Способ плазмо-фотохимической очистки воздуха и устройство для его осуществления



Способ плазмо-фотохимической очистки воздуха и устройство для его осуществления
Способ плазмо-фотохимической очистки воздуха и устройство для его осуществления

Владельцы патента RU 2545379:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к области неорганической химии, каталитической и фотокаталитической очистке газов, в т.ч. воздуха. В устройстве и способе плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей, включающем улавливание грубодисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, активацию газа посредством его пропускания через зону плазмы-отрицательного коронного разряда с образованием радикалов и озона, фотоокисление с разложением уловленных примесей под действием излучения светодиодов с длиной волны менее 0,38 мкм на поверхности фотокаталитического фильтра с нанесенным на воздухопроницаемый носитель фотокатализатором на основе TiO2 и сорбцию остатков кислородсодержащих молекулярных соединений и промежуточных продуктов окисления в порах фильтра из активированного угля, согласно изобретению излучение создается при помощи светодиодов, импульсный режим которых осуществляется посредством импульсного усилителя. Технический результат заключается в эффективности способа комбинированной плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области неорганической химии, каталитической и фотокаталитической очистке газов, в т.ч. воздуха, и может быть использовано при их очистке от дисперсных и молекулярных загрязнителей.

Известен способ каталитической очистки воздуха от органических примесей путем добавления озона в очищаемый воздушный поток с последующей подачей воздушной смеси в реактор с катализатором на основе активированного угля. Рабочее соотношение озон : кислород воздуха в смешанном потоке отработанного воздуха и озоновоздушной смеси 1:2-4. Соотношение озон : органические загрязнения 1:2-10 (Пат. РФ №2051733, B01D 53/86, 10.01.1996 [1]). Недостатком способа является использование специального озонатора для генерации озона в количествах, существенно превышающих ПДК, а также необходимость непрерывного поддержания повышенной температуры активированного угля (от 50 до 100°C) для эффективного разложения органических примесей на его поверхности.

Известен также способ уменьшения концентрации вредных примесей компонентов и загрязняющих примесей в выхлопах двигателей, включающий образование озона под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны 185 нм, введение озона в поток рабочего газа и последующее разложение загрязняющих примесей в каталитическом преобразователе (Пат. РФ №2168053, F02M 27/06, 27.05.2001 [2]). Недостатком способа является неэффективная очистка газов от молекулярных загрязнителей, поскольку генерация озона осуществляется УФ лампой, а озон, как показано в статье (Mikhail N. Lyulyukin - Alexey S. Besov - Alexander V. Vorontsov, The Influence of Corona Electrodes Thickness on the Efficiency of Plasmachemical Oxidation of Acetone, Plasma Chemistry and Plasma Processing (2011) 31: 23-39 [3]), играет второстепенную роль в процессах окисления молекулярных органических загрязнителей. Согласно [3] в коронном разряде кроме озона генерирует огромное количество других активных частиц, которые почти на порядок повышают скорость и эффективность окисления паров ацетона по сравнению с озоном в отсутствие разряда.

Известен также способ очистки воздуха от дисперсных и молекулярных загрязнителей, использующий захват дисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, последующую зарядку тонкодисперсных аэрозольных частиц в зоне плазменного разряда, их улавливание с помощью электростатического рулонного фильтра и адсорбцию вместе с молекулярными загрязнителями на поверхности фотокаталитического фильтра с частицами диоксида титана (TiO2), где в присутствии мягкого ультрафиолетового излучения с длиной волны более 0,3 мкм происходит их фотокаталитическое окисление («Взгляд "DAIKIN" на чистоту и свежесть воздуха», «Мир Климата», январь 2004, №22, Журнал Ассоциации Предприятий Индустрии Климата России [4]). Недостатком способа является ограниченная эффективность очистки воздуха от молекулярных и дисперсных примесей. Используется только диоксид титана, который не позволяет полностью реализовать возможности генерируемых разрядом активных частиц.

Известен способ очистки воздуха от дисперсных и молекулярных примесей, включающий улавливание грубодисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, последующее введение в очищаемую воздушную смесь дополнительного окислительного газа и фотоокисление с разложением уловленных примесей под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны более 0,3 мкм на поверхности фотокаталитического фильтра с нанесенным на грубопористую структуру фотокатализатором, в качестве которого используют чистый диоксид титана с кристаллической структурой анатаза или диоксида титана, содержащий один или несколько переходных металлов (платина, палладий), и заключительную сорбцию окислительного газа и кислородсодержащих молекулярных соединений в порах фильтра из активированного угля (Пат. РФ №2259866, B01D 53/86, 10.09.2005 [5]).

Недостатком описанного выше способа, в котором для повышения эффективности, исходную газовую смесь, содержащую окисляемые вещества, насыщают парами пероксида водорода, а в качестве фотокатализатора используют чистый диоксид титана с кристаллической структурой анатаза, является введение дополнительного реагента (H 2 O 2), что существенно усложняет конструкцию устройства, требует системы его подачи, дозировки и регулярной дозаправки. Кроме этого, практически во всех очистителях воздуха такого класса в качестве источников УФ излучения используются ртутные лампы, которые имеют ограниченный ресурс ~8000 часов, а для питания достаточно высокое напряжение (от 110 В), что усложняет их использование в полевых условиях.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является фотокаталитический очиститель воздуха (Заявка CN 101371929(A), A61L 9/18, A61L 9/20, 25.02.2009 [6]), использующий матрицу из светодиодов в качестве источника освещения. К достоинствам данного устройства можно отнести увеличенный до ~20000÷30000 часов ресурс работы источников света, возможность создания относительно однородной засветки фотокатализатора матрицей из светодиодов в плоской геометрии и возможность ускорения циркуляции воздуха через очиститель вследствие его нагрева в области между фотокатализатором и матрицей из светодиодов.

Недостатком описанного выше способа, в котором в качестве источников света используется матрица из светодиодов, является неполное использование уникальных возможностей этих современных приборов, который в отличие от УФ ламп уже сейчас способны работать в импульсном режиме на частотах до 100 кГц.

Изобретение решает задачу повышения эффективности способа комбинированной плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей благодаря использованию импульсного режима работы матриц из УФ светодиодов. В момент включения УФ светодиодов, которое происходит за время ~1 мкс, на поверхности фотокатализатора на основе TiO2 моментально образуются высокоактивные частицы, время жизни которых превышает длительность светового импульса. Т.о. окислительные процессы с участием высокоактивных частиц продолжаются и в отсутствие освещения, обеспечивая рост энергоэффективности,

Задача решается способом комбинированной плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей, который включает улавливание грубодисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, активацию газа посредством его пропускания через зону плазмы-отрицательного коронного разряда с образованием радикалов и озона, дальнейшее фотоокисление с разложением уловленных примесей под действием импульсного излучения матриц из УФ светодиодов с длиной волны менее 0,38 мкм на поверхности фотокаталитического фильтра с нанесенным на воздухопроницаемый носитель фотокатализатором на основе TiO2, с кристаллической структурой анатаза или диоксид титан, содержащего один или несколько переходных металлов, таких как, например, платина, палладий, и сорбцию остатков кислородсодержащих молекулярных соединений и промежуточных продуктов окисления в порах фильтра из активированного угля, при этом интенсивное окисление молекулярных загрязнителей осуществляют фотокатализатором на основе TiO2 под действием импульсного излучения прямоугольной, треугольной или синусоидальной формы с частотой следования 0,1 100000 Гц и скважностью S, регулируемой в диапазоне S=1÷1000. Для импульсного сигнала справедливы следующие соотношения: S=T/t=1/D, где S - скважность, D - коэффициент заполнения, T - период следования импульсов, t - длительность импульса.

Правильный подбор скважности S и периода следования импульсов T обеспечивает существенную экономию электроэнергии. Результаты измерения энергоэффективности (отношения количества прореагировавших молекул ацетона при облучении фотокатализатора импульсами УФ излучения к их количеству при постоянном освещении эквивалентным световым потоком) процесса фотокаталитического окисления ацетона под действием прямоугольных импульсов УФ излучения светодиода представлены на Фиг.2.

На Фиг.2 представлена зависимость энергоэффективности фотокаталитического окисления ацетона от коэффициента заполнения D. Коэффициент заполнения D равен отношению длительности цикла освещенности τ к периоду следования импульсов T(D=τ/T=1/S), а величина S=1/D в электротехнической литературе именуется скважностью. Из рисунка видно, что для частоты 0,1 Гц (T=10 с) энергоэффективность растет медленнее чем для частоты 100 Гц (T=0,01 с), однако уже для D=0,1 в обоих случаях имеем существенный эффект, который для частоты 0,1 Гц превышает 30%, а для частоты 100 Гц - 60%. При увеличении скважности до S=40 (D=0,025), для 100 Гц энергоэффективность растет в 2.5 раза, а при S=100 (D=0,01) почти в 4 раза.

Озон, который образуется в построенном по схеме коронирующий двойной проволочный электрод-плоскость коронаторе, ускоряет фотокаталитическое окисление примесей с одновременной очисткой и реактивацией фотокатализатора 4 (Фиг.1) на основе TiO2 по действием импульсного ультрафиолетового излучения светодиодов в присутствии озона. Для данного способа выбран отрицательный заряд коронатора, так как в этом случае могут образовываться активные кислородсодержащие анионы, такие как O2-, которые могут ускорять фотокаталитические процессы. Кроме того, отрицательный коронный разряд является более стабильным и позволяет закачивать в корону большую энергию, а при маленьких энергиях и большой толщине коронирующих электродов имеет высокую энергетическую эффективность, т.е. может генерировать большее количество активных заряженных частиц на единицу затраченной электроэнергии [3]. Коронатор состоит из параллельных заземленных пластин, между которыми на равном расстоянии расположены коронирующие проволоки. Потенциал на коронирующих проволоках секции коронного разряда варьируется в пределах от 6,5 до 15 кВ. Диаметр коронирующей проволоки может варьироваться в пределах от 0,05 до 10 мм. Расстояние между заземленными пластинами может варьироваться в пределах от 10 до 200 мм. На коронирующие проволоки может подаваться положительный или отрицательный потенциал.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, заключается в существенном повышении эффективности и в обеспечении непрерывности процесса очистки воздуха от молекулярных примесей за счет максимального повышения эффективности параметров коронного разряда и максимально эффективного использования озона и активных частиц для окисления молекулярных примесей на поверхности фотокатализатора на основе TiO2 при его освещении импульсами УФ излучения светодиодов с заданной в зависимости от режима энергопотребления (энергоэффективности) частотой и скважностью следования импульсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в момент воздействия импульса УФ излучения на поверхность фотокатализатора на основе TiO2 на его поверхности быстро образуются высокоактивные частицы, время жизни которых превышает длительность светового импульса. Т.о. окислительные процессы с участием высокоактивных частиц продолжаются и в отсутствие освещения, обеспечивая рост энергоэффективности, а образующиеся в коронном разряде активные частицы, радикалы и озон не только дополнительно очень эффективно окисляют молекулярные примеси на фотокатализаторе на основе TiO2, но и восстанавливают его активность (Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, Ed. by D.F. Oilis, H. Al-Ekabi., New York, Elsevier, 1993 [7]).

Изобретение поясняется чертежом, где на Фиг 1. приведена принципиальная схема устройства для осуществления способа высокоэффективной очистки воздуха от молекулярных примесей. Грубодисперсные частицы улавливают механическим фильтром грубой очистки 1. Затем содержащий молекулярные загрязнители, воздух проходит через зону отрицательного коронного разряда регулируемой интенсивности, сформированного коронирующими электродами в виде проволочек из нихрома 2 и параллельными пластинами с нулевым потенциалом 3. Воздух активируется в зоне разряда, образуя свободные радикалы и озон, которые начинают процесс окисления и деструкции молекулярных загрязнителей уже в потоке воздуха. Далее воздух проходит через 2 пакета воздухопроницаемых носителей 4 с нанесенным на них фотокатализатором на основе TiO2. Большая часть загрязнителя и продуктов его распада адсорбируется и вступает в реакции окисления и фотоокисления на поверхности этого катализатора под действием импульсного излучения УФ светодиодов 5 с длинной волны <380 нм, размещенных на прозрачном для воздушного потока сеточном держателе - 6. Там же вступает в реакцию окисления и большая часть озона, интенсивно образующегося в зоне отрицательного коронного разряда, предотвращая его дезактивацию. Заключительная сорбционная фаза очистки воздуха от остатков промежуточных продуктов окисления и кислородсодержащих молекулярных соединений осуществляется фильтром из активированного угля 7. Для фотокаталитического фильтра 4 используют чистый диоксид титана TiO2 с кристаллической структурой анатаза или его комбинации с одним или несколькими переходными металлами, например платиной или палладием. Для устранения следов озона, молекулярных загрязнителей и продуктов их распада на выходе очистителя ставится адсорбционный фильтр 7 из активированного угля, который выполняет также функцию буферного накопителя молекулярных загрязнителей в случае скачкообразного изменения их концентрации (неожиданного выброса) или временного выхода из строя коронатора или фотокаталитического модуля. Импульсный режим работы светодиодов реализован благодаря специальному импульсному усилителю 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Поток фильтруемого воздуха пропускают последовательно через механический фильтр грубой очистки 1, коронатор, который состоит из коронирующих электродов в виде проволочек из нихрома 2 и параллельных пластин с нулевым потенциалом 3, где воздух активируется в зоне разряда, образуя свободные радикалы и озон, которые уже в потоке воздуха начинают процесс окисления и деструкции молекулярных загрязнителей. Далее воздух проходит через пакет воздухопроницаемых носителей 4 с нанесенным на них фотокатализатором на основе TiO2, на котором адсорбируется большая часть молекулярных загрязнителей и промежуточных продуктов их распада, интенсивно вступая в реакции окисления с молекулами озона и активного кислорода под действием импульсного УФ излучения матрицы из светодиодов 5 с длинной волны >0,3 нм, размещенных на воздухопроницаемом держателе 6. Для устранения следов озона, молекулярных загрязнителей и продуктов их распада на выходе очистителя ставится адсорбционный фильтр 7 из активированного угля, который выполняет также функцию буферного накопителя молекулярных загрязнителей в случае скачкообразного изменения их концентрации (неожиданного выброса) или временного выхода из строя коронатора. Импульсный режим работы светодиодов реализован благодаря специальному импульсному усилителю 8, позволяющему существенно снизить энергозатраты на единицу окисляемого загрязнителя.

В результате имеет место эффективная очистка воздуха с его обеззараживанием от патогенной флоры при минимальных затратах энергии на генерацию УФ излучения, при возможности автоматической регулировки мощности и периодичности импульсов излучения в зависимости от количества загрязняющих веществ на входе и выходе из системы. Такой режим эксплуатации уменьшает массовую нагрузку дисперсной фазы на катализаторы и активированный уголь, что поддерживает непрерывность эффективность процесса фильтрации.

В результате имеет место эффективная очистка воздуха от молекулярных примесей на поверхности фотокатализатора и его реактивация за счет интенсивного удаления адсорбированных молекулярных и органических дисперсных примесей с поверхности частиц диоксида титана в присутствии регулируемого по интенсивности и длительности импульсного ультрафиолетового излучения и озона, образованного в коронном разряде.

На выходе из устройства воздушный поток пропускают через фильтр из активированного угля 7 не только для повышения эффективности улавливания молекулярных примесей и адсорбции озона и кислородсодержащих соединений, но и для реактивации активированного угля от фильтрата примесей за счет их разложения под действием ультрафиолетового излучения в присутствии озона, пероксидов и радикалов ОН- и О-.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что энергоэффективность очистки воздуха в системе разряд → фотокатализатор + импульсное УФ излучение светодиодов возросла в 3-4 раза по сравнению с системой коронный разряд → фотокатализатор + постоянное УФ излучение светодиодов.

Аналогичный результат достигается и в случае использования фотокатализаторов: диоксид титана, содержащий один или несколько переходных металлов, таких как, например, платина, палладий.

Таким образом, в отличие от прототипа в разработанном способе имеет место высокоэффективное разрушение молекулярных примесей в зоне коронного разряда, далее их энергетически более эффективное окисление на фотокатализаторе под действием импульсного УФ излучения и, наконец, заключительная очистка в порах активированного угля с непрерывной реактивацией диоксида титана и активированного угля от адсорбированных молекулярных примесей. Содержание озона и примесей окислов азота в очищенном воздухе не превышает ПДК за счет их ограниченного выбора режима работы коронатора образования и адсорбции угольным адсорбентом.

Достигнутые при осуществлении заявленного способа параметры существенно превышают аналогичные характеристики аналогов и прототипа.

Источники информации

1. П.Т. Полуэктов, В.Т. Филь, Л.А. Власова, Л.Д. Кудрявцев, А.В. Молодыка, Е.В. Воробьев, В.С. Ненахов, Е.И. Кривошеева. Способ каталитической очистки отработанного воздуха от органических примесей методом озонирования. Пат. РФ №2051733, B01D 53/86, B01D 53/44, 10.01.1996.

2. Р.Н. Миллер, Р.П. Карен, Д.Э. Экчиан. Способ и устройство для уменьшения вредных компонентов и загрязняющих примесей в выхлопных газах двигателей. Пат. РФ №2168053, F02M 27/06, F02B 51/06, 27.05.2001.

3. Mikhail N. Lyulyukin - Alexey S. Besov - Alexander V. Vorontsov, The Influence of Corona Electrodes Thickness on the Efficiency of Plasmachemical Oxidation of Acetone, Plasma Chemistry and Plasma Processing (2011) 31: 23-39.

4. Взгляд "DAIKIN" на чистоту и свежесть воздуха», статья в Ж. «Мир Климата», январь 2004, №22, Журнал Ассоциации Предприятий Индустрии Климата России.

5. Д.В. Козлов, А.В. Воронцов, А.А. Першин. Способ фотокаталитической очистки газов. Пат. РФ №2259866, B01D 53/86, B01J 21/06, 10.09.2005.

6. ZHANCHANG PAN, CHUMIN XIAO, SHIRONG CHEN, ZHIGANG WEI, YUWEN DENG, XUEPING HUANG, LEI XU, XIAO ZHOU, Photocatalysis air purifier using light emitting diode as light source, Заявка CN 101371929(A), A61L 9/18, A61L 9/20, 25.02.2009 (прототип).

7. Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, Ed. by D.F. Oilis, H. Al-Ekabi., New York, Elsevier, 1993.

1. Способ плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей, включающий улавливание грубодисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, активацию газа посредством его пропускания через зону плазмы-отрицательного коронного разряда с образованием радикалов и озона, фотоокисление с разложением уловленных примесей под действием излучения светодиодов с длиной волны менее 0,38 мкм на поверхности фотокаталитического фильтра с нанесенным на воздухопроницаемый носитель фотокатализатором на основе диоксида титана TiO2 и сорбцию остатков кислородсодержащих молекулярных соединений и промежуточных продуктов окисления в порах фильтра из активированного угля, отличающийся тем, что излучение создается при помощи светодиодов, импульсный режим которых осуществляется посредством импульсного усилителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фотокатализатора используют диоксид титана с кристаллической структурой анатаза или диоксид титана, содержащий один или несколько переходных металлов, таких как, например, платина, палладий.

3. Устройство для осуществления способа плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей по п. 1, включающее механический фильтр грубой очистки, зону отрицательного коронного разряда с коронирующими электродами в виде проволочек и параллельных им пластин с нулевым потенциалом, пакеты воздухопроницаемых носителей с фотокатализатором, фильтр из активированного угля, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит импульсный усилитель, обеспечивающий работу размещенных на сеточном держателе светодиодов в импульсном режиме с заданной частотой и скважностью следования импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области неорганической химии. Способ комбинированной плазмо-фотохимической очистки воздуха от молекулярных загрязнителей, включающий улавливание грубодисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, активацию газа посредством его пропускания через зону коронного разряда с образованием радикалов и озона, интенсивное окисление молекулярных загрязнителей на поверхности каталитического фильтра, фотоокисление с разложением уловленных примесей под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 0,38 мкм на поверхности фотокаталитического фильтра с нанесенным на воздухопроницаемый носитель фотокатализатором и сорбцию остатков кислородсодержащих молекулярных соединений и промежуточных продуктов окисления в порах фильтра из активированного угля, отличающийся тем, что интенсивное окисление молекулярных загрязнителей осуществляют гибридным катализатором на основе диоксида титана TiO2 и диоксида марганца MnO2 перед стадией фотоокисления.

Изобретение относится к каталитической системе для восстановления оксидов азота из выхлопных газов, содержащей, по меньшей мере, два слоя катализатора, в которой первый слой катализатора представляет собой железо-бета-цеолит, а второй слой катализатора, лежащий ниже по ходу потока, представляет собой серебро, нанесенное на оксид алюминия, а также к применению указанной каталитической системы для обработки выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания, работающих на обедненных смесях, газовых турбин и испарителей.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, не подвергшегося сероочистке, с применением окислительного аппарата высокого давления в сочетании с абсорбером.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения серы из сероводородсодержащего газа методом Клауса включает термическую стадию и, по меньшей мере, одну стадию каталитической конверсии.

Изобретение относится к области очистки и стерилизации воздуха, а именно к устройствам для очистки воздуха от газов, паров органических соединений, угарного газа и оксидов азота, и может быть использовано в газоочистной системе промышленных предприятий.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, содержащего сероводород, с применением окислительного аппарата в сочетании с абсорбером.

Изобретение относится к электронагреваемому сотовому элементу. Сущность изобретения: электронагреваемый сотовый элемент (1) с каналами (2), имеющий нагревательный диск (3) с первым (4) и вторым (5) пакетами слоев из электропроводного материала, скрученными друг с другом и электрически изолированными друг от друга, при этом первый пакет (4) слоев образует первый путь (8) тока, предназначенный для пропускания электрического тока для первого нагревательного контура (10), а второй пакет (5) слоев образует второй путь (9) тока, предназначенный для пропускания электрического тока для второго нагревательного контура (11).

Изобретение относится к металлическим сотовым элементам, используемым в системах снижения токсичности отработавших газов. Сущность изобретения: металлический слой с антидиффузионными структурами из стойкой к высокотемпературной коррозии стали, который имеет продольное направление (Q), верхнюю сторону (2), нижнюю сторону (3) и толщину (d) в пределах от 0,015 до 0,1 мм, а также имеющий проходящие примерно в его продольном направлении (Q) прерывистые микропрофильные структуры (4, 5).

Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. Способ очистки газа от сероводорода включает предварительное смешивание очищаемого газа с балансовой частью газа сепарации.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к фольге из нержавеющей стали, используемой в носителе катализатора устройства очистки выхлопного газа автомобиля.

Изобретение относится к способу получения катализатора путем покрытия ячеистых тел кристаллическим слоем металла с каталитическими свойствами. Перед нанесением покрытия на поверхности ячеистых тел кристаллического слоя металла упомянутые поверхности предварительно покрывают порошком из драгоценных металлов, имеющим размер частиц <10 мкм. Ячеистый катализатор имеет дважды покрытую поверхность с нанесенным на поверхность кристаллическим слоем металла. Между поверхностью ячеистого тела (4) и кристаллическим металлическим слоем (3) имеется промежуточный слой (2), образованный из обожженного порошка драгоценного металла. Катализатор применяют для очистки отработанных газов и каталитического горения. В результате предварительного покрытия порошком из нержавеющей стали получают продукт длительного использования, более низкую чувствительность, больший диапазон температур применения и более долгий срок службы. Описан также способ для использования в беспламенных каталитических конденсационных котлах, в каталитической последующей очистке в термических системах очистки отработанного воздуха и как покрытия для мембран топливных элементов. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасной работы теплообменных контуров ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред включает корпус 1, размещенную внутри него реакционную камеру 3, охватывающую распределительный трубопровод 2 и имеющую по меньшей мере одну перфорированную секцию 4, заполненную гранулами 5 из кислородсодержащего материала, трубопровод 7 подачи бескислородной газовой среды, содержащей водород, в реакционную камеру и трубопровод 8 подачи кислородсодержащей газовой среды в корпус для восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала, подсоединенные к входному патрубку 2, выходной трубопровод 9 для отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры и систему переключения режимов работы, содержащую три запорных вентиля: первый 10 из которых установлен в трубопроводе 7 подачи водородсодержащей бескислородной газовой среды, второй 11 - в трубопроводе 8 подачи кислородсодержащей газовой среды и третий 12 - в выходном трубопроводе 9. Изобретение позволяет повысить эффективность удаления газообразного водорода из бескислородной водородсодержащей газовой среды в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в устройствах для очистки отработанных газов автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Устройство (1) для очистки отработанного газа (ОГ) имеет компонент (2) очистки ОГ, который выполнен проточным в направлении (3) потока от стороны (4) набегающего потока к стороне (5) стекающего потока. В направлении (3) потока за стороной (5) стекающего потока предусмотрено устройство (6) подачи для восстановителя в устройство (1) для очистки ОГ. Устройство (6) подачи имеет направление (7) подачи, которое, по меньшей мере, частично проходит противоположно направлению (3) потока. Сторона (5) стекающего потока компонента (2) очистки ОГ, по меньшей мере, частично перекрыта пористым пластом (8). Между устройством (6) подачи и компонентом (2) очистки ОГ имеется расстояние (9), которое выбрано так, что впрыскиваемый восстановитель (10) достигает пористого пласта (8). Пористый пласт (8) содержит металлическую ткань или металлический нетканый материал. Раскрыт автомобиль, имеющий двигатель внутреннего сгорания с устройством (1) для очистки ОГ. Технический результат заключается в упрощении монтажа устройства и улучшении накопления и распределения восстановителя по проходному сечению потока. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу обработки серосодержащего газа и к катализатору гидрирования, используемому для этого. Описан катализатор гидрирования, который включает в качестве активного компонента оксид никеля, оксид кобальта, а также оксид молибдена или оксид вольфрама. В качестве вспомогательного агента дезоксидации добавляют один или несколько соединений из сульфата двухвалентного железа, нитрата трехвалентного железа и сульфата трехвалентного железа. TiO2 и γ-Al2O3 добавляют в виде сухого коллоида соединения титан-алюминий. Также описан способ обработки серосодержащего газа катализатором гидрирования. Технический результат - катализатор имеет высокую активность гидрирования диоксида серы и низкую рабочую температуру. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 14 табл., 11 пр.
Изобретение относится к сложному оксиду, который может использоваться в качестве катализатора, функциональной керамики, твердого электролита для топливных элементов, абразива и подобного, особенно подходящего для применения как сокаталитического материала в катализаторах очистки выхлопных газов автомобиля, а также относится к способу получения сложного оксида и катализатора для очистки выхлопных газов, использующего сложный оксид. Сложный оксид содержит церий и по меньшей мере один элемент, выбранный из алюминия, кремния или редкоземельных металлов, отличных от церия, при весовом отношении от 85:15 до 99:1 в расчете на оксиды, имеющий после обжига при 900°С в течение 5 часов объем пор с диаметром не более 200 нм не ниже 0,30 см3/г. Изобретение обеспечивает получение сложного оксида, который сохраняет большой объем пор даже при использовании в высокотемпературной среде и имеет отличную термостойкость и каталитическую активность. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

Изобретение относится к способу разложения и/или удаления опасных веществ в газообразной и/или жидкой фазах с использованием фотокаталитического материала. Способ удаления газообразного опасного вещества, содержащего сильно концентрированные оксиды азота и оксиды серы, в окружающей среде, содержащей опасное вещество, включает: удаление оксидов азота посредством использования водного раствора аминового соединения в качестве химикалия в первичном устройстве и удаление оксидов серы посредством использования способа разложения, в котором во вторичном устройстве присутствуют фотокаталитический материал и разбавленный раствор пероксида водорода. Изобретение обеспечивает эффективное и быстрое разложение опасных веществ. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к устройству очистки выхлопного газа для двигателя внутреннего сгорания. Предложено устройство очистки выхлопного газа для двигателя внутреннего сгорания, очищающее выхлопной газ в первом выпускном канале и втором выпускном канале, которые проходят от двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит: соединяющийся канал, который проходит от соединяющейся секции первого выпускного канала и второго выпускного канала; первый вспомогательный каталитический нейтрализатор NOx, который расположен в первом выпускном канале; второй вспомогательный каталитический нейтрализатор NOx, который расположен во втором выпускном канале; основной каталитический нейтрализатор NOx, который расположен в соединяющемся канале; первую секцию добавления, которая добавляет источник аммиака с первой величиной добавления в секцию выше по потоку от первого вспомогательного каталитического нейтрализатора NOx, таким образом доставляя водный раствор мочевины к первому вспомогательному каталитическому нейтрализатору NOx; вторую секцию добавления, которая добавляет источник аммиака со второй величиной добавления в секцию выше по потоку от второго вспомогательного каталитического нейтрализатора NOx, таким образом доставляя водный раствор мочевины ко второму вспомогательному каталитическому нейтрализатору NOx; первый температурный датчик, который определяет температуру первого вспомогательного каталитического нейтрализатора NOx; и контроллер, который управляет первой величиной добавления и второй величиной добавления, при этом контроллер выполнен с возможностью: сравнения температуры, определяемой посредством первого температурного датчика, с первой опорной температурой, заданной заранее, и выполнения, на основе сравнения, экстренного управления добавлением, чтобы увеличивать одну из первой величины добавления и второй величины добавления до первой измененной величины добавления и уменьшать другую до второй измененной величины добавления. Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективной очистки NOx в устройстве очистки выхлопного газа. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области термической обработки. Для сокращения потребления энергии при проведении непрерывного отжига стали и её травления осуществляют обработку стали, которую подвергают отжигу в печи (2) и травлению в травильной ванне (3), при этом отходящий газ травильной ванны (3) нагревают до рабочей температуры катализатора и подают на катализатор (5) для уменьшения концентрации оксидов азота, а отходящий газ, пропускаемый через катализатор (5), подают по меньшей мере в одну нагревательную горелку (20) печи (2) для отжига в качестве воздуха для горения. Установка для обработки стали содержит печь (2) для отжига, травильную ванну (3) для травления, катализатор (5) для уменьшения концентрации оксидов азота в отходящем газе травильной ванны (3), нагревательные устройства (6, 60) для нагрева отходящего газа перед катализатором (5), дополнительную линию (32) для подачи пропускаемого через катализатор (5) отходящего газа по меньшей мере в одну нагревательную горелку (20) печи. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к восстановлению водорода из газов. Реактор и способ получения водорода из потока газа, содержащего сероводород или сероводород и диоксид углерода, согласно которому: в камеру вертикального реактора вводят поток указанного газа, при этом указанная камера реактора содержит внешнюю цилиндрическую оболочку, определяющую реакционную камеру, а указанная реакционная камера включает зону нагрева, мембрану и конденсатор серы, а указанный реактор содержит: впускное отверстие для ввода потока газа в реакционную камеру; зону нагрева, расположенную в реакционной камере и приспособленную для контакта с указанным потоком газа, при этом указанная зона нагрева содержит катализатор, выбранный из группы, включающей азурит, малахит и металл, содержащий 75% никеля и 25% хрома; мембрану, представляющую собой керамическую мембрану, расположенную в реакционной камере, при этом указанная керамическая мембрана является проницаемой для водорода, но не проницаема для сероводорода и паров серы, а пропуск потока определяется содержимым мембраны, сообщающейся с первым выпускным отверстием; конденсатор серы, расположенный в реакционной камере ниже мембраны и сообщающийся со вторым выпускным отверстием; отверстие для выпуска газа, сообщающееся с реакционной камерой; подвергают сероводород или, необязательно, сероводород и диоксид углерода, реакции в зоне нагрева при температуре от 400 до 700°C, при которой конверсия сероводорода составляет по меньшей мере 95%, с получением в реакционной камере водорода и паров серы и, необязательно, воды; непрерывно и немедленно удаляют водород через указанную мембрану и отводят полученный водород через первое выпускное отверстие; непрерывно конденсируют пары серы на конденсаторе серы с получением серы в виде жидкости, которую отводят через второе выпускное отверстие; и отводят отработанный в реакторе газ из реакционной камеры через отверстие для выпуска газа, при этом указанный отработанный в реакторе газ, по существу, не содержит сероводород и серу. Технический результат - повышение эффективности восстановления водорода. 2 н. и 15 з. п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 4 прим.
Изобретение относится к сложным оксидам и способам их получения. Предложен сложный оксид, содержащий церий и, по меньшей мере, один из редкоземельных элементов-металлов, исключая церий и включая иттрий, в массовом соотношении от 85:15 до 99:1 в пересчете на оксиды, и который дополнительно содержит кремний в количестве от более чем 0 мас.ч. до не более чем 20 мас.ч. в пересчете на SiO2 по отношению к 100 мас.ч. суммарной массы церия и, по меньшей мере, одного из редкоземельных элементов-металлов, исключая церий и включая иттрий, где сложный оксид имеет удельную поверхность не менее чем 40 м2/г при измерении методом BET после обжига при 900°C в течение 5 часов, и способность к восстановлению не менее чем 30% при вычислении по результатам измерения восстановления при программируемой температуре от 50°C до 900°C, после обжига при 1000°C в течение 5 часов. Предложены также способы получения сложного оксида и катализатор очистки отработавших газов с использованием сложного оксида. Технический результат - предложенный сложный оксид способен сохранять большую удельную поверхность даже при использовании в условиях высокой температуры и обладает превосходной термостойкостью и способностью к восстановлению. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 18 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на полезные модели - PoleznayaModel.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности Реклама на сайте Вход/Регистрация
Рейтинг@Mail.ru
Наверх