Технический персонал следит за тем, чтобы система DEF была заполнена нужной жидкостью и работала должным образом. Если присутствуют другие коды, связанные с DEF, настоятельно рекомендуется сначала устранить эти другие коды и исправить их, прежде чем диагностировать P046B. Затем технические специалисты проверят все разъемы и проводку, связанные с подозрительной системой. Они сосредоточены на жгутах, проложенных вблизи горячих выхлопных труб и коллекторов.

      Затем они подключают сканер к диагностическому порту автомобиля, чтобы получить все сохраненные коды и данные стоп-кадра P046B.Они принимают к сведению данные на потом. Затем они очищают код и смотрят, сброшен ли код.

      Если код сбросился, то подключают сканер и наблюдают за потоком данных при работающем двигателе при нормальной рабочей температуре. Обычно они сужают поток данных, поэтому он отображает только соответствующие данные и ускоряет доставку, чтобы обеспечить более адекватный сигнал данных от рассматриваемого датчика (датчиков) температуры выхлопных газов.

      Затем они получают рекомендации по отклонению температуры для рассматриваемых транспортных средств (из источника информации о транспортных средствах) и сравнивают их с фактическими данными (которые отображаются в потоке данных сканера).

      Если разница между датчиками выходит за пределы спецификации, то они используют инфракрасный термометр для получения физической температуры. Затем они сравнивают свои результаты с теми, которые видны на дисплее данных сканера, и проверяют датчики температуры выхлопных газов, которые не совпадают.

      Затем техники используют DVOM для тестирования отдельных датчиков в соответствии с рекомендациями, установленными производителем. Датчики, которые не соответствуют спецификациям, должны быть заменены.

      Затем техническим специалистам придется отключить все связанные контроллеры и проверить отдельные цепи, если все датчики соответствуют спецификациям.Цепи, которые не соответствуют спецификациям, установленным производителем, должны быть отремонтированы, если не заменены.

      Если все цепи и датчики соответствуют спецификациям, установленным производителем автомобиля, то проблема должна быть вызвана неисправностью PCM или ошибкой в ​​его программировании.

      Как исправить

      Как указано в диагностике, общий ремонт включает:

      • Диагностику и ремонт других соответствующих кодов DEF в первую очередь
      • Замена неисправных датчиков
      • Ремонт или замену неисправных цепей
      • Замена и перепрограммирование PCM

      Обратите внимание, что сохраненный код ошибки P046B является не оценкой какого-либо конкретного датчика температуры каталитического нейтрализатора, а несоответствием между корреляцией двух отдельных датчиков.

      Если после всей диагностики вы все равно не можете устранить код, то код, скорее всего, вызван неисправностью в PCM.

       

      P0425 Неисправность цепи датчика температуры катализатора (ряд 1, датчик 1)

      Код неисправности OBD-II Техническое описание

      Статья

      Миа Б.
      Сертифицированный мастер-техник ASE

      Неисправность цепи датчика температуры катализатора (ряд 1, датчик 1)

      Что это значит?

      Этот диагностический код неисправности (DTC) является общим кодом трансмиссии, что означает, что он применяется к автомобилям, оборудованным OBD-II, которые имеют датчик температуры каталитического нейтрализатора (Subaru, Ford, Chevy, Jeep, Nissan, Mercedes-Benz, Toyota, Dodge и т. д.). .). Несмотря на общий характер, точные этапы ремонта могут различаться в зависимости от марки/модели.

      Каталитический нейтрализатор является одним из наиболее важных элементов оборудования для очистки отработавших газов в автомобиле. Выхлопные газы проходят через каталитический нейтрализатор, где происходит химическая реакция. Эта реакция превращает монооксид углерода (CO), углеводород (HO) и оксиды азота (NOx) в безвредную воду (h3O) и диоксид углерода (CO2).


       

      Эффективность преобразователя контролируется двумя кислородными датчиками; один установлен перед преобразователем и один установлен после.Сравнивая сигналы датчика кислорода (O2), модуль управления трансмиссией (PCM) может определить, правильно ли работает каталитический нейтрализатор. Стандартный циркониевый прекатализатор O2 быстро переключает свой выходной сигнал между примерно 0,1 и 0,9 вольт. Показание 0,1 вольта указывает на бедную топливно-воздушную смесь, тогда как 0,9 вольта указывает на богатую смесь. Если преобразователь работает правильно, выходной датчик должен постоянно находиться в состоянии готовности около 0,45 В.

      Эффективность каталитического нейтрализатора и температура взаимосвязаны.Если преобразователь работает нормально, температура на выходе должна быть немного выше, чем на входе. По старому эмпирическому правилу разница составляла 100 градусов по Фаренгейту. Однако многие современные автомобили могут не показывать такого большого несоответствия.

      Нет настоящего «датчика температуры катализатора». Коды, описанные в этой статье, относятся к кислородному датчику. Часть кода «bank 1» указывает на то, что проблема связана с первым банком двигателя. То есть банк, в который входит цилиндр №1.«Датчик 1» относится к датчику, установленному перед каталитическим нейтрализатором.

      Код неисправности P0425 устанавливается, когда PCM обнаруживает неисправность в цепи датчика 1 температуры каталитического нейтрализатора ряда 1.

      Связанные диагностические коды включают:

      • P0426 Диапазон/параметры цепи датчика температуры катализатора (ряд 1, датчик 1)
      • P0427 Низкий уровень сигнала в цепи датчика температуры катализатора (ряд 1, датчик 1)
      • P0428 Высокий уровень сигнала в цепи датчика температуры катализатора (ряд 1, датчик 1)

      Код Серьезность и симптомы

      Серьезность этого кода умеренная.Симптомы кода двигателя P0425 могут включать:

      • Лампа проверки двигателя с подсветкой
      • Низкая производительность двигателя
      • Снижение расхода топлива
      • Увеличение выбросов

      Причины

      Возможные причины для этого кода P0425 включают в себя:

      • Неисправен кислородный датчик
      • Проблемы с проводкой
      • Выхлопная топливно-воздушная смесь не сбалансирована
      • Неверное программирование PCM/PCM

      Процедуры диагностики и ремонта

      Начните с визуального осмотра верхнего кислородного датчика и соответствующей проводки.Ищите ослабленные соединения, поврежденную проводку и т. д. Кроме того, визуально и на слух проверяйте наличие утечек выхлопных газов. Утечка выхлопных газов может вызвать ложный код кислородного датчика. Если обнаружено повреждение, при необходимости отремонтируйте, очистите код и посмотрите, вернется ли он.

      Затем проверьте наличие бюллетеней технического обслуживания (TSB) по этой проблеме. Если ничего не будет найдено, вам нужно будет перейти к пошаговой диагностике системы. Ниже приводится обобщенная процедура, поскольку проверка этого кода различается в зависимости от автомобиля.Чтобы точно протестировать систему, вам нужно обратиться к блок-схеме диагностики для конкретной марки / модели автомобиля.

      Проверьте наличие других кодов неисправности

      Коды датчика кислорода

      часто могут быть установлены из-за проблем с работой двигателя, которые вызывают дисбаланс воздушно-топливной смеси. Если есть другие сохраненные коды DTC, вы должны сначала обратиться к ним, прежде чем приступать к диагностике кислородного датчика.

      Проверка работы датчика

      Лучше всего это делать с помощью сканера, а еще лучше осциллографа.Поскольку у большинства людей нет доступа к эндоскопу, мы рассмотрим диагностику датчика кислорода с помощью сканирующего прибора. Подключите сканер к порту ODB под приборной панелью. Включите диагностический прибор и выберите параметр напряжения датчика 1 банка 2 из списка данных. Доведите двигатель до рабочей температуры и просмотрите работу датчика на диагностическом приборе в графическом режиме. Датчик должен быстро переключаться между богатым и обедненным (0,1 вольта и 0,9 вольта). Если реакция датчика вялая, возможно, он неисправен и его следует заменить.

      Если показания датчика постоянно выше 0,55 вольта, либо датчик вышел из строя, либо топливно-воздушная смесь слишком богата, либо имеется обрыв в сигнальной цепи датчика. Если показания датчика постоянно превышают 0,35 вольта, это означает, что либо датчик вышел из строя, либо топливовоздушная смесь слишком бедная, либо имеется высокое сопротивление или короткое замыкание в сигнальном проводе, ведущем к PCM.

      Проверить цепь

      Датчики кислорода

      производят собственный сигнал напряжения, который отправляется обратно в PCM. Прежде чем продолжить, вам нужно ознакомиться с заводскими схемами проводки, чтобы определить, какие провода какие.Autozone предлагает бесплатные онлайн-руководства по ремонту для многих автомобилей, а ALLDATADIY предлагает подписку на отдельные автомобили. Чтобы проверить непрерывность между датчиком и PCM, поверните ключ зажигания в положение «выключено» и отсоедините разъем датчика O2. Подсоедините цифровой мультиметр, настроенный на сопротивление (при выключенном зажигании), между сигнальной клеммой датчика O2 на PCM и сигнальным проводом. Если показания счетчика выходят за пределы (OL), между PCM и датчиком имеется разомкнутая цепь, которую необходимо найти и отремонтировать.Если счетчик считывает числовое значение, существует непрерывность.

      Далее вам необходимо проверить заземление цепи. Для этого поверните ключ зажигания в положение «выключено» и отсоедините разъем датчика О2. Подсоедините цифровой мультиметр, настроенный на сопротивление (при выключенном зажигании), между клеммой заземления разъема датчика O2 (со стороны жгута проводов) и массой шасси. Если показания счетчика выходят за пределы (OL), это означает, что на стороне заземления цепи имеется обрыв, который необходимо найти и отремонтировать.Если счетчик показывает числовое значение, есть непрерывность на землю.

      Наконец, вы должны убедиться, что PCM правильно обрабатывает сигнал датчика O2. Для этого оставьте все разъемы подключенными и вставьте измерительный провод обратного датчика в сигнальную клемму на PCM. Установите цифровой мультиметр на настройку напряжения постоянного тока. При прогретом двигателе сравните показания напряжения на мультиметре с напряжением на сканирующем приборе. Если они не совпадают, PCM, скорее всего, неисправен или требует перепрограммирования.

      Связанные обсуждения DTC

      • не заводится в прогретом состоянии P0425
        Мой автомобиль имеет код ошибки P0425, и он заводится хорошо, но в прогретом состоянии глохнет. Он не запустится до того момента, пока вы не отсоедините штуцер форсунки или пока снова не остынет. Каков дальнейший путь, пожалуйста, помогите. Спасибо….
         

      Нужна дополнительная помощь с кодом p0425?

      Если вам все еще нужна помощь по коду неисправности P0425, напишите свой вопрос на наших БЕСПЛАТНЫХ форумах по ремонту автомобилей.

      ПРИМЕЧАНИЕ. Эта информация представлена ​​только в ознакомительных целях. Это не совет по ремонту, и мы не несем ответственности за любые действия. вы берете любой автомобиль. Вся информация на этом сайте защищена авторским правом.

      Система контроля обогащения топлива путем оценки температуры катализатора для обеспечения частой стехиометрической работы при высоких оборотах двигателя/условиях нагрузки

      Ссылка: Нос, Х., Inoue, T., Katagiri, S., Sakai, A. et al., «Fuel Enrichment Control System by Catalyst Temperature Estimation to Enable Frequent Stoichiometric Operation at High Engine Speed/Load Condition,» SAE Technical Paper 2013-01-0341, 2013, https://doi.org/10.4271/2013-01-0341.
      Download Citation

      Author(s): Hiroyuki Nose, Toshiaki Inoue, Setsuo Katagiri, Akikazu Sakai, Takao Kawasaki, Manabu Okamura

      Affiliated: Nissan Motor Co., ООО

      Страницы: 7

      Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE 2013

      ISSN: 0148-7191

      Электронный ISSN: 2688-3627

      Измерение температуры и характеристики катализатора в реакторах синтез-газа

      Нефтеперерабатывающие заводы полагаются на точное измерение температуры и мониторинг для получения информации о характеристиках катализатора и оставшемся сроке службы катализатора.Основными измерениями в реакторе конверсии синтез-газа (синтез-газа) являются 1) приближение к равновесным температурам и 2) экзотермическая температура или кривые «S» и 3) кривые % экзотермической температуры.

      Точный мониторинг температуры является наиболее эффективным инструментом для отслеживания состояния и поведения катализатора в реакторах высокотемпературной конверсии (ВТС), сернистой конверсии и низкотемпературной конверсии (НТС). Для улучшения характеристик катализатора и обеспечения безопасности операций нефтеперерабатывающий завод должен измерять температуру катализатора на выходе, а затем отображать показания в зависимости от глубины слоя катализатора.

      Измерения и уравнения для определения характеристик катализатора

      Подход к равновесию

      Подход к равновесию (ATE) для выхода из слоя катализатора представляет собой разницу между фактической температурой на выходе и теоретической равновесной температурой на выходе для состава продукта на выходе. ATE является хорошим индикатором поведения катализатора. Например, увеличение ATE является признаком старения катализатора. Точная информация о составе и температурах на выходе даст достоверную оценку АТЭ, которая, в свою очередь, будет верным отражением активности катализатора при этой температуре.

      S-образная кривая Графики температуры

      S-образная кривая является хорошим индикатором работы катализатора.

      График зависимости температуры термопар слоя катализатора от глубины слоя дает S-образную кривую, как показано на этом рисунке:

      S-образные кривые являются хорошим индикатором активности катализатора и могут помочь в прогнозировании каталитических событий. Начальный плоский участок при низких температурах представляет собой незначительное повышение температуры или отсутствие реакции. Можно сделать вывод, что катализатор неактивен.С повышением температуры активность катализатора и скорость реакции резко возрастают. Последний плоский участок представляет собой часть катализатора, которая еще не требуется для реакции.

      Чем больше точек измерения температуры, тем более подробный профиль производительности катализатора и исторических изменений будет у нефтеперерабатывающего завода. Эти данные предсказывают, сколько осталось жизни катализатора.

      % Графики экзотермы

      Взяв каждую точку измерения температуры и выразив ее в процентах от общего экзотермического эффекта (расстояние S), вы минимизируете большую часть шума, влияющего на данные из-за изменения температуры на входе.

      Температура на входе в сдвиговый слой может меняться со временем, а прямые температуры могут колебаться слишком сильно, чтобы дать четкое представление о том, что происходит в реакторе с течением времени. Температурный профиль общего изменения температуры в реакторе — экзотерма — оказался более полезным при отслеживании характеристик экзотермического катализатора с неподвижным слоем.

      Беря каждую точку измерения температуры и выражая ее в процентах от общего экзотерма, также создается S-образная кривая, но минимизируется большая часть шума, влияющего на данные из-за изменения температуры на входе.

      Минимальная глубина реакции катализатора

      Минимальный объем катализатора для каждой конкретной реакции при каждом конкретном проскальзывании оксида углерода (CO) можно оценить по экзотермическим кривым «S». Поскольку датчики температуры (термопары) расположены на известных глубинах, можно рассчитать объем катализатора между ними. Наличие большего количества точек измерения температуры даст более точные оценки.

      Графики отмирания

      S-образные кривые отображают все точки измерения температуры в определенный момент времени.Кривые вымирания отображают каждую температурную точку в зависимости от времени. Они показывают изменения активности катализатора в определенной зоне слоя катализатора и используются для расчета скорости отмирания и остаточного срока службы слоя при условии, что условия остаются постоянными. Это позволяет прогнозировать срок службы кровати с высокой степенью достоверности.

      WIKA USA производит многоточечные и гибкие независимые термопары с одной оболочкой (Gayesco Flex-R ® ), которые обеспечивают точную информацию о температуре для контроля состояния и поведения катализатора в реакторах синтез-газа.Свяжитесь со специалистами WIKA, чтобы узнать больше о том, как наши температурные решения могут оптимизировать работу катализатора в вашем приложении.

      Нажмите здесь, чтобы войти в наш интерактивный завод и узнать больше о применении продуктов WIKA.

      Улучшение характеристик низкотемпературного сжигания углерода, вызванное смешиванием Bi2O3 с Tl2O3

      Характеристики сжигания углерода Tl

      2 O 3 –80 мас.% добавленного оксида

      Tl 2 O 7 свойствами горения и смешивался с обоими обычными одиночными оксидами, а именно CeO 2 , α-Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Bi 2

      8 O

      6 O 11 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , а также сложные оксиды с ионной проводимостью, а именно (Bi 2 O 3

      ) 0 9,9.75

      (Y 2 O 3 ) 0.25 (CEO 2 ) 0,8 (GD 2 o 3 ) 0.2 , La 9.7 SI 6 O 26.55 и Pr 4.8 Bi 1.2 O 11 . Кроме того, YMnO 3 также был исследован из-за его многообещающих каталитических свойств для сжигания углерода. Свойства горения углерода смешанных композитных катализаторов были улучшены по сравнению с чистым катализатором Tl 2 O 3 при добавлении к 2 мас.% углерода (рис. 3 ). В частности, шесть оксидов, которые привели к улучшению сжигания углерода, были Bi 2 O 3 , PR 6 O 11 , (CEO 2 ) 0,8 (GD 2 O 3 ) 0,2 , (Bi 2 O 3 ) 0,75 (Y 2 (Y 2 O 3 ) 0,25 , La 9.7 SI 6 O 26.55 и PR 4,8 BI 1.2 O 11 , где наибольший эффект оказал Bi 2 O 3 .Для сравнения, свойства сжигания углерода BI 2 O 3 , PR 6 O 11 , (CEO , (CEO 2 ) 0,8 (GD 2 O 3 ) 0.2 , (Bi 2 O 3 ) 0,75 (Y 2 o 3 ) 0.25 , La 9,7 SI 6 O 26.55 и PR 4.8 BI 1.2 O Катализаторы 11 с добавкой до 2 мас.% углерода показаны на рис. 4 . Температура горения углерода для всех образцов была выше 380 °С. Однако остальные восемь оксидов не привели к улучшению горючих свойств углерода (2 мас. % углерода), а именно CeO 2 , α-Al 2 O 3 , ZrO 2 , MnO 2 , TiO 2 , Cr 2 O 3 , (ZRO , (ZRO 2 ) 0,92 (Y 2 o 3 ) 0,08 и YMNO 3 , где производительность углерода была уменьшена по сравнению с у чистого Tl 2 O 3 ( Рис. 5 ).

      Рис. 3

      Кривые ДСК сажи (2 мас.%), смешанной с различными Tl 2 O 3 ‒80 мас.% добавленных оксидных композиционных катализаторов.

      Рисунок 4

      Кривые ДСК сажи (2 мас.%), смешанной с различными оксидными катализаторами.

      Рисунок 5

      Кривые ДСК сажи (2 мас.%), смешанной с различными Tl 2 O 3 ‒80 мас.% добавленных оксидных композиционных катализаторов.

      Характеристики горения углерода системы Tl

      2 O 3 – Bi 2 O 3 система
      Характеристики горения углерода Tl 2 О 3 ‒x мас.% Bi 2 О 3  =  5‒95)

      Добавление Bi 2 O 3 привело к лучшим свойствам сжигания углерода (2 мас.% углерода) среди различных оксидов, добавленных к Tl 2 O 3 .Таким образом, была исследована связь между долей Bi 2 O 3 в композиционном катализаторе и свойствами горения углерода. ДСК-анализ композитного катализатора Tl 2 O 3 x мас.% Bi 2 O 3 ( x  = 0‒100) в смеси с 2 мас.% углерода O 3 x мас.% Bi 2 O 3 ( x  = 0‒100) без добавления углерода для определения эффективности сжигания углерода ( Рис. 6 ). Экзотермические пики ДСК горения углерода (2 мас.% углерода) с чистыми катализаторами Tl 2 O 3 и Bi 2 O 3 наблюдались при 340 и 383 °C соответственно. Все композиционные катализаторы Tl 2 O 3 x мас.% Bi 2 O 3 показали более низкие экзотермические пиковые температуры горения углерода по сравнению с чистым Tl 2 O 0 8 . В частности, образцы со значениями 90 725 x 90 726, равными 70, 80 и 90 мас. %, продемонстрировали экзотермические пиковые температуры при сгорании углерода (2 мас. % углерода) 300 °C или менее, что свидетельствует об отличных свойствах.

      Рисунок 6

      DSC Кривые углерода черный (2 мас.%), Смешанные с различными TL 2 O 3 x WT% BI 2 O 3 ( x = 0-100 ) композитные катализаторы.

      Характеристики горения углерода термически обработанного Tl 2 О 3 ‒95 мас.% Bi 2 О 3

      Применение катализаторов сжигания углерода часто связано с окружающей средой, связанной с воздействием температур  ~ 500 °C.Углерод (2 мас. %) смешивали с катализатором Tl 2 O 3 ‒95 мас. % Bi 2 O 3 и либо оставляли без подогрева, либо подвергали термообработке при 200, 300, 400 и 500°С. °С. Анализ ДСК выявил минимальные изменения температуры экзотермических пиков из-за сжигания углерода (рис.   7 ). Таким образом, термообработка при температуре 500 °C или ниже оказала минимальное влияние на свойства сжигания углерода Tl 2 O 3 ‒95 мас.% Bi 2 O 3 .Образование новых фаз помимо Tl 2 O 3 и Bi 2 O 3 оценивали при рентгеноструктурном анализе Tl 2 O 3 ‒95 мас.% Bi 7 3 Катализатор после нагревания до 500 °C ( Рис.  8 ). Все пики XRD, наблюдаемые при значениях 2θ от 20° до 60°, были приписаны Tl 2 O 3 и Bi 2 O 3 , таким образом, образование сложных оксидов (например, Tl 3 BiO 3 ) не наблюдалось.Рис. 7 , 400 и 500 °С в течение 2 ч.

      Рисунок 8

      XRD Анализ (а) Tl 2 O 3 , (B) TL 2 O 3 -95 WT% BI 2 O 3 и (C) BI 2 O 3  после термообработки при 500 ℃ в течение 2 ч.

      Углеродный механизм сгорания Tl 2 О 3 ‒Би 2 О 3 система

      Порошок оксида таллия (III) (Tl 2 O 3 ), содержащий 5% углерода по массе, помещали на фарфоровую посуду (Nikkato Co., КВ-1). При постепенном нагревании смеси происходила взрывная реакция (возгорание) при температуре около 300 ℃ и продукты реакции разлетались ( рис. 1 ). Очень небольшое количество коричневого остатка, оставшегося на фарфоровой чашке, было подвергнуто измерению XRD. Рентгенограмма, измеренная сразу после взрывной реакции, показала слабый пик, относящийся к Tl 2 O около 2 θ  = 31°, в дополнение к пикам, относящимся к Tl 2 O 3 (рис. 9 (a) ), тогда как пик, относящийся к Tl 2 O, исчез на рентгенограмме, измеренной после дальнейшего нагревания остатка на воздухе при 300 ℃ ( рис.  9 (b) ). Как известно, сама по себе фарфоровая посуда не имеет дифракционного пика ( рис.  9 (c) ). Чтобы выяснить причину этого исчезновения, было проведено измерение ТГ-ДТА для Tl 2 O (Kojundo Chemical Lab.Co., Ltd., чистота 98%) в воздушном потоке. На рисунке 10 показан экзотермический пик с максимумом при 200 ℃, приводящий к увеличению массы, что соответствует образованию Tl 2 O 3 при окислении Tl 2 O. Фактически, это было подтверждено, что образец, полученный путем прокаливания порошка Tl 2 O при 200 ℃ в платиновом тигле, показал рентгенограмму Tl 2 O 3 и отсутствие пиков, относящихся к Tl 2 O.Исходя из этих результатов, механизм горения углерода на Tl 2 O 3 можно предположить следующим образом:

      Рисунок 9

      Рентгенофазовый анализ поверхности фарфоровой посуды. (а) коричневый остаток после взаимодействия сажи (5 мас. %) в смеси с Tl 2 O 3 взрывным способом при 300 ℃, (б) термически обработанный продукт после дальнейшего нагревания коричневого остатка на воздухе при 300 ℃, и в) неиспользованная фарфоровая посуда.

      Рисунок 10

      Tl 2 O 3  + 2C → 2 Tl 2 O + 2CO.

      2CO + O 2  → 2CO 2 .

      Tl 2 O + O 2  → Tl 2 O 3 .

      Сначала ионы оксида решетки в Tl 2 O 3 высвобождаются для окисления углерода с образованием CO и Tl 2 O. Затем молекулы CO немедленно реагируют с окружающим кислородом при повышенной температуре с образованием CO 2 молекул. Tl 2 O также окисляется до Tl 2 O 3 кислородом воздуха при температуре 200 ℃ или выше (300 ℃ в настоящих экспериментальных условиях), как показано на рис. 10 . Таким образом, Tl 2 O 3 действует как катализатор горения углерода.

      Предложен механизм горения углерода системы Tl 2 O 3 – Bi 2 O 3 . Хотя система содержала меньшую долю Tl 2 O 3 по сравнению с Bi 2 O 3 , кислород решетки в Tl 2 O 3 использовался для сжигания углерода. Дефекты решетки кислорода в Tl 2 O 3 , вызванные горением углерода, были немедленно восстановлены кислородом решетки в Bi 2 O 3 ( рис. 11 ). Следовательно, каталитическое функционирование для сжигания углерода постоянно поддерживалось в Tl 2 O 3 . Кроме того, высокие свойства десорбции кислорода Bi 2 O 3 , вероятно, улучшают свойства горения углерода Tl 2 O 3 . СЭМ-наблюдение и картирование ЭДС (Tl и Bi) порошка Tl 2 O 3 ‒95 мас.% Bi 2 O 3 подтвердили, что размер частиц 2 O 3 порошков было ~ 0.от 5 до 3 мкм, которые были равномерно распределены ( рис.  12 ).

      Рисунок 11

      схематические иллюстрации (а) углерода и TL 2 O 3 -Bi 2 O 3 смесь и (б) TL 2 O 3 -Modified BI 2 O 3 катализатор горения углерода и его механизм переноса кислорода при окислении углерода. Размер частиц углерода составляет 14 нм (данные производителя), а Tl 2 O 3 и Bi 2 O 3 равен 0.от 5 до 3 мкм (наблюдения СЭМ).

      .

      Характеристики горения углерода Tl 2 О 3 ‒ x мас.% Bi 2 О 3  =  95‒99.5)

      Tl 2 O 3 стоит примерно в десять раз больше, чем Bi 2 O 3 , поэтому стоимость должна быть минимизирована для облегчения практической реализации. Эффективность сжигания углерода оценивали по доле Bi 2 O 3 , превышающей 95 мас.% (рис. 13 ). Большой экзотермический пик из-за сжигания углерода наблюдался до 99 мас.%, но температура была несколько выше при 336 °C.Эти данные показали, что каталитическая функция сжигания углерода Tl 2 O 3 поддерживалась на уровне всего 1 мас.%.

      Рисунок 13

      DSC Кривые углерода черный (2 мас.%), Смешанные с различными TL 2 O 3 x WT% BI 2 O 3 ( x = 95-99,99. ) композитные катализаторы.

      Предполагается, что фактическое горение углерода начинается при повышении температуры экзотермического пика. Температуру начала и развития реального горения углерода определяли на основе изотермического ТГ-анализа композиционного катализатора Tl 2 O 3 ‒ 95 мас.% Bi 2 O 3 .Образец нагревали в потоке воздуха до 230, 250 или 270 °C, при этом измеряли потерю массы по мере того, как образец выдерживали при соответствующей температуре. Количество добавленного углерода составляло 2 % масс., таким образом, потеря массы 2 % масс. через 3 ч при 270 °C соответствовала сгоранию всего добавленного углерода (рис. 14 ). Кроме того, через 10 ч при нагревании при 230 и 250 °C была подтверждена потеря массы на 2 % (рис.    15 ). Однако после нагревания при 200 °C в течение 20 ч была достигнута потеря массы всего на  ~ 1 мас.%.Эти результаты показали, что реакция горения углерода происходила при температурах выше  ~ 230 °C. Рисунок 14 и 270 °С в течение 3 ч. Рис. 15 С в течение 10 ч.

      Сжигание угля на алюмооксидном фильтре с покрытием Tl

      2 O 3 ‒95 мас.% Bi 2 O 3

      Сжигание угля на алюмооксидном фильтре с катализатором экспериментально продемонстрировано на установке показан на рис. 16 . Углерод в виде свечной сажи осаждали на фильтр из оксида алюминия, нанесенный на катализатор, и фильтр выдерживали при постоянных температурах 250, 240, 230 и 220 °C (рис. 17 ).Для полного удаления сажи путем сжигания углерода потребовалось  ~ 68,  ~ 123 и  ~ 165 ч при 250, 240 и 230 °C соответственно. Сажа не была полностью удалена при 220°С через 216 ч.

      Рисунок 16

      Экспериментальная установка для оценки характеристик горения углерода пористого фильтра из оксида алюминия, покрытого катализатором горения углерода.

      Рисунок 17

      Сжигание углерода с использованием фильтра из пористого оксида алюминия с покрытием при температуре от 220 до 250 °C в потоке воздуха 25 мл‧мин -1 .

      Эти результаты показали, что PM2.

    alexxlab

    E-mail : alexxlab@gmail.com

    Submit A Comment

    Must be fill required * marked fields.

    :*
    :*