Каталітична очистка газових викидів

Зростаюче забруднення атмосфери викликає серйозну заклопотаність, і тому очищення газових викидів з кожним роком стає все актуальнішою. Найбільш великим джерелом викидів шкідливих газів в атмосферу є підприємства енергетики і автомобільний транспорт.

Очистку газових викидів здійснюють різними способами, серед яких найбільш ефективним у багатьох випадках є каталітичний метод знешкодження та зниження концентрації забруднюючих речовин до гранично допустимого рівня. Каталітична очистка краща і з економічних міркувань.

Як правило, каталітичні методи є універсальними і можуть застосовуватися для глибокого очищення різних технологічних газів. За допомогою цього методу можна очищати промислові гази від оксидів азоту і сірки, монооксиду вуглецю, шкідливих органічних сполук та інших токсичних домішок. При цьому шкідливі домішки перетворюються в менш шкідливі і нешкідливі, а іноді навіть і корисні. Цим же способом здійснюється очищення вихлопних газів. По суті, цей спосіб полягає в реалізації процесів хімічної взаємодії речовин в присутності каталізаторів, що призводить до конверсії домішок, що підлягають знешкодженню, в інші продукти.

Спеціальні каталізатори прискорюють хімічні реакції, але при цьому не впливають на енергетичний рівень взаємодіючих молекул і не зміщують рівновагу простих реакцій. Каталітична очистка перспективна для багатокомпонентних сумішей відходять газових потоків. Для очищення газів у промисловості в якості каталізаторів використовуються оксиди заліза, міді, хрому, кобальту, цинку, платини та інші. Цими речовинами обробляється носій каталізатора, що розміщується всередину апарату-реактора. Необхідно стежити за цілісністю зовнішнього шару каталізатора, в іншому випадку каталітична очистка не здійснив в повному обсязі, і викид шкідливих речовин може перевищити допустимі норми.

Головна вимога, пропоноване до каталізатора - стійкість структури під час реакції. Пошук та виготовлення каталізаторів, не тільки придатних для тривалого застосування, але й достатньо дешевих, являє собою деяку складність, яка обмежує застосування каталітичного методу. Сучасні каталізатори повинні володіти селективністю та активністю, стійкістю до дії температур і механічною міцністю.

Промислові каталізатори виготовляються у вигляді блоків і кілець стільникової структури. Вони мають мале гідродинамічний опір і високу зовнішню питому поверхню. Найчастіше застосовується каталітична очистка газів в нерухомому каталізаторі.

У промисловості можливе використання двох принципово різних способів здійснення процесів газоочистки - стаціонарного і штучно створеного нестаціонарного режиму. Перехід до переважному застосуванню нестаціонарного методу обумовлений більш високою технологічністю процесу, підвищенням швидкості реакцій, збільшенням селективності, зниженням енергоємності процесів, зменшенням капітальних витрат на установку і зниженням витрат на її експлуатацію.

Основний напрямок розвитку каталітичних методів полягає у створенні дешевих каталізаторів, здатних працювати при низьких температурах і бути стійкими до різних речовин. Для концентрації нижче 1 г / мsup3- і при великих обсягах газів, що очищаються термокаталітичний метод вимагає високих енерговитрат і величезної кількості каталізатора, тому виникає необхідність розробити максимально енергозберігаючі технологічні процеси і обладнання, що потребує малих капітальних витрат.