Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является двухстадийный способ очистки газов, включающий использование двух слоев катализаторов [16].

На первой стадии на оксидном цинкхромовом катализаторном слое осуществляется окисление метана, вводимого в качестве восстановителя в кислородсодержащую газовую среду. На второй стадии, очищаемые от оксидов азота газы в восстановительных условиях пропускают через второй слой оксидного алюмо-медь-никель-литиевого катализатора.

Недостатком данного способа является нерациональное расходование восстановительного агента - метана, особенно для обедненных топливных выбросов и дороговизна второго катализатора.

Использование катализаторов дожига перед катализаторами СКВ также не целесообразно [9].

Основная задача изобретения заключается в увеличении срока службы используемых пористых материалов и эффективности очистки в отношении не только NO2, и NO, но и продуктов неполного сгорания. Предварительное окисление в дизельных выбросах твердых сажевых частиц и органической фракции особенно важно для предотвращения забивания пор и каналов носителя, содержащего восстановитель.

С целью устранения указанных недостатков в предлагаемом способе очистки газов, включающем их обработку в две последовательные стадии с использованием двух катализаторов, предлагается осуществлять процесс в сочетании с некаталитическим восстановлением оксидов азота.

Согласно изобретению в способе очистки отработавших газов, включающем их обработку в две стадии с использованием соответствующего катализатора на каждой стадии новым является то, что на первой стадии осуществляют окисление и используют оксидный катализатор, а на второй стадии осуществляют восстановление оксидов азота при введении водорастворимых NH-содержащих реагентов и используют катализатор-адсорбент.

Дополнительными отличиями являются:

использование на каждой стадии катализаторов на блочных пористых керамических носителях или фильтрах сотовой структуры повышенной прочности на основе модифицированных или цеолитов, или гликозема, или кордиерита;

использование на первой стадии в качестве катализатора перовскита на носителе;

использование на первой стадии в качестве катализатора формованных с электропроводящими добавками блоков или фильтров с удельным сопротивлением 0,1-2,0 кОмсм;

использование в качестве электропроводящей добавки перовскита;

повышение температуры блочного катализатора первой стадии или фильтра на 100-300oC при проведении первой стадии обработки;

использование в качестве модификаторов переходных металлов в количестве 1-20 мас.%;

использование в качестве водорастворимых NH-содержащих реагентов карбамида, бикарбоната аммония и др. или их смесей;

пропускание окисленных газов перед второй стадией обработки через теплообменник и охлаждение их до точки росы;

впрыскивание перед второй стадией обработки в поток очищаемого газа воды или водных растворов восстановителей в количестве 50-100 г/м3, содержащих 50-400 г/л реагентов.

На первой стадии для дожигания токсичных продуктов используется эффективный катализатор полного окисления на блочном носителе.

На второй стадии для нейтрализации NOx используется метод низкотемпературного селективного восстановления водорастворимыми соединениями, введенными на поверхности второго слоя катализатора на носителе.

Для реализации двухстадийного способа очистки предложено использовать блочные носители и катализаторы повышенной пористости с параллельными каналами сотовой регулярной структуры и газопроницаемыми стенками между каналами для фильтрации газа.

Преимуществом используемых носителей на основе глинозема, кордиерита, цеолитов (природных и синтетических) является сочетание высоких прочностных характеристик сотовых блоков и пористостью стенок каналов (50-70%), что позволяет использовать их в качестве эффективных катализаторов и фильтров-катализаторов (табл. 1, 2, 3).

Для осуществления 1-й стадии необходимо сочетание эффективной окислительной способности и стабильности. Этими свойствами обладают термостойкие многокомпонентные оксиды со структурой типа перовскита следующего состава ABO3, где A - редко- и щелочноземельные элементы; B - переходные элементы, например, не содержащие благородных металлов.

В значительном числе публикаций отмечаются их уникальные каталитические, термические и электрофизические свойства, причем эффективность их в реакциях окисления CO, HC сравнима с платиновыми катализаторами [17, 18].

Отличительной особенностью данного способа является использование сочетания высоких каталитических, электро- и теплопроводных свойств этих материалов. Будучи нанесены на пористый керамический блок или экструдированы в виде сотовых керамических структур, перовскиты с высокой металлической или полупроводниковой проводимостью придают керамическому блоку электропроводящие свойства. Таким образом, нанесенный каталитический блок или сажевый фильтр становятся проводящими с удельным сопротивлением 0,1-2 км/см и могут быть нагреты на 100-300oC электрическим током. В результате эффективность терморегулируемого катализатора резко возрастает, и газоочистка может проводиться уже на холодном двигателе. Результаты работы такого каталитического дожигателя представлены в табл. 3.

Еще статьи по теме

Экологическое состояние территорий Восточного Казахстана
Проблема взаимодействия человека с природой - проблема вечная и одновременно современная. Ведь человечество связано с природным окружением своим происхождением, существованием и будущим. Человек-элемент природы, часть сложной системы “при ...

Экологическая маркировка для бизнеса - производителей и продавцов
Сохранение своего здоровья и здоровья потомков - одна из приоритетных задач, стоящих перед каждым человеком. Озабоченность этой важнейшей проблемой достигла такого уровня, что для ее решения необходимо выйти за рамки здравоохранения и объ ...