catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2017-4-324-330catal-428Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫDOMESTIC CATALYSTИсследование полученных методом капельного формования сферических гранул CuO-Fe2O3-Al2O3 катализатора для процесса сжигания бурого угля в кипящем слоеStudies of Spherical Granules of the CuO-Fe2O3-Al2O3 Catalyst Prepared by Drop Molding for the Process of Fluidized Bed Burning of Brown CoalФедоровА. В.FedorovA. V.ctls@kalvis.ruЯзыковН. А.YazykovN. A.ctls@kalvis.ruЕрмаковД. Ю.ErmakovD. Yu.ctls@kalvis.ruБулавченкоО. А.BulavchenkoJ. A.ctls@kalvis.ruЯковлевВ. А.YakovlevV. A.ctls@kalvis.ruИнститут катализа СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)РоссияBoreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk; Novosibirsk State UniversityRussian FederationИнститут катализа СО РАН (ИК СО РАН), НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian Federation201720072017174324330Copyright © LLC "KALVIS", 20172017LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/428

Предложен способ получения сферических гранул CuO-Fe2O3-Al2O3 катализатора методом капельного формования. Сферические CuO-Fe2O3-Al2O3 катализаторы исследованы комплексом физико-химических методов и испытаны в процессе сжигания бурого угля в кипящем слое. Исследовано влияние температурной обработки (700 и 800 °С) на активность, прочность и физико-химические свойства сферического CuO-Fe2O3-Al2O3 катализатора. Показано, что полученный катализатор обладает высокой активностью в реакции окисления CO (на уровне промышленного катализатора ЩКЗ-1), высокой механической прочностью на раздавливание и истирание (минимальная прочность на раздавливание составляет ≈10–14 МПа, средняя на раздавливание – ≈15–23 МПа, потери при истирании 0,8 % по ASTM D-4058). Испытание CuO-Fe2O3-Al2O3 катализатора в процессе сжигания бурого угля в кипящем слое показало, что использование данного катализатора позволяет достичь высоких степеней выгорания бурого угля (95 %), характерных для промышленных катализаторов (ЩКЗ-1; ИК-12-73; ИК-12-74А). При этом значение выбросов CO в дымовых газах составило 600 ppm, что ниже, чем у промышленного железосодержащего катализатора ИК-12-74А (3000 ppm) и на уровне катализатора ИК-12-73 (700 ppm).

A method of drop molding was suggested for preparation of spherical granules of CuO-Fe2O3-Al2O3 catalysts. The catalysts were characterized using a set of physicochemical methods and tested for fluidized bed burning of brown coal. The influence of thermal treatment (700 and 800 °C) on the activity, strength and physicochemical properties of the spherical CuO-Fe2O3-Al2O3 catalyst were studied. The prepared catalyst was shown highly active to oxidation of CO (competitive to that of the currently used industrial catalyst), high crushing and attrition mechanical strength (ca. 10–14 MPa of the minimal crushing strength and 15–23 MPa in average; attrition loss 0.8 % according to ASTM D-4058). Testing of the CuO-Fe2O3-Al2O3 catalyst for the fluidized bed burning of brown coal demonstrated the attainability of high coal burnout (95 %) characteristic of the industrial catalysts (Shchkz-1, IC-12-73, IC-12-74A), the CO content in flue gas being 600 ppm that was lower of that observed with the industrial iron-containing catalyst IC-12-74A 3,000 ppm) and comparable with the catalyst IC-12-73 (700 ppm).

окисление COоксид железаоксид медикапельная формовкакипящий слойкаталитическое сжигание угляoxidation of COiron oxidecopper oxidedrop moldingfluidized bedcatalytic burning of coalReferencesПармон В.Н., Симонов А.Д., Садыков В.А., Тихов С.Ф. // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 2. С. 5—13.Пармон В.Н., Симонов А.Д., Садыков В.А., Тихов С.Ф. // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 2. С. 5—13.Пармон В.Н., Исмагилов З.Р., Кириллов В.А., Симонов А.Д. // Катализ в промышленности. 2002. Т. 3. С. 20—29.Пармон В.Н., Исмагилов З.Р., Кириллов В.А., Симонов А.Д. // Катализ в промышленности. 2002. Т. 3. С. 20—29.Симонов А.Д., Федоров И.А., Дубинин Ю.В., Языков Н.А., Яковлев В.А., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. № 3. С. 50—57. 4. Симонов А.Д., Языков Н.А., Трачук А.Т., Яковлев В.А. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2010. № 6. С. 61—66.Симонов А.Д., Федоров И.А., Дубинин Ю.В., Языков Н.А., Яковлев В.А., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. № 3. С. 50—57. 4. Симонов А.Д., Языков Н.А., Трачук А.Т., Яковлев В.А. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2010. № 6. С. 61—66.Исмагилов З.Р. Дис. … д-ра хим. наук. Инcтитут катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 1988. 502 С.Исмагилов З.Р. Дис. … д-ра хим. наук. Инcтитут катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 1988. 502 С.Ismagilov Z.R., Shkrabina R.A., Koryabkina N.A. // Catalysis Today. 1999. V. 47. N 1—4. P. 51—71.Ismagilov Z.R., Shkrabina R.A., Koryabkina N.A. // Catalysis Today. 1999. V. 47. N 1—4. P. 51—71.Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы техники гранулирования. М.: Химия, 1982.Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы техники гранулирования. М.: Химия, 1982.Федоров А.В., Ермаков Д.Ю., Каичев В.В., Булавченко О.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2017. Т. 17. № 4. С. 315–323.Федоров А.В., Ермаков Д.Ю., Каичев В.В., Булавченко О.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2017. Т. 17. № 4. С. 315–323.Patterson A.L. // Physical Review. 1939. Vol. 56. N 10. P. 978—982.Patterson A.L. // Physical Review. 1939. Vol. 56. N 10. P. 978—982.Трение и истирание катализаторов и носителей для катализаторов (ASTM D-4058) // Руководство по эксплуатации. 2006. 10 с.Трение и истирание катализаторов и носителей для катализаторов (ASTM D-4058) // Руководство по эксплуатации. 2006. 10 с.Щукин Е.Д., Бессонов А.Ю., Паранский С.А. // Механические испытания катализаторов и сорбентов. Наука, 1971.Щукин Е.Д., Бессонов А.Ю., Паранский С.А. // Механические испытания катализаторов и сорбентов. Наука, 1971.Исмагилов З.Р., Елисеева Л.Ф., Шкрабина Р.А., Шепелева М.Н., Кириченко О.А., Ушаков В.А., Петров А.С. // Научные основы приготовления катализаторов: Тез. докл. всесоюзного совещания. Новосибирск, 1983. С. 262.Исмагилов З.Р., Елисеева Л.Ф., Шкрабина Р.А., Шепелева М.Н., Кириченко О.А., Ушаков В.А., Петров А.С. // Научные основы приготовления катализаторов: Тез. докл. всесоюзного совещания. Новосибирск, 1983. С. 262.Исмагилов З.Р., Шепелева М.Н., Шкрабина Р.А. и др. // Проблемы прочности гранулированных носителей и катализаторов: Материалы Всесоюз. совещ. Новосибирск, 1989. С. 40—49.Исмагилов З.Р., Шепелева М.Н., Шкрабина Р.А. и др. // Проблемы прочности гранулированных носителей и катализаторов: Материалы Всесоюз. совещ. Новосибирск, 1989. С. 40—49.Шкрабина Р.А. Автореф. дис. … канд. хим. наук. Инcтитут катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 1997.Шкрабина Р.А. Автореф. дис. … канд. хим. наук. Инcтитут катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 1997.Корябкина Н.А. Автореф. дис. … канд. хим. наук. Институт катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 1992.Корябкина Н.А. Автореф. дис. … канд. хим. наук. Институт катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 1992.Дубинин Ю.В., Языков Н.А., Симонов А.Д., Яковлев В.А., Сараев А.А., Каичев В.В., Булавченко О.А., Ищенко А.В., Мокринский В.В., Ермаков Д.Ю. // Катализ в промышленности. 2013. Т. 4. С. 41—55.Дубинин Ю.В., Языков Н.А., Симонов А.Д., Яковлев В.А., Сараев А.А., Каичев В.В., Булавченко О.А., Ищенко А.В., Мокринский В.В., Ермаков Д.Ю. // Катализ в промышленности. 2013. Т. 4. С. 41—55.Федоров А.В., Языков Н.А., Ермаков Д.Ю., Каичев В.В., Симонов А.Д., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 2. С. 61—67.Федоров А.В., Языков Н.А., Ермаков Д.Ю., Каичев В.В., Симонов А.Д., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 2. С. 61—67.Yang Q., Choi H., Al-Abed S.R., Dionysiou D.D. // Applied Catalysis B: Environmental. 2009. V. 88. N 3—4. P. 462—469.Yang Q., Choi H., Al-Abed S.R., Dionysiou D.D. // Applied Catalysis B: Environmental. 2009. V. 88. N 3—4. P. 462—469.Amini E., Rezaei M., Sadeghinia M. // Chinese Journal of Catalysis. 2013. V. 34. № 9. P. 1762—1767.Amini E., Rezaei M., Sadeghinia M. // Chinese Journal of Catalysis. 2013. V. 34. № 9. P. 1762—1767.Cao J.-L., Wang Y., Yu X.-L., Wang S.-R., Wu S.-H., Yuan Z.-Y. // Applied Catalysis B: Environmental. 2008. V. 79. № 1. P. 26—34.Cao J.-L., Wang Y., Yu X.-L., Wang S.-R., Wu S.-H., Yuan Z.-Y. // Applied Catalysis B: Environmental. 2008. V. 79. № 1. P. 26—34.Litt G., Almquist C. // Applied Catalysis B: Environmental. 2009. V. 90. № 1—2. P. 10—17.Litt G., Almquist C. // Applied Catalysis B: Environmental. 2009. V. 90. № 1—2. P. 10—17.Águila G., Gracia F., Cortés J., Araya P. // Applied Catalysis B: Environmental. 2008. V. 77. № 3—4. P. 325—338.Águila G., Gracia F., Cortés J., Araya P. // Applied Catalysis B: Environmental. 2008. V. 77. № 3—4. P. 325—338.Lin X., Li R., Zhang Y., Zhan Y., Chen C., Zheng Q., Ma J. // International Journal of Hydrogen Energy. 2015. V. 40. № 4. P. 1735—1741.Lin X., Li R., Zhang Y., Zhan Y., Chen C., Zheng Q., Ma J. // International Journal of Hydrogen Energy. 2015. V. 40. № 4. P. 1735—1741.Zhu X., Tu X., Mei D., Zheng C., Zhou J., Gao X., Luo Z., Ni M., Cen K. // Chemosphere. 2016. V. 155. P. 9—17.Zhu X., Tu X., Mei D., Zheng C., Zhou J., Gao X., Luo Z., Ni M., Cen K. // Chemosphere. 2016. V. 155. P. 9—17.Luo M.-F., Fang P., He M., Xie Y.-L. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2005. V. 239. № 1—2. P. 243—248.Luo M.-F., Fang P., He M., Xie Y.-L. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2005. V. 239. № 1—2. P. 243—248.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.