close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14298

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14298
(13) C1
(19)
B 01D 19/00
B 01J 8/02
C 02F 1/70
СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ
ИЗ ВОДЫ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА И РЕАКТОР
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20080725
(22) 2008.06.04
(43) 2010.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт физикоорганической химии Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Егиазаров Юрий Григорьевич; Лузин Михаил Владимирович;
Бильдюкевич Александр Викторович; Черчес Борис Хаймович; Гутерман Илья Давидович; Шункевич
Александр Акимович; Радкевич Валентина Зеноновна; Хаютина Евгения Семеновна; Потапова Людмила
Леонидовна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физико-органической химии Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(56) EP 0145262 A2, 1985.
EP 0140587 A1, 1985.
JP 57-197032 A, 1982.
DE 4315520 A1, 1994.
US 5725781 A, 1998.
US 3052527, 1962.
BY 14298 C1 2011.04.30
(57)
1. Способ каталитического удаления из воды растворенного кислорода, включающий
введение водорода и его смешение с потоком очищаемой воды, подачу под давлением
насыщенной водородом очищаемой воды в каталитический реактор, восстановление кисло
Фиг. 1
BY 14298 C1 2011.04.30
рода водородом на палладийсодержащем катализаторе на основе анионита, отвод из реактора очищенной воды, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют волокнистый слабоосновный анионит, содержащий 0,05-0,30 мас. % палладия, насыщенную
водородом очищаемую воду подают в каталитический реактор при давлении 2,5-3,5 атм и
объемной скорости потока 108-360 ч-1 снизу через два патрубка, расположенных диаметрально противоположно в нижней части корпуса реактора, при этом вода проходит через
катализатор в радиальном направлении, а отвод очищенной воды осуществляют через патрубок, расположенный в центральной части верхнего фланца.
2. Реактор для каталитического удаления из воды растворенного кислорода, включающий вертикальный цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, в котором размещают катализатор, отличающийся тем, что содержит верхний и нижний
фланцы с канавками для уплотнителя, зафиксированные шпильками и гайками, внутри
корпуса коаксиально расположены две перфорированные или пористые трубы, между которыми помещают катализатор, при этом корпус содержит второй входной патрубок,
причем оба входных патрубка размещены диаметрально противоположно в его нижней
части, а выходной патрубок расположен в центральной части верхнего фланца.
Изобретение относится к способу удаления из воды растворенного кислорода с использованием палладийсодержащего катализатора и устройству для осуществления способа.
Практическая реализация изобретения позволит предотвратить коррозию металла и
значительно увеличить срок службы оборудования и трубопроводов котельных, систем
тепло- и водоснабжения.
Как известно, при комнатной температуре в воде, контактирующей с воздухом, содержится растворенный кислород в количестве 8-10 ppm. Если такую воду использовать в
системах тепло- и водоснабжения, будет происходить коррозия металла и, следовательно,
будет сокращаться срок эксплуатации оборудования. Коррозия металла в воде усиливается с концентрацией растворенного в воде кислорода, поэтому устанавливается предельно
допустимая концентрация растворенного кислорода для нормального эксплуатационного
режима, равная (или меньше) 20 ppb.
Перспективный, неэнергоемкий, экологически чистый способ очистки воды от кислорода - каталитическое восстановление его водородом. Имеется ряд патентов, в которых описываются способы каталитического удаления кислорода из воды и устройства
для этого.
Известен способ гидрирования кислорода в присутствии катализатора - Pd и/или Pt на
носителе, например активированном угле [1]. Очищаемая вода впрыскивается в слой катализатора, помещенного в реакционную зону, заполненную водородом. Вода образует
тонкую пленку на поверхности катализатора, в этой пленке и происходит каталитическая
реакция - взаимодействие кислорода и водорода с образованием воды. В этом способе водород для реакции берется непосредственно из газовой фазы. Процесс осуществляется
при температуре 0-100 °С, предпочтительно комнатной, давлении водорода 1-10 атм,
предпочтительно 1-5 атм, и времени контакта 0,1-10,0 мин, предпочтительно 0,2-2,0 мин.
Содержание активного металла 0,01-10,0 %, предпочтительно 0,1-5,0 %, удельная поверхность катализатора может составлять 0,1-2000 м2/г.
Недостатком способа [1] является низкая активность катализатора, очевидно, из-за недостаточно эффективного контакта водорода с очищаемой водой. Так, остаточное содержание кислорода в очищенной воде после ее пропускания через катализаторы,
содержащие 0,1, 1,0 и 5,0 % Pd на активированном угле, при объемной скорости подачи
очищаемой воды, равной 120 ч-1, составляет 0,32, 0,18 и 0,05 мг/л соответственно. Кроме
того, катализатор на основе активированного угля имеет невысокую механическую прочность, вследствие чего при длительной работе возможны потери активного металла.
2
BY 14298 C1 2011.04.30
По способу каталитического обескислороживания, приведенному в [2], водород вводят в поток воды в количестве, по крайней мере, стехиометрическом, но лучше, если в 1,2
раза больше стехиометрического. Чтобы растворить требуемое количество водорода в воде, поток водорода смешивают с водой в смесителе при определенном давлении. Катализатором служит гранулированный активированный уголь, содержащий мелкодисперсную
платину в приповерхностном слое гранулы. Общее содержание Pt в катализаторе 0,055,0 %, предпочтительно 0,1-1,5 %. Удельная поверхность носителя 10-2000 м2/г, предпочтительно 50-1800 м2/г. Температура 0-60 °С, предпочтительно комнатная, абсолютные
давления на входе в зону реакции в пределах 1-10 атм, предпочтительно 1,5-4,0 атм. Скорость подачи воды 2-100 л/ч на 1 л катализатора (5-70 л/ч).
Недостаток способа [2] - небольшая глубина очистки при высоком содержании активного металла в катализаторе и низкой объемной скорости подачи воды (при содержании
1 % Pt в катализаторе и объемной скорости подачи 2-100 ч-1 остаточное содержание кислорода составляет 10-20 ppb). Кроме того, катализатор на основе гранул активированного
угля имеет невысокую механическую прочность, вследствие чего при длительной работе
возможны потери активного металла.
Описан способ удаления растворенного кислорода с использованием восстанавливающего агента, катализатора и устройства (установки) для осуществления способа [3]. Восстанавливающий агент выбирается из группы: водород, гидразин, диэтилгидроксиламин,
аскорбиновая кислота, карбогидразид, метилэтилкетоксим. Можно использовать их смесь.
В описываемом патенте выбран гидразин. В качестве катализатора используют активированное углеродное волокно без металла либо с металлом из группы: Pt, Pd, Au, Ag, Ni, W,
Co, Mn, Fe, Cu, Rh, Ir (предпочтительно Pt).
Установка для осуществления способа состоит из емкости для воды, насоса, устройства для впрыскивания восстанавливающего агента, регулятора скорости потока воды,
анализатора растворенного кислорода на входе в реактор, каталитического реактора, анализатора кислорода после реактора. Остаточное содержание кислорода в оптимальных
условиях достаточно низкое: 0,4-4,6 ppb при объемной скорости 120-168 ч-1. Однако эти
результаты получены при высоком содержании Pt в катализаторе (1 мас. %) и большом
избытке токсичного восстанавливающего агента - гидразина в зоне реакции (более чем в
2 раза).
Известен способ удаления растворенного кислорода с помощью гидразина в присутствии катализатора, содержащего палладий или платину на полимерном носителе - анионите на основе полистирола [4]. В примерах используется катализатор Lewatit OC 1045.
При объемной скорости 60-120 ч-1, давлении 3,3-10,0 атм, содержании в очищаемой воде
1,7-3,7 ppm кислорода и 2,3-46,2 ppm гидразина остаточное содержание кислорода в очищенной воде составляет 2,0-7,5 ppb. Недостатки способа: невысокая производительность
по очищаемой воде (низкая объемная скорость подачи воды) и большой избыток восстанавливающего агента - гидразина.
Описаны способ и устройство [5] для удаления кислорода из воды каталитическим
восстановлением (восстанавливающий агент - водород). Катализатором служит активированный уголь с нанесенным металлом (Pt, Pd или их смесь). Водород инжектируют в слой
катализатора, расположенного на перфорированной перегородке, которая установлена на
круговом выступе внутри цилиндрического вертикального аппарата. Перфорированная
перегородка над слоем катализатора установлена для равномерного прохождения воды
через слой. Катализатор насыщают водородом. Затем источник водорода отключают и через слой катализатора пропускают очищаемую воду. Цикл очистки воды продолжается до
тех пор, пока не израсходуется сорбированный на катализаторе водород. Затем цикл повторяется.
Описанный способ с попеременным введением водорода и очищаемой воды [5] характеризуется малой производительностью, которая со временем будет снижаться еще более
3
BY 14298 C1 2011.04.30
из-за невысокой прочности катализатора и потерь активного металла; устройство для
осуществления способа достаточно громоздко.
Известно устройство для каталитического удаления кислорода из воды [6], представляющее собой резервуар, имеющий две горизонтальные перфорированные перегородки,
между которыми помещен слой палладийсодержащего катализатора на основе гранульного анионита. В поток очищаемой воды, поступающей в нижнюю часть реактора, подается
водород. При движении воды с пузырьками водорода через перфорированную перегородку снизу вверх слой катализатора становится взвешенным (режим псевдоожижения). Водород хорошо смешивается с водой, растворяясь в ней, сорбируется вместе с кислородом
на поверхности катализатора, где и протекает их взаимодействие с образованием воды.
Недостатком [6] является большая линейная скорость потока воды и водорода, необходимая для поддержания слоя гранулированного катализатора во взвешенном (псевдоожиженном) состоянии. При этом время контакта между очищаемой водой и
катализатором становится ограниченным, в результате чего высокая степень очистки может не достигаться. При высоких линейных скоростях потока возможен также частичный
унос катализатора.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту
является способ каталитического удаления из воды кислорода, описанный в [7] (прототип).
Способ заключается в удалении растворенного кислорода из очищаемой воды инжектированием водорода в поток, его смешением с водой, подъемом давления, контактированием потока очищаемой воды с катализатором (Pd или Pt на носителе) в каталитическом
реакторе.
Количество водорода, вводимого в поток воды, примерно стехиометрическое, предпочтителен небольшой избыток: от 1,1 : 1 до 1,5 : 1.
После добавления водорода проводится смешение путем прохождения потока через
предварительную колонну со стеклянной насадкой. После смешения давление поднимают
до 4-10 атм, поток под давлением идет в катализаторную колонну (каталитический реактор). Если в воде мало растворенного кислорода, то давление держат около 4 атм. Для
8 ppm кислорода требуется давление около 7 атм.
Носитель катализатора, как указывается в [7], должен быть нерастворимым в воде,
физически устойчивым в условиях процесса и должен обеспечивать достаточную дисперсность активного металла. Этим требованиям, по мнению авторов, удовлетворяет гранулированный анионит на основе полистирола. Примеры продажных Pd-содержащих
анионитов на основе полистирола: Lewatit OC 1045, Lewatit OC 1040 производства компании Bayer Chemicals.
Температура в каталитическом реакторе 15-40 °С, предпочтительно 25 °С. Время контакта варьируется в зависимости от содержания растворенного кислорода в воде, концентрации добавленного водорода, содержания активного металла в катализаторе. Время
контакта от 0,5 до 2 мин было найдено достаточным.
Остаточное содержание кислорода в воде, очищенной по способу-прототипу, составляет менее 10 ppb. В лучшем примере прототипа (пример 4) [7] при содержании 0,3 мас. %
Pd в катализаторе на основе гранулированного полистирольного анионита, загрузке катализатора 1 л, объемной скорости подачи воды 108 ч-1, 7,45 ppm растворенного кислорода и
давлении 5,3 атм достигается остаточное содержание кислорода, равное 5,3 ppb.
Способ удаления растворенного кислорода [7] (прототип) имеет следующие недостатки:
1. Невысокая производительность по очищаемой воде. Объемная скорость подачи воды в каталитический реактор составляет всего 108 ч-1.
2. Активный компонент (Pd, Pt) сосредоточен в приповерхностном слое гранулы катализатора, что может привести к его потерям в результате истирания катализатора при длительной эксплуатации в условиях повышенного давления воды над слоем катализатора.
4
BY 14298 C1 2011.04.30
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому каталитическому реактору
является каталитический реактор аксиального типа, описанный в [7] (прототип). Реактор
представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с входным и выходным патрубками. Поток воды в реакторе направлен сверху вниз и проходит через насыпной слой
катализатора.
Недостаток каталитического реактора, описанного в [7] (прототип), заключается в
следующем. Насыпной слой катализатора создает высокое гидравлическое сопротивление,
что приводит к повышению давления на входе в реактор. В свою очередь, высокое давление на входе в реактор (4-10 атм) требует повышенных затрат энергии на транспортировку
потока очищаемой воды по всей технологической цепочке.
Задачей изобретения является разработка способа каталитического удаления из воды
растворенного кислорода, обеспечивающего эффективную очистку с высокой производительностью по очищаемой воде при низком давлении на входе в каталитический реактор,
а также разработка каталитического реактора для осуществления способа.
Решение первой части указанной задачи достигается способом каталитического удаления из воды растворенного кислорода, включающим введение водорода и его смешение
с потоком очищаемой воды, подачу под давлением насыщенной водородом очищаемой
воды в каталитический реактор, восстановление кислорода водородом на палладийсодержащем катализаторе на основе анионита, отвод из реактора очищенной воды, в котором в
качестве катализатора используют волокнистый слабоосновный анионит, содержащий
0,05-0,30 мас. % Pd, насыщенную водородом очищаемую воду подают в каталитический
реактор при давлении 2,5-3,5 атм и объемной скорости потока 108-360 ч-1 снизу через два
патрубка, расположенных диаметрально противоположно в нижней части корпуса реактора, при этом вода проходит (фильтруется) через катализатор в радиальном направлении, а
отвод очищенной воды осуществляют через патрубок, расположенный в центральной части верхнего фланца реактора.
На фиг. 1 показана схема установки для каталитического удаления из воды растворенного кислорода. Установка состоит из реактора 16, насоса 3, генератора водорода 8, стационарного смесителя 12. Перед насосом и смесителем имеются фильтры 2, 11 для
очистки воды от механических примесей. На линии подачи воды между насосом и фильтром 11 имеются: манометр 4, расходомер 5, анализатор кислорода 7 и трехходовой кран
10. На линии подачи водорода от генератора до трехходового крана 10 расположен ротаметр 9. На участке трубопровода между стационарным смесителем и каталитическим реактором установлены анализатор водорода 14 и манометр 15, а на выходе из реактора
имеются манометр 18, анализатор кислорода 20 и анализатор водорода 22. Установка
снабжена запорными вентилями 1, 6, 13, 19, 21.
Функционирование установки осуществляется следующим образом. Очищаемая вода
через фильтр 2 поступает на прием насоса 3, далее проходит через расходомер 5 и поступает через трехходовой кран 10 и фильтр 11 в стационарный смеситель 12 с насадкой. Водород из генератора 8 поступает в поток воды через трехходовой кран 10. Насыщенная
водородом очищаемая вода из смесителя поступает в каталитический реактор 16 снизу
через два входных патрубка. Именно каталитический реактор, содержащий в качестве катализатора палладийсодержащий волокнистый слабоосновный анионит, является основным устройством, где непосредственно происходит удаление кислорода из воды за счет
каталитического взаимодействия растворенных в воде O2 и H2 с образованием H2O. Обескислороженная вода выводится через патрубок в верхней части реактора и подается потребителю.
Решение второй части указанной задачи достигается реактором для каталитического
удаления из воды растворенного кислорода, включающим вертикальный цилиндрический
корпус с входным и выходным патрубками, в котором размещают катализатор, при этом
реактор содержит верхний и нижний фланцы с канавками для уплотнителя, зафиксиро5
BY 14298 C1 2011.04.30
ванные шпильками и гайками; внутри корпуса коаксиально расположены две перфорированные или пористые трубы, между которыми помещают катализатор; корпус содержит
второй входной патрубок, и оба входных патрубка размещены диаметрально противоположно в его нижней части, а выходной патрубок расположен в центральной части верхнего фланца.
На фиг. 2 представлен реактор для каталитического удаления из воды растворенного
кислорода: вид спереди (разрез по вертикальной оси) и вид сверху (разрез по плоскости AA). Реактор состоит из корпуса 23, верхнего и нижнего фланцев 24, 25 с канавками 26 для
уплотнителя (резиновые прокладки). В нижней части корпуса имеются диаметрально расположенные входные патрубки 31, 32, а в центре верхнего фланца - выходной патрубок
33. Внутри корпуса коаксиально расположены две перфорированные или пористые трубы
27, 28, между которыми помещен палладийсодержащий волокнистый катализатор. Трубы
зажаты между верхним и нижним фланцами. Нижний и верхний фланцы стягиваются
между собой шпильками с резьбой 29 и гайками 30. Все детали реактора, кроме шпилек и
гаек, выполнены из полимерных материалов.
Реактор работает следующим образом. Поток воды с растворенным водородом вводится в реактор через два нижних патрубка 31, 32 и проходит (фильтруется) в радиальном
направлении через волокнистый палладийсодержащий катализатор, находящийся в пространстве между пористыми (или перфорированными) трубами 27, 28. Очищенная от растворенного кислорода (обескислороженная) вода выводится через верхний патрубок 33.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
В поток очищаемой воды, подаваемой насосом со скоростью 36 л/ч и содержащей
3,3 ppm растворенного кислорода, впрыскивают водород со скоростью 0,2 л/ч (16,5 мг/ч).
Поток проходит через дополнительный фильтр в стационарный смеситель, заполненный
специальной насадкой, и направляется далее в каталитический реактор через два нижних
патрубка. Вода, насыщенная водородом, проходит (фильтруется) в радиальном направлении через катализатор, содержащий 0,3 мас. % Pd на волокнистом слабоосновном анионите (например, анионите ФИБАН А-5). Масса катализатора 30 г, объем 100 мл.
Обескислороженная вода выводится через верхний патрубок.
Давление воды на входе в реактор 2,7 атм, на выходе из реактора 2,5 атм, температура
10-20 °С (температура водопроводной воды). Объемная скорость подачи воды составляет
360 ч-1, время контакта 10 с. Содержание кислорода и водорода в воде определяется с помощью анализаторов кислорода и водорода. После 60 мин опыта содержание кислорода в
воде на выходе из реактора составляет 15 ppb, водорода - 40 ppb.
Пример 2.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 3,25 ppm кислорода, скорость подачи воды составляет 34 л/ч, скорость подачи водорода 16 мг/ч, давление
на входе в реактор 3,0 атм, содержание Pd в катализаторе 0,1 мас. %. Объемная скорость
подачи воды составляет 340 ч-1, время контакта 10,6 с. После 60 мин опыта содержание
кислорода в воде на выходе из реактора составляет 7 ppb, водорода - 68 ppb.
Пример 3.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 3,2 ppm кислорода, давление на входе в реактор 2,8 атм, содержание Pd в катализаторе 0,05 мас. %. После
60 мин опыта содержание кислорода в воде на выходе из реактора составляет 11 ppb, водорода - 60 ppb.
Пример 4.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 3,4 ppm кислорода, скорость подачи водорода составляет 17 мг/ч, давление на входе в реактор 2,8 атм, содержание Pd в катализаторе 0,02 мас. %. После 60 мин опыта содержание кислорода в
воде на выходе из реактора составляет 43 ppb, водорода - 90 ppb.
6
BY 14298 C1 2011.04.30
Пример 5.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 3,25 ppm кислорода, скорость подачи водорода составляет 18 мг/ч, давление на входе в реактор 2,5 атм, содержание Pd в катализаторе 0,5 мас. %. После 60 мин опыта содержание кислорода в воде
на выходе из реактора составляет 27 ppb, водорода - 42 ppb.
Пример 6.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 3,15 ppm кислорода, скорость подачи воды составляет 40 л/ч, скорость подачи водорода 19 мг/ч, содержание Pd в катализаторе 0,1 мас. %. Объемная скорость подачи воды составляет 400 ч-1,
время контакта 9 с. После 60 мин опыта содержание кислорода в воде на выходе из реактора составляет 22 ppb, водорода - 73 ppb.
Пример 7.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 3,25 ppm кислорода, скорость подачи воды 26 л/ч, скорость подачи водорода 13 мг/ч, давление на входе в
реактор 1,7 атм, содержание Pd в катализаторе 0,1 мас. %. Объемная скорость подачи воды составляет 260 ч-1, время контакта 13,8 с. После 60 мин опыта содержание кислорода в
воде на выходе из реактора составляет 32 ppb, водорода - 70 ppb.
Пример 8.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 7,5 ppm кислорода, скорость подачи воды 34 л/ч, скорость подачи водорода 37 мг/ч, содержание Pd в катализаторе 0,1 мас. %. Объемная скорость подачи воды составляет 340 ч-1, время контакта
10,6 с. После 50 мин опыта содержание кислорода в воде на выходе из реактора составляет 17 ppb, водорода - 64 ppb.
Пример 9.
Отличается от примера 1 тем, что поток очищаемой воды содержит 7,5 ppm кислорода, скорость подачи воды 10,8 л/ч (108 ч-1), скорость подачи водорода 12,5 мг/ч, давление
на входе в реактор 3,5 атм, содержание Pd в катализаторе 0,1 мас. %. После 50 мин опыта
содержание кислорода в воде на выходе из реактора составляет 3 ppb, водорода - 122 ppb.
Условия осуществления способа каталитического удаления из воды растворенного
кислорода и полученные результаты приведены в таблице (примеры 1-9).
Условия осуществления способа каталитического удаления из воды
растворенного кислорода и остаточное содержание H2 и O2 в воде, очищенной
по заявляемому способу и прототипу
Содержание Объемная Скорость Давление Содержание Содержание
Содержание Рd
O2 в очища- скорость подачи на входе H2 в очиO2 в очи№ примера в катализатоемой воде, подачи водорода, в реак- щенной во- щенной воре, %
ppm
воды, ч-1
мг/ч
тор, атм
де, ppb
де, ppb
после 60 мин опыта
1
0,3
3,30
360
16,5
2,7
40
15
после 60 мин опыта
2
0,1
3,25
340
16,0
3,0
68
7
после 60 мин опыта
3
0,05
3,20
360
16,5
2,8
60
11
после 60 мин опыта
4
0,02
3,40
360
17,0
2,8
90
43
после 60 мин опыта
5
0,5
3,25
360
18,0
2,5
42
27
7
BY 14298 C1 2011.04.30
Содержание
Содержание Рd
O2 в очища№ примера в катализатоемой воде,
ре, %
ppm
Объемная Скорость
скорость подачи
подачи водорода,
воды, ч-1
мг/ч
6
0,1
3,15
400
19,0
7
0,1
3,25
260
13,0
8
0,1
7,50
340
37,0
9
0,1
7,50
108
12,5
10*
0,3
7,45
108
не указана
Продолжение таблицы
Давление Содержание Содержание
на входе H2 в очиO2 в очив реак- щенной во- щенной вотор, атм
де, ppb
де, ppb
после 60 мин опыта
2,7
73
22
после 60 мин опыта
1,7
70
32
после 50 мин опыта
2,7
64
17
после 50 мин опыта
3,5
122
3
после 50 мин опыта
5,3
135
5,3
* 10 - прототип.
Параметры лучшего опыта, описанного в [7] (прототип), приведены в последней строке таблицы. При сопоставлении результатов, полученных по заявляемому способу (пример 9) и способу-прототипу (пример 10), можно видеть, что при одинаковой объемной
скорости подачи воды (108 ч-1) остаточное содержание кислорода в воде, очищенной по
заявляемому способу, ниже, чем по способу-прототипу (3 и 5,3 ppb соответственно). При
сопоставлении примеров 9 и 10 видно, что заявляемый способ имеет и другие преимущества: содержание Pd в катализаторе ниже в 3 раза, давление на входе в каталитический реактор ниже в 1,5 раза.
Следует также отметить, что при объемной скорости подачи воды, превышающей
объемную скорость по способу-прототипу более чем в 3 раза (примеры 1-3, 8), заявляемый способ позволяет достигнуть достаточно высокой степени очистки воды от кислорода (остаточное содержание кислорода в очищенной воде составляет 7-17 ppb).
Следовательно, по заявляемому способу производительность по очищаемой воде в расчете на единицу объема катализатора более чем в 3 раза выше по сравнению с прототипом.
Таким образом, высокая эффективность очистки воды от растворенного кислорода достигается способом с использованием палладийсодержащего катализатора на основе волокнистого слабоосновного анионита, обладающего высокой активностью в реакции
восстановления кислорода водородом, а также каталитическим реактором радиального
типа. Заявляемая конструкция реактора позволяет уменьшить толщину слоя катализатора
по сравнению с прототипом при одинаковом объеме загрузки и, соответственно, снизить
давление на входе в каталитический реактор.
Изобретение позволяет повысить производительность по очищаемой воде при достаточно высокой степени очистки от кислорода за счет использования волокнистого катализатора и заявляемой конструкции каталитического реактора радиального типа.
Источники информации:
1. EP 0316569 A1, 1989.
2. US 5725781, 1998.
3. US 6391256 B1, 2002.
4. US 4574071, 1986.
5. US 3052527, 1962.
6. DE 4315520 A1, 1994.
7. EP 0145262 A2, 1985.
8
BY 14298 C1 2011.04.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
9
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
495 Кб
Теги
патент, by14298
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа