Вплив складу і методу приготування нанесених In-, Co-оксидних каталізаторів на їх активність у відновленні N2O і NO карбон(II) оксидом

Abstract

Для вирішення проблем зниження загального рівня забруднення навколишнього середовища завдання зменшення вмісту N2O і NO в газових викидах мобільних та стаціонарних джерел залишається одним з найбільш складних і важливих. Для очищення розбавлених газових викидів від нітроген(І) оксиду (<1 об.% N2O), які утворюються у виробництві нітратної кислоти і процесах горіння твердого палива, перспективним є відновлення N2O карбон(II) оксидом або вуглеводнями. Критичним фактором в дизайні каталізаторів DeNOx-процесів є зменшення інгібуючого впливу окисників (SO2, O2, Н2О). Монолітні каталізатори нового покоління, що належать до так званих структурованих каталізаторів, сьогодні є найбільш затребуваними в процесах екологічного каталізу завдяки можливості більш раціонального використання активних компонентів, підвищення продуктивності і зниження газодинамічного опору каталітичного реактора. Показано, що активність бінарних In-, Co-оксидних каталізаторів в реакції сумісного відновлення N2O і NO карбон(II) оксидом залежить від природи носія (Al2O3, ZrO2), послідовності введення активних компонентів та кислотних властивостей поверхні. Нанесені In-, Co-оксидні каталізатори цирконійоксидної основи, доповані паладієм 0,1%, виявляють високу активність в реакціях сумісного відновлення N2O і NO карбон(II) оксидом: 90-99% конверсії N2O, NO та СО досягаються за температури 450 оС, толерантність до впливу H2O і SO2. Розроблені паладійвмісні індій- кобальтоксидні структуровані каталізатори (на блокових носіях стільникової структури із каоліно-аеросилогелю) характеризуються високою активністю, волого- та сульфуростійкістю, низьким вмістом платинових металів і можуть бути використані для комплексного очищення викидних газів від оксидів Нітрогену (N2O, NOx) і СО. Among the problems of reducing the overall level of environmental pollution, the problem of reducing the content of N2O and NO in gas emissions from mobile and stationary sources remains one of the most complex and important. For purification of dilute gas emissions from nitric oxide(I) (<1% by volume N2O), which are formed in the production of nitric acid and solid fuel combustion processes, the reduction of N2O with carbon monoxide or hydrocarbons is promising. A critical factor in the design of catalysts for DeNOx processes is the reduction of the inhibitory effect of oxidizing agents (SO2, O2, H2O). Monolithic catalysts of a new generation, related to the so-called structured catalysts, are today the most demanded in the processes of ecological catalysis, due to the possibility of a more rational use of active components, increasing productivity and reducing the gas-dynamic resistance of a catalytic reactor. It was shown that the activity of binary In-, Co-oxide catalysts in the joint reduction of N2O and NO with carbon monoxide depends on the nature of the support (Al2O3, ZrO2), the sequence of introduction of the active components and the acidic properties of the surface. The deposited In-, Co-oxide catalysts of the zirconium oxide base doped with palladium (0.1% ) show high activity in the joint reduction of N2O and NO with carbon monoxide: 90-99% conversion of N2O, NO and CO is achieved at 450°C, tolerance to the effects of H2O and SO2. Developed palladium-containing indium-cobalt-oxide structured catalysts (on block carriers of a kaolin-aerosilogel honeycomb structure) are characterized by high activity, moisture and sulfur resistance, low content of platinum metals and can be used for complex purification of waste gases from nitrogen oxides (N2O, NOx) and CO.