Каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком на ванадийоксидных катализаторах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.15 ВАК РФ
Абдель Мохсен, Мухамед Турки
АВТОР
|
||||
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Баку
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
1993
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.15
КОД ВАК РФ
|
||
|
П О №
г б дпг та
азербайджанская государственная
НЕФТЯНАЯ АКАДЕМИЯ
На правах рукописи
АБДЕЛЬ МОХСЕН МУХАММЕД ТУРКИ (Египет)
КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДОВ АЗОТА АММИАКОМ НА ВАНАДИЙОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ
(02.00.15 — Химическая кинетика и катализ)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Баку — 1993
Работа выполнена в Азербайджанской государственной нефтяной академии.
Научные руководители,-
засл.' деятель науки Азербайджанской Республики, чл.-корр. АН
Азербайджанской Республики, доктор химических наук, профессор
АЛХАЗОВ Т. Г.,
доктор химических наук, профессор ГАСАН-ЗАДЕ Г. 3., Официальные оппоненты:
дохтор химических наук, профессор МАМЕДОВ Э. А.
доктор химических наук, профессор МИРЗАИ Д. И.
Ведущее предприятие: Институт нефтсхимичес! их процессов АН Азербайджанской Республики.
Зашита состоится » . . . 1993 г. в ... часов на заседании специализированного совета К. 054.02. 04 при Азербайджанской государственной нефтяной академии по адресу; 370601, г. Баку, проспект Азадлыг, 20.
С диссертацией можно ознакомиться о библиотеке Азербайджанской государственной нефтяной академии.
Автореферат разослан <;...;> ....... 1993 г.
Ученый секретарь специализированного совета, доктор химических наук, профессор
КАРАЕВ С. Ф.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ
Актуальность проблей!. Непрерывное развитие химической шнштенностн, авторакспорта, энергетики и ряда других отрао-А хозяйственной деятельности человека приводит к увеличению Оросов врэдних соединений в атмосферу. Наиболее токсичгепм единениями, содержащимися в газоъпх выбросах, являются оксн-азота. Перспективным методом счистки, газов от оксидов азота ляется их каталитическое восстановлено. Реакции ката.чити-ского восстановления оксидов азота нривлекателши том, что в результате образуются нетоисичнне вещества*. Большим нидо-атком традиционно используемых восстановителей (СО, уг-водорода) является невозмотэсть их использования в реалышх ловиях, то есть в кислородсодержащих газовых смесях. В' при-тстьии кислорода активность большинства известных катг.лпза-ров резко падает, и они сказываются непригодными для практи-ского использования. В этой связи изучение влияния кислорода реакции каталитического восстановления оксидов азота а по-к катализаторов, способных вести их восстановление в прасут-ыш 02, являются актуальными. Для этих целей может ^ыгь ис-ггьзован пока единственный восстановитель - аммиак. В настоя-э время способ каталитического обезвреживания оксидов азота /лаком уже используется в Японии, ФРГ, многих, европейских ранах (например, в Чехословакии) в США и в странах СНГ. В пьюшстве случаев используются РЪ- и Рб-содерк&щие кэтали-гори. Однако, перспектива использования благородных металлов "яничена их добычей и мировыми запасами. В этой связи, ис-?дования, направленные на разработку более достутшх катяли-соров очистки газовых выбросов от оксидов азота продолжают гзваться весьма актуальными.
Цель» настоящей работа явилось исследование механизма ка-¡итического восстановления оксидов азота аммиаком на вана-кжсидннх системах, выявление влияния кислорода на скорость )й реакции и создаше на базе получениях данных каталийато-нэ содержащего драгоценные металлы, и элективного в ре-■тх условиях.
Научная новизна работы. Установлены механизмы каталитического восстановления КО и Н02 аммиаком на ванадийоксидном .катализаторе. Показано, что в процессе этих реакций образуются различные активированные комплексы. Выявлены причины ускорения кислородом реакции каталитического восстановления КО. Показана принципиальная возможность использования в качестве носителей катализатора обезвреживания газовых выбросов от'оксидов азота природных цеолитов.
Практическая ценность работа. Разработаны, нанесенные на природные цеолиты ванадийоксидные• катализаторы, на которых восстановление оксидов азота аммиаком в кислородсодержащих газовых смесях протекает с оолышми скростями. Последнее позволяет рекомендовать юс к практическому использованию.
Апробация работа. Результаты работы доложены на Научно-технической конференции молодых ученых (Баку, 1991 г.); XIV Республиканской конференции (Баку, 1991 г.); конференции "Со-Бременные химические технологии очистки воздушной среды" Саратов, 1992 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 печатные работы.
Структура работы. Д .зсертация состоит из введения, семи глав, выводов и описка использованной литературы. Она изложена на 148 страницах, включая 24 рисунка, 25 таблиц и список цитируемой литературы из 174 наименований.
Введение посвящено описанию постановки и целей исследования.
В первой главе дан обзор работ по катализаторам восстановления оксидов азота аммиаком. Критически рассмотрены известные данные по кинетике и механизму этой каталитической, реакции.
Во втотюй.главе описаны использованные в работе экспериментальные метода исследовании. Кинетические исследования реакций проводила в проточном и импульсном режимах. Рентгенофа-зовый анализ .катализаторов проводили на дифрактоыетре "Дрон-3" с СиКа-излучешем; тер&эгравиметрические исследования - на де-риватографе ффмы НОМ (конструкции Ь.Раи11К, .Г.РаиИк,
Р.Егйеу); измерено электрического сопротивления катализаторов - на приборе Е7-11. работающем на переменном токе; ИК-спектроскопические исследования - на спектрофотометре ТЖ-20 фирма Глрл-Цэйс а диапазоне частот 1300-3300 см"1. Анализ газовой смеси на содержание в ней 02, К2, НО, Мг0, НО проводили хроматографически.
В третьей главе приведены результат« исследования газофазного окисления N0 молекулярным кислородом.
В четвертой тлаве описаны методики приготовления массивного и нанесенных катализаторов и результаты исследования их физико-химических свойств,
В пятой главе приведены результата исследования активности массивного ванадийоксидаого катализатора в реакциях взаимодействия И20, Ш, ГО2 и 0г С аммиаком.
В шестую главу сведены данные о нанесенных катализаторах.
. Седьмая глава посвящена обсуждению результатов..
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Гомогенное оклсл&нда НО .
При составлении смесей КО с 0г следует иметь в виду, что уже при комнатной температуре и атмосферном давлении кислород может расходоваться на только на взаимодействие с восстановителем, но и на взаимодействие с НО, образуя ГОг:
2Н0 + О. <==> КО, (1)
<С с.
>бразукящйся 1Юг в свою очередь вовлекается в реакции:
2М0г~ На04 ' (2)
Н02 +■ НО Нг03 (3)
При сценке состава смеси, поступвицей на катализаторный ной, нужно принять во В1гимаш?е завис;,лость скоростей взаимных »вращений Н0г, Нг03 и Кг04 от концентраций реагентов и тен-■ратурн. Поскольку равновесие резгащй (2) и (3) устанавлива-•ся практически мгновенно (времена достижения равновесия
- в -
составляют 1СГ4 и 1СГ1 с, соответственно), то состав газа на входе на кэтализаторгоЖ слой будет определяться скоростью окисления N0 в Н02. В табл.1 сведены результата расчета для смесей, наиболее часто используемых в настоящей работе. Как видно, увеличение концентрации как 02, так и КО существенно умевшает времена достижения заданных степеней окисления Ш.
Таблица 1
Ярзкена достижения (х) заданных степеней окисления КО в Ю? (а) при различных температурах
1.° 1, с при а:
0,1 ' 0,5 0,9
бко=2,0 об С0 =1,0 о<3-3 1
25 30 380 1,1 -104
100 • 69 878 2,6-Ю4;
200 153 2,0-103 5,9 >104
300 260 3,4«103 1,0-»О5
- 400 . 382 5,0-103 1,5• 105
Об Л С0 =8,0 об. %
25 3 33 333 ,
100 8 70 • 618
200 16 166 1.4-103
300 28 380 2,4 • 103
400 41 415 4,0-103
СНсГ0'1 ОбЛ С0 =1,0 об %
25 . 444 4,4-10 4,4-10
100 1,2-103 1,0-104 1,0-105
2С0 2,7 -103 2,4>104 2,4-Ю5
300 4,6 Ю3 4,0-Ю4 4,0-Ю5
400 6.Т-103 6.0-Ю4 5,9-Ю6
В таОл.2 приведены составы газовых смесей, до и после прохождения через реактор с пемзой и пустого кварцевого реактора. С увеличением концентрации 0? от З.С до 14,7 об.й выход 1Ю при гомогенном окислении уменьшается от 1,80 до 0,20 ой.%, в то время как томогеяное образование И02 увеличивается от 0,20 до 1,80 об.%. Увеличение концентрации 0р от 3,0 до 14,7 об.Я приводит к полному оксилешш НО в НО,, то есть реакционная смесь, составленная из НО и 0£, содержит только Ш£.
При мал« концентрациях (0,05 об.Ж) практически весь N0 остается непрорзагкровавшш (0,049 об.%). В этом случаэ реакционная скесь в основном состоит из КО и 0&.
Таблица 2
Концентрации N0, П02 и 02 (С, об.¡5) в~ реакционной смеси г=25°; т=60 с
Исходные Гомогенное окисление _ ._ ... . Гетерогенное окисление
КО ТО }ГГ\ ""г п "г ЯП 1ТП °г
2,00 0,40 1 ,80 0,20 0,3 1 ,51 0,49 п
0,Т6 1 ,т 0,3 0,61 1 ,26 0,74 0,22
1,00 ( ,60 0,40 0,80 0,40 1 ,60 0,60
3,60 1 ,00 1 ,00 3,10 0 2,ОС 2,6
7,60 • 0,65 1 ,34 6,93 0 2,00 6,6
1 4,70 0,2 1 ,я 13,8 0 2,00 13,7
1,00 1 ,00 0,68 0,12 0,94 0,28 0,72 0,87
0,05 1 ,00 0,0493 0,0007 0,0995 0,05 ° -1,00
Коол* прохождения реакцконной cv.ecу. черев реактор с н«м-зсЯ и пустей квлршвый реактор при комнатной температуре па-бладпется к коталитячесхое окисление НО (см.табл.2).
Таким обсазом, реакшкимая саесь, составленная иа КО и 0„
с?
д.:> поступления иа катадшаторгал! слой содертот в сеорм составе
•'как не прореагировавшие НО и 02, так и образовавшийся 1<02. Например, при составлении смеси из 2,00 со.% N0 и 1,00 об Л 0о в •реактор поступает смесь, состоящая из 0,40 обЛ N0, 1,60 ой.% №г и 0,60 об.г ог.
Кинетика каталитического восстановления оксидов азота в кислородсодержащих смесях
При температурах катализа (100-500°) в реагсционной смеси, составленной из ТО, 0£ и Ш3, на ок'сиднованадиевом катализато-. ре одновременно протекают реакции восстановления N0, ТО2, 02 и
W
Скорости этих реакций на свежеприготовленном V05.различны (рис.1). За меру каталитической активности V205 приняты скорости образования Н2. С наибольшей скоростью протекает восстановление оксидов азота (НО ) из кислородсодержащей смеси. Эта реакция начинается уже при 100°, полное превращение 1Ю„ достигается при 375°. Дальнейшее увеличение температура приьо-даг к умение ей» скорости образовашшя N . Последнее связано как с восстановлением самого катализатора, так и с образованием fígO, стехиометрия реакции образования которого соблюдается при больио;,! дефиците аммиака.
По достижению скорости 50%-ного образования азота иссло-дуемие реакции убивают к следа щей последовательности:
ш.,+ ш0 > но-* ш3 > ог + гш0 > v2oK + шэ
Скорости всех каталитических реакций существенно Емше па ' скасяепвоЛ поверхности, чей на еосстзшяшшюй.
Механизм катзлнтическохх» восстановления
оксидов азота ак.йшюи
КйК следует из дзтературшк данных, при обоуздгтж кеяа-livüiü каха-штичзсксго восстановлю идя оксидов азота в кйсдород-содоркадк. гасташ смесях сьтора ^адерлакшея в ссаоиюм Ш>7Х точек, lipoiaffl. В соответствии с одай из icjX мгкорйруеяся csípioobaibís в тйзоек. сйэсях дажеяяа гэота - «втора л^у-x'd.í! точйи срошш, иаяротяв, предполагай? еккс&зпис 1Ю & Ш.
. Рис.1. Скорость образования азота в исследуешх реакциях при 1200 ч-1 на массивном V 05.
1 - Сно=2,0; с =1,0; С1Ш= 2,6 об.%; '
2 - 0^=2.0; Одд- 1.3 ов.Ж; . 3 -_ 0^=1.0; Сш= 1,3 об Л;
4 - Ст= 2,6 об Л.
Результаты, полученные в настоящей работе, позволяют сделать енвод, что приведенные вше представления не исключают, а дополняют друг .друга. Действительно, при больших концентрациях НО (свнзе 1,0 об.%) и избытке кислорода, при невысоких скоростях газовых потоков и невысоки'; температурах, а также в присутствии катализаторов НО уже при обычных условиях может
полностью окисляться в К02. При других условиях проведения эксперимента (низкие концентрации КО, лике 0,05 об.й, высокие скорости газовых потоков, высокие температуры и пр.) газовые смеси состоят только из индивидуальных НО и 0г Промежуточной не ситуациями, и наиболее распространенными в реальных условиях, являются такие, в которых газовые смеси содержат оба оксида азота (Ю и К02) и непрореагировавший кислород.
По результатам ИК-спектроскопического исследовашя на поверхности свежезагрукешого У205 содержатся гидроксилъные группы (рис.2, кривая 1). На это указывает полоса поглощения при 3550 см"1. Полосы поглощения при 1035 и 900 см"1 могут быть отнесены к ф(У=0) и у(У-0-У)-грулпэм.
При введении КН0 на катализаторный слой наблюдается взаимодействие последнего с поверхностью. В результате итого взаимодействия при низких температурах сильно уменьшается электрическое сопротивление У20ь (рис.3). Поскольку на выходе из реактора продукты- реакции в этом случае не обнаруживаются, то можно считать, что это взаимодействие приводит к прочной адсорбции аммиака. На прочную адсорбцию Ш3 указывает к результаты взаимодействия ?г05, обработанного аммиаком, с тест-им-пулъсом И02. При этом на выходе из реактора обнаруживаются большие количества азота, который, очевидно, является продуктом .взаимодействия адсорбированного аммиака с НО^ Для идентификации связи 1Ш3 с поверхностью У205 бнли изучены КК-олектры образцов, обработанных аммиаком (рис.С, кривая 3). Как видно, в этом случае наблюдается интенсивная полоса поглощения при 1425 см""1 и слабая полоса поглощения при 1260 см-1. Первая из них соответствует образованию ионов Щ*, вторая - молекулярно адсорбированному Ш!3. Образование КН*- групп, по-видимому, происходит в результате взаимодействия аммиака с V -ОН-центра-ми на поверхности катализатора по схеме:
Н, я
Чт'
X
Н 1Г хн
о о
I шэ 0-У-0-У_-0 -► О-У-О-У.
о
.А-——»-——«-> . . - .... .i-«-■"-»■ - -"' ' 1 'д' ^
35 i7 iV 13 11 ' 90 y'i0" CM~~
Рлс.г. КК-спектрн V ofj тгрл 25°:
1 - исхо/н-Д образец:
2 ~ + ?;о;
3 - Vio!
-'i - v,os/âiso.- в njikcyïctblbi no + 0p b
В отличие от RH,,, моноокгад азота (ПО) на поверхности ьа~ наяийокеклного катализатора не адсорбируется. Ifa это указывают результата кондунтомегркчесшх исследований и результаты, по-яучеюше в стационарном режиме. В Ж-спектрэх V?0, полос« поглощения, соотвгтствукяке адсорбцуа >П, также не нэблюдтет^я (рис.2, кривая 2).
Рис.3. Влияние состава реакционной среды на электрн-.• ческое сопротивление (И) оксида ванадия.
Состав снеси (об.%):
1 - * 1,0; N0 - 2,0;
2 - 1,0; N0 - 2,0;
3 - °2 * 1,0;
4 - °а- 1,0; ш3 - 1.3;
5 - N0 - 2,0;
б - га3 - - 1,3
7 - ко - 2,0; №¡3 - .1,3
8 - Ее;
В процессе каталитического взаимодействия N0 с Ш3 также наблюдается адсорбция НН3 (рис.2). Уменьшение при этом электрического сопротивления катализатора, а также результаты, полученные в импульсном режиме показывают, что в процессе реакции поверхность катализатора частично восстанавливается. Эта данные позволяют предположить следующую схему механизма каталитического взаимодействия КО с ИН3:
н\ /н X
Г ЧН
о
да
-О-У-О-У-О-
п
...о,.
.......X
г чн
I I
о о
II I -О-У-О-У-О-
III
-(Н2+Н20)
ii н
! I -
о о
И* I
-О-У-О-У-О
Э
IV
ГО)
..о-..
Н""
-0-У-0-
"•й 6
г:** -0-7-0-
-н2о
о
8
2 -V-
Аммиак адсорбируется на бренстедовских' центрах поверхности катализатора, представляющие собой Уа-ОН-фрагменти. Очевидно, стабилизация образующихся при атом 1Ш*-ионов возможна в результате перераспределения заряда между адсорбированной частицей и катализатором с образованием резонансной структуры II. Взаимодействие КО из газовой фазы с II приводит к образованию активированного комплекса III, разложение которого сопровождается удалением продуктов (Ы2 и ¡^О) и одновременным восстановлением V5* в У4+. В процессе перехода в состояние IV катализатор дезактивируется вследствие потери активных У=0 центров.
Регенерация активных центров поверхности катализатора происходит-за счет кислорода, либо объемного, диффундирующего
к поверхноск, геоифззного (шяшьс У). Пря этом к отсутствии газофазного кислорода при низких температурах (-17СО по коре восстановления (гибели) активных центров имеет место полная дезактивация катализатора. При высоких те:-«похг.тураг (300° и выае), когда диффузия кислорода из объема оке...;:! к ого поверхности возрастает, скорость каталитической ; уменьшаясь по море восстановления катализатора, достать;- его-его стабильного значения (рис.4).
Изменение цвета адталазатора от желтого до черного, а тага® результат;; рентгенофазового и ИК-спектроскопического анализов указывают на то, что в стационарном состоянии в условиях реакции между Н0х и КН3 и отсутствия 'кислорода в газовог. фазе катализатор содержит в своем поставе У4+.
Диоксид азота, в отличие от МО, адсорбируется на поверхности v о При этом электрическое сопротивление катализатора увеличивается '(рис.3), а в ИК-спектрах появляется полоса поглощения при 1640 см"1 (рис.2), соответствующая образованию ь: его поверхности несимметричных колебаний. К-О-связей. Послед;-:-:с позволяет заключить, что связь молекулы М0г с катализатором осуществляется через азотный атом:
а о
V
I
-V-
йзиенеаэ электрического сопротивления V 0 в токе ре г г-иконной смуск КО с 1<Е3 указывает на адсорСцтао обоих реагект:.в (шс.З). В ПК-оиоглрьк V о,/А1,0„ в соеде НО, и КН. поякляк?-
О С 1^0 1 45
си полосы поглоаения при 1640, 1520/11 1260 йм~' . Полоса поглощения при 1440 см"1, как было показано в'лаэ, соответствует образованию Щ*-иойй, полосы поглощения прг 1620 и 12Р0 с»"'« пэ-ридимому, следует отнести к адсорбированному штагу в кс-лекулярном виде на поверхности адсорбента.
Результаты конпуктометрических и. ИК-спектроскопическет исследований, а также результаты исследования реакции в нестационарном режиме позволяет предположить схему механизма катэ-лнтичеокого взаимодействия Ш2 с ПН3:
Piici-4. Содержание реагента и продуктов реакции (А).
между N0 и Ш3 в зависимости от числа импульсов
Импульс - 6,7 гас,моль Ш и 4,5 мкмоль ГШ3
н
I
0
1
о-у-о — у — о
I
о
ю2+ш3
т
| + Иг° о
II
-7-0-7-0 «
. О
III '
^"НГ^Н I I
I ?
О-У-О-У-О I; О
II
-(К2+Нг0)
Адсорбция Ю2 и щ осуществляется ка разных центрах не-
взаимодействие Юг(адс) и НН+(адо)
И Ш.
верхности оксида ванадия приводит к образовании активированного комплекса II. Распад этого комплекса сопровождается образованием продуктов (Н2+ +21^0). и' освобождением активных центров поверхности катализатора. При этом в отличие от реакции восстановления N0 ак-тивныеценгрн поверхности, ответственные за адсорбцию N0 (У=0) в процессе распада активированного комплекса II не изменяются, 'в то время как центры, на которых абсорбируется йммиак (У -ОН) претерпевают изменение. Регенерация роследаих происходит в результате хемосорСции воды, являвшейся продуктом этой 'реакции.
перспективы использования ванадайсодеряаяж катализаторов в обезвреживании оксидов азота в реальных условиях
Результат» проведенных, исследований показывают, что вана-дийоксшдаые катализаторы усшино могут быть использованы для обезвреживания кислородсодержащих газонах выбросов от оксидов азота. В работе предпринята попытка создания эффективного нанесенного катализатора. В качестве носителя использовали тра-дационннй (не дефицитный) 7-А1г03, а также природные цеолиты: клиноптилолит и морденит месторождения Ай Даг Азербайджана. Увеличение активной массн (Уг05) на всех носителях от 2,33 до
11,0 мае.Я приводит к возрастанию активности катализаторов | При этом последующее нанесение (свыше 11,0 мас.%) не
дает положительных результатов.
Активности катализаторов, приготовленных на базе 7-Л1г03 м ¡шшоптилолига, практически одинаковы. Так, скорости 50%-ного превращения оксидов азота (2,3>10~7 моль/г-с) для обоих образцов достигаются примерно при одной и той же температуре 210^220°. Катализатор па основе мордепита несколько уступает по своей активности предыдущим катализаторам. Скорость 50%-ного превращения НО в этом случае достигается при 350°.
Активность катализатора V205/K может быть увеличена введением в ого состав WO^. В сравнении с катализатором, содержании только V20-, более активным является катализатор (2,7 уас-^ V205 + 6,5 мас.% °т'Оэ)/К. Введение больших количеств УЮ3 (7,4-3,2 мае.5) активность катализатора не увеличивает. .
При нанесении на Г102 активной масси: 2,7 иъс.% V205 + + о,5 мае.S 7Ю3 можно получить катализатор, активность которого сукествегаю више, чем катализатора (2,7 мае.% V20& + 6,5 ■гзс.!5 ТО3)/К. Taie, если скорость ЭОХ-ного превращешга N0 на катализаторе с клтюптшюлитом достигается при 475°, то его санена на диоксид титана приводит к уменьшению зтоа теетерату-'7-1 на 185°. Очевидно, столь высокая скорость каталитической рэелвдм является результатом того, что ^iOg, сан проявляет вц-оокую .;;;тпгл-!остъ . •
С;ште-зиро&а!пше катализатора проявляют высокую активность э rasoEiit с'тслх, созрлотях ;т-сояьгш количветпа скслдсв azo7ù (-0,5 o'J.w) n пзесток ¡яслорода. В таких с:.\всях огсут-•:?т;уот .Ю,, с<гл лестояг '^елм'о аз î'O и 0п„ 3 ?аче«га згрпиора "г/з ••.у.изэде-!?.» г-зуяь^атн екродзджпча жшэдезн гюъшэаторз 11,0 7о0г/"<: и -гсеоЛ Si гору катадатческой гктяв-
гостч дот fGV~oro -арозграцоляя ВО:
GIZrr
i .
I "'¿ОТ
I €0 I li-J
j -72C0 ! -Î-CCO 29COO
I 270 CÏO
Как видно, даже* пси малых концентрациях оксида азота и высоких объемных скоростях степень конверсии достаточно высока. Все это позволяет считать, что катализаторы могут быть рекомендованы к использованию для обезвреживания газовых выбросов от оксидов азота в реальных условиях.
ВНВОДЫ
1. В реакционной смеси НО -02-НН3 при 100-370+400° на ванадий-оксидном катализаторе амииак окисляется кислородом, оксидом азота, диоксидом азота и оксидом ванадия, при этом последний восстанавливается до V О
Скорости этих реакций убывают в ряду:
HCL + NH, > КО + NH, > V.O. + NH,
X J о с о о
2. При высоких•температурах (выше 370-400°) в процессе восстановления НО, ГОх и 02 аммиаком на ванаднйоксидном катализаторе помимо Н2 образуется Н О. Его образованию способствуют как увеличение степени восстановленное™ катализатора, так и дефицит Ш в реакционной смеси.
3. В процессе реакции между НО и НН на оксиднованадиевои катализаторе образуется комплекс, состоящий из адсорбирован-иого на бренстедовских. Vs-ОН-центрах аммиака в виде ион<}в и газофазного НО. Разложение комплекса сопровождается дезактивацией У=0-центров, участвующих в ого образовашш. Регенерация этих центров может Сыть осущест влена за счет объемного кислорода.
4. В процессе реакции мевд Н0г п Ш3 на оксиднованадиевои катализаторе образуется комплекс, состоящий из адсорбированного на бренстедовских Ya-ОН-центрах аммиака в виде ¡Шпиона и адсорбированного азотный атомом на 7--0-цеатрах диоксида азота. Разложение комплекса происходит без изменения числа активных центров.
5. Положительное влияние газофазного кислорода на рракцию восстановления N0 аммиаком на ванадайоксиг-ш катализаторе
заключается как б образовании НО.,, скорость восстановлена которого существенно выше скорости восстановления КО, так и в регенерации активных \'=0-цен?ров поверхности.
в. Присутствие кислорода в газовой фазе не изменяет активность ванадийсодержзщего катализатора в отношении реакции восстановления НО,,.
7. Природные цеолиты - морденит и клиноптилолиг месторождения Ай-Даг . Азербайджана - могут быть иснользованн в качестве носителей цанадийоксидного катализатора обезвреживания кислородсодержащих газовых выбросов от оксидов азота.
8. Активность нанесенного окксда ваизядя в отношении восстановления оксидов азота аммиаком в кислородсодержащих тазовых смесях может быть увеличена введение» в его состав оксида вольфрама.
9. Существенное увеличение активности оксида ванадия в восстановлении оксидов азота аммиаком в кислородсодесхэщих газовых смесях при нанесении его на 410 сеяззно с тем, что последний в больней степени выполняет функцию активного компонента катализатора, чем носителя.
Основное содержание диссертации отрагнно в слодугдах публткациях:
1. Гурки Абделъ Мохсен. Каталитическая активность нона--дийсодертасдах катализаторов в восстановлении НО, аммиаком.-Научно-техническая конференция молодых ученых.Тезисы доклада. С.78. Изд.ЛзГНА.-Бжу.-1931 .
2. Турки Абдель Мохсен. Каталитическое восстановление оксидов азота па V 0^.- XIV Республиканская конференция аспирантов В'/Зов Азербайджана. Тезисы доклада; с.161. Изд.ЕГУ.-' Баку.-1991.
3. Турки Абдель Мохсен, Гасан-заде Г.З.,Алхазов Т.Г. Вое становление оксидов азота аммиаком из кислородсодержащих газовых смесей на 7-содеркаших катализаторах.-Тезисы докладов конкуренции "Современные химические техьлогии очистки воздушной
рр-ды". -Саратов. -1933.