ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Каталитические методы очистки из "Ресурсосбережение при очистке отходящих газов промышленности синтетического каучука Выпуск 2" Основное отличие термического и каталитического методов очистки отходящих газов от сорбционных в том, что они применяются в тех случаях, когда возврат токсичных примесей в производство экономически нецелесообразен, выбросы представляют многокомпонентную смесь вредных веществ с небольшими концентрациями. Кроме того, малые концентрации примесей /до 0,3%/ и большие объемы выбросов обусловливают малоэффективность и неэкономичность работы большинства известных улавливающих сорбционных устройств. [c.9] Каталитический дожиг /окисление/ углеводородов, содержащихся в отходящих газах, в основном применяют при больших объемах выбросов со сравнительно низкой концентрацией углеводородов [4,5]. Каталитический дожиг углеводородов находит широкое применение за рубежом. [c.9] В нашей стране этот метод не получил достаточно широкого распространения, так как дефицит и дороговизна катализаторов, малый срок их службы, чувствительность к контактным ядам и запыленности потоков, недопустимость высоких адиабатных разогревов слоя катализатора ограничивают применение каталитического метода очистки. Кроме того, он требует больших капитальных затрат. [c.9] Основными условиями экономичности и целесообразности каталитического дожига являются невысокие концентрации примесей, проведение процесса при минимально низких температурах, предварительное обеспыливание отходящих газов, подбор эффективного и недорогого катализатора, высокая степень использования тепла очищенной газовой смеси. [c.10] Каталитическая очистка промышленных газовых выбросов применяется в производствах синтетических каучуков [5], экспериментально показана возможность применения каталитического дожига в процессе разложения диметилди-оксана [6], проводятся работы по каталитической очистке отходящих газов производства дифенилолпропана [7]. [c.10] Каталитический способ обезвреживания газовых смесей обычно реализуют в контактном аппарате со стационарно работающим адиабатическим слоем катализатора и рекуперативным теплообменником, где происходит нагрев исходной смеси теплом прореагировавших га,зов. Для нагрева смеси до температуры начала реакции окисления при малом содержании горючих веществ требуются либо дополнительный подвод тепла, либо чрезмерно большая поверхность теплообмена, что приводит к удорожанию процесса газоочистки. Следовательно, автотермическое проведение обычных каталитических методов возможно при достаточно высоком /5-10 г/мЗ/ и постоянном во времени содержании горючих компонентов, что ограничивает применение традиционных стационарных методов каталитического обезвреживания. [c.10] Образующиеся реакционные газы обычно после нагрева исходных отходящих газов в теплообменниках выбрасывают в атмосферу. При этом температура выбрасываемых реакционных /дымовых/ газов составляет 180-220°С, т.е. потери тепла достигают 11500 кДж/тыс.мЗ очищаемых газов. Необходимая поверхность теплообмена 100 м /тыс.мЗ очищаемых газов. [c.10] Одним из перспективных способов является нестационарный способ каталитической очистки, разработанный в Институте катализа СО АН СССР и СКТБ катализаторов МХП СССР, позволяющий обезвреживать газовые смеси с низким и переменным содержанием примесей [8 . [c.11] Проведение каталитических процессов в нестационарном режиме происходит при циклическом изменении направления подачи смеси в слой катализатора /реверс потока/. При этом на предварительно нагретый слой катализатора подают исходную газовую смесь с низкой температурой. От прямого контакта с катализатором газ нагревается, а слой, отдавая тепло, постепенно охлаждается до температуры входящей смеси. Благодаря высокой удельной поверхности теплообмена газ на достаточно коротком участке слоя разогревается до таких температур, при которых химическая реакция протекает со значительной скоростью и тепловыделением. В слое формируется фронт реакции, постепенно перемещающийся в направлении фильтрации реакционной смеси, т.е. к выходу из слоя. [c.11] Пример I - очистка от оксида углерода объем газовых выбросов 40 тыс.м /ч, концентрация оксида углерода 0,85-1,0% об., температура газа 130 0. [c.12] Пример 2 - очистка от растворителей содержание ксилола, толуола (3,5) 10 3 об., бутанола 1,5-10 % об., сложных эфиров 10-3% об., объем газовых выбросов 27 тыс.м / , температура газа 50°С (осуществить автотермический процесс не удалось, ввели в смесь природный газ в количестве до 0,2 об.). [c.12] Пример 3 - очистка от ацетона объем выбросов 4 тыс.мЗ/ч, концентрация ацетона 0,2-0,4% об., температура газового потока 20 С. [c.12] Нестационарный способ каталитического обезвреживания от органических примесей испытан на экспериментальной установке диаметром 0,175 и 3 м [9,Ю]. [c.13] Основные показатели нестационарного процесса окисления вредных веществ, содержащихся в отходящих газах, приведены в табл. 5 [В ). [c.13] Исследование глубокого окисления изопентана, толуола, изопрена, димеров изопрена, амиленов, входящих в состав отходящего после сушки каучука СКИ-3 воздуха, выполнено в НИИМСКе в лабораторном реакторе проточного типа. [c.13] С целью подбора катализатора глубокого окисления названных углеводородов была проведена оценка активности следующих промышленных катализаторов алюмоплатино-вого АП-56, медноокисных ИК-12-1 и ИК-12-3, разработанных Институтом катализа СО АН СССР /содержание оксида меди 26 и 13 соответственно/, алюмохромового ДВ-3 Мб /содержание оксида хрома 201/, являющегося катализатором дегидрирования углеводородов, разработанным НИИМСКом. Данные катализаторы промышленного применения в процессе очистки пока не нашли,кроме АП-56. [c.13] По результатам лабораторных исследований и опытнопромышленных испытаний разработан технологический регламент на проектирование, по которому создан технорабочий проект, а на Воронежском и Ефремовском заводах СК построены и пущены в эксплуатацию 15 промышленных установок. [c.14] Проведен анализ основных факторов, влияющих на энергопотребление процесса и скорость каталитической реакции температуры, линейных и объемных скоростей подачи газового потока, концентрации окисляемых веществ, высоты слоя катализатора, структуры катализатора, времени контакта и других факторов. [c.14] Следует заметить, что небольшая объемная скорость подачи газа не обеспечивает низких удельных затрат энергии на очистку, требует больших расходов катализатора. Например, при очистке загрязненного воздуха из сушилок производства СКД расход катализатора АП-56 достигает 0,35-1 кг/т каучука, а расход топлива 70-90 hmVt каучука. [c.14] Вернуться к основной статье