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氧化催化剂失效专利 发明

技术领域

本发明涉及一种催化剂,用于在温度介于200摄氏度到1000摄 氏度之间时氧化废气成分,其优先使得碳氢化合物在一氧化碳之前被 氧化。

相关背景技术

含有贵金属质量百分比为0. 1%至5%的(与氧化载体质量相关) 的贵金属催化剂,在温度在200摄氏度以上,尤其是在300摄氏度以 上时,显示出很好甚至是极好的氧化效果。这样一套系统在面对较高 的温度尤其是超过850摄氏度的时候,其持久性需要用更高的贵金属 含量来改善。
完全不含贵金属附加成分的混氧化物催化剂,在较低的空间流 速下具有足够的氧化活性。在通常情况下,其发挥氧化作用时的工作
温度,部分上是明显高于贵金属催化剂的。其面对高温时的持久性, 通常情况下都是劣于贵金属催化剂的。另外,非贵金属催化剂更选择 性地作用于一氧化碳,所以对氧化碳氢化合物并不适合。

具体实施方式

例l:
Ce-Ti-Cr混氧化物,其比例关系为20: 50: 30。230. 9克的硝酸铬(III)被溶解在300毫升的VEW(pH值为0. 94)中。102.4克的硝酸铈溶液(含19. 5%的铈)和521.6克的硫酸氧钛溶液被称定,将硫酸氧钛溶液加入到硝酸铬溶液中。之后再将硝酸铈溶液加入。600毫升的12. 5%的NH3溶液被放置到一个容器中,这一Ce-Ti-Cr溶液被慢慢滴入到NH3溶液中去。在这一添加过程中,其pH值始终通过额外的NH3溶液而保持在大于7的范围内。沉淀出的Ce-Ti-Cr氧化物被滤出并被洗涤至无硫酸盐。如此获得的粉末被在110摄氏度下干燥,并在500摄氏度下进行4小时的回火。最后,这一粉末被碾压入一种可涂层的中间层浆料中去。为了对其进行催化活性的测试,金属蜂巢被以200克/公升的涂层量进行涂层,并在一合成气体测试设备中进行测试。
所得出的碳氢化合物和一氧化碳与温度相关的转换比率在图1中示出。例2:
A1203 - Ce-Ti-Cr混氧化物,其比例关系为A1203为40%及Ce-Ti-Cr混氧化物为60%,且Ce-Ti-Cr氧化物的比例关系为20: 50:30。
根据例1, 一种沉降剂由硝酸铈溶液、硫酸氧钛溶液和硝酸络溶液制造。 一种商用的gamma氧化鋁被悬浮到水中,并通过丽3溶液使其pH值保持在8至9之间。然后这一 Ce-Ti-Cr溶液在pH受控(pH值大于7)的情况下被缓慢滴入。在氧化铝表面沉淀的Ce-Ti-Cr氧化物被滤出,并被洗涤至无硫酸盐,干燥以及回火。最后这一粉末被碾压入一种可涂层的中间层浆料中去。为了对其进行催化活性的测试,金属蜂巢被以200克/公升的涂层量进行涂层,并在一合成气体
测试设备中进行测试。
所得出的碳氢化合物和一氧化碳与温度相关的转换比率在图2中示出。
例3:
0.018克/公升的钯(Pd) - A1203 - Ce-Ti-Cr混氧化物,其比例关系为Al"3为40%及Ce-Ti-Cr混氧化物为60%,且Ce-Ti-Cr氧化物的比例关系为20: 50: 30。
根据例1, 一种沉降剂被由硝酸铈溶液、硫酸氧钛溶液和硝酸铬溶液制造出来。 一种商用的gamma-氧化鋁被悬浮到水中,并通过NH3溶液使其pH值保持在8至9之间。然后这一 Ce-Ti-Cr溶液在pH受控(pH值大于7)的情况下被缓慢滴入。在氧化铝表面沉淀的Ce-Ti-Cr氧化物被滤出,并被洗涤至无硫酸根(sulfatfrei),干燥以及回火。最后这一粉末被碾压入一种可涂层的中间层浆料中去。根据中间层浆料的固体物质含量,再滴入一种pH值为4的硝酸钯溶液,使得贵金属的含量保持为含有0.018克/公升(0. 5克/立方英尺)的钯(Pd)。为了对其进行催化活性的测试,金属蜂巢被以200克/公升的涂层量进行涂层,并在一合成气体测试设备中进行测试。
所得出的碳氢化合物和一氧化碳与温度相关的转换比率在图3中示出。混氧化物其他的比例关系通过制造不同的混氧化物粉末而实现,随后它们都在一管状反应器中作为干燥的和锻烧过的粉末,在同
一种含有C0、丙烷和02的废气(其中体积百分比为5. 5%的C0, 8%的C02, 5%的02, 1%的丙烷以及其他为N2)中进行测试。测试结果在表1中示出。这些以百分比表示的碳氢化合物和CO的转换比率,对应于温度为350摄氏度,空间流速为150000/小时的情况。
制造一种比例为铈60-钛20-铬20的混氧化物,在与比例为铈70-钛20-铬10的混氧化物相对比时,在对碳氢化合物氧化的活性上,以及对碳氢化合物转换与一氧化碳转换的选择性上,都产生了一个可比较的结果。而作为与这一种粉末的对比,在前述中描写过的比例为铈20-钛50-铬30的混氧化物构成形式,则由于特别高的碳氢化合物氧化活性而引人注目。
而一种由Ce-Ti组成的混氧化物,则相反没有任何碳氢化合物氧化作用。 一种由Ce-Cr组成的混氧化物,则显示了适度的碳氢化合物氧化活性,但只有很差的对碳氢化合物转换的选择性。另一种由Ti-Cr组成的混氧化物,显示了很好的选择性,但与Ce-Ti-Cr混氧化物相比,对碳氢化合物氧化的氧化活性却明显降低。当分别采用Ce、 Ti、 Cr为唯一的组成成分作为氧化催化剂的时候,只有Ce显示出了有但依旧较低的氧化活性,且对碳氢化合物和CO有相等的氧化作用。Ti显示出了相对于CO氧化作用而对碳氢化合物只有微不足道的氧化作用,Cr则相对于碳氢化合物氧化作用而对CO只有微不足道的氧化作用。表1
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