Каталитическое окисление окиси углерода при низких температурах

Установлено, что поверхности этих активных окисей восстанавливаются окисью углерода. Поэтому возможно, что катализ осуществляется с попеременным восстановлением и окислением поверхности. Этот механизм был предложен Бентоном [161] для окисления на двуокиси марганца. Как скорость восстановления несмешапнога катализатора, так и скорость каталитического окисления на нем пропорциональны давлению окиси углерода. С точки зрения более поздних данных этот механизм, по-видимому, маловероятен при использовании О было показано [162], что скорость восстановления поверхности в 10 раз меньше скорости каталитического окисления. Трудно понять, как добавка кислорода может изменять скорость восстановления поверхности, в особенности если было установлено, что окись углерода, содержащаяся в воздухе, извлекает с поверхности [163] относительно небольшое количество О . Другие механизмы включают реакцию между газами, хемосорбирован-ными на поверхностях окисей, или реакцию между окисью углерода из газовой фазы и кислородом, в той или иной форме хемосорбированным на поверхности. Стоун [164] подверг анализу результаты исследований, проведенных многими учеными, включая ученых бристольской школы, и показал, что имеется качественная связь между активностями различных окисей и их полупроводниковыми свойствами. Наиболее активны окиси р-тииа, дающие измеримые скорости окисления при низких температурах, в некоторых случаях ниже 50°. К их числу относятся двуокись марганца и некоторые из окисей, используемых в гопкалитах. Следующими па активности являются окиси п-типа — окись железа, окись цинка и двуокись титана, действующие в интервале 150—400°, но некоторые собственные полупроводники, вроде окисей меди и хрома, также [c.329]

Работы 3. Ф. Чуханова, Н. В. Лаврова, Н. А. Каржави-ной и других но окислению древесного угля, электродных углей, антрацита при температурах до 700° с учетом реакции окисления окиси углерода в реакционной зоне дали возможность определить в полученном газе отношение первичных СО и Oj. Оно оказалось равным примерно единице. При изучении окисления древесного угля удалось сохранить лишь 10—40% первичной окиси углерода, так как зола древесного угля катализирует реакцию окисления СО, при окислении антрацита сохраняется около /4 первичной окиси углерода, так как зола антрацита в меньшей степени катализирует реакции окисления СО. При окислении обеззоленпого топлива получаются равные количества СО и СО . Ввиду того, что реакции окисления древесного угля и окиси углерода протекают параллельно и имеют примерно одинаковую энергию активации (по данным Чуханова), то, чтобы уменьшить роль реакции догорания СО (2С0 -f- Og) в газообразовании, надо уменьшить время, в течение которого СО и О2 находятся в горячей зоне (кислородная зона). Практически этого можно достигнуть увеличением концентрации углерода в единице объема тогда кислород будет быстро расходоваться, что приведет к сокращению кислородной зоны, т. е. будут благоприятные условия для выноса СО из кислородной зоны. Наибольшая концентрация углерода в единице объема будет находиться в плотном слое топлива. Вынос первичной окиси углерода из горячей зоны осуществляется нри высокой скорости дутья. Так, в опытах Каржавиной по окислению древесного угля при 720° с малой скоростью дутья (0,015 м сек) почти вся первичная окись углерода окислялась ( O/ Og = /4) при высокой скорости дутья (0,64 м/сек) первичная окись углерода почти вся сохранилась, так как в этом случае были лучшие условия выноса СО из зоны окисления. На сохранение окиси углерода при низких температурах (до 650—730°) влияет каталитическое действие золы топлива. [c.79]

Как показал рентгеноструктурный анализ, катализаторы, приготовленные на основе окиси железа, содержат а-модификацию РсаОз — кристаллическую окись железа ромбоэдрической структуры. Активной же частью катализатора в процессе конверсии окиси углерода является магнетит Рвз04, состоящий из кристаллов кубической системы. Для превращения а-Ре Оз в активный магнетит катализатор восстанавливают газовой смесью, содержащей водород и окись углерода. Согласно исследованиям А. М. Алексеева, И. П. Кириллова, восстановление железохромового катализатора сопровождается экзотермическими реакциями, а присутствие окиси углерода в газовой смеси может вызывать восстановление РегОд до металлического железа. При этом не только снижается активность катализатора, но и создаются условия для протекания весьма быстрой экзотермической реакции окисления железа водяным паром, которая может вызвать резкий подъем температуры и перегрев катализатора. В результате этого возможно необратимое снижение каталитической активности, а в отдельных случаях даже спекание катализатора и его механическое разрушение, приводящее к увеличению гидравлического сопротивления при прохождении реакционной смеси через катализатор. Для уменьшения количества тепла, выделяющегося при восстановлении катализатора конверсии окиси углерода, было предложено применять в качестве восстановителя газовую смесь с низким содержанием СО. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология