ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые особенности глубокого окисления органических веществ из "Теория и практика каталитической очистки отходящих газов" Термокаталитический метод очистки отходящих газов промышленных предприятий от примесей токсичных органических веществ [7-9] за рубежом нашел весьма широкое распространение благодаря промышленному выпуску специальных зернистых катализаторов и реакторов. В на-н(ей стране уровень применения этого процесса значительно ниже, хотя в этом направлении проводятся значительные работы. [c.9] Реакции глубокого окисления органических веществ катализируются переходными металлами и их окислами. Наиболее активны металлы платиновой группы и окислы железа, меди, хрома и других металлов. Отличительной особенностью процессов термокаталитической очистки яв ляется отсутствие системности в свойствах катализаторов и окисляемых веществ, поэтому можно рассматривать лишь некоторые их харак-те]шые тенденции. В частности, к наиболее трудно окисляемым органическим примесям относятся предельные углеводороды, при этом увеличение молекулярной массы этих веществ позволяет проводить процесс окисления при более низких температурах так, скорость окисления бутана на оксидных катализаторах в 10 раз выше, чем скорость окисления метана [11]. Значительно легче окисляются непредельные и ароматические углеводороды, например в присутствии двуокиси марганца пропилен при 300 °С окисляется в 10 раз, а пропан - почти в 10 раз медленнее, чем ацетилен [12]. При окислении кислородсодержащих органических веществ легче других соединений окисляются спирты, затем следуют альдегиды, кетоны, эфиры, кислоты [13-16]. [c.10] Подбирая примеси органических веществ различного строения для исследования термокаталитической очистки паровоздушных смесей, МС1ЖН0 при относительно небольшом числе изучаемых примесей получить достаточно обширную информацию, позволяющую распространить результаты экспериментов в первом приближении на широкий спектр примесей, свойства которых вписываются в границы исследованной области. Нами было детально исследовано полное глубокое окисление 12 характерных примесей промышленных отходящих газов - углеводороды, эфир, кислота и ангидрид (табл. 1.1) и в меньшей степени - ряда иных веществ оксида углерода, изопропилового спирта и др. [c.10] Использование металлов в качестве катализаторов окисления ограничивается требованием химической стабильности металла он не должен, с одной стороны, образовывать прочных окислов, то есть иметь низ-ку10 (до 170 кДж/г-атом О [12] ) теплоту образования устойчивых окислов и, с другой - иметь низкую теплоту хемосорбции кислорода, что позволяет катализатору легко отдавать кислород окисляемому веществу. Как видно из табл. 1.2, вышеуказанному набору требований лучше других металлов соответствуют платина, палладий и рений. [c.12] При использовании в качестве катализаторов оксидов металлов применяют индивидуальные оксиды и их смеси. В последнем случае сложные оксидные катализаторы могут быть как гомофазными (компоненты вступают в химическое взаимодействие друг с другом, образуя новое химическое соединение), так и гетерофазными. В тех случаях, когда к основному оксиду добавляют небольшое количество других оксидов, пслучают модифицированные катализаторы. [c.12] Энергия связи (теплота адсорбции) кислорода с поверхностью оксидов металлов qs изменяется в широких пределах (табл. 1.3). [c.12] Однако далеко не всегда каталитическая активность оксидов металлов коррелирует с величиной энергии связи катализатора с кислородом. [c.13] Бэлее того, при окислении различных углеводородов ряды активности катализаторов существенно варьируют и даже для одного и того же окисляемого вещества ряды активности катализаторов, полученные различными авторами, неидентичны (табл. 1.4). [c.14] В связи с этим нами была изучена работа ряда полифункциональных п эомышленных катализаторов (табл. 1.5) в процессах глубокого окисления различных классов органических веществ (табл. 1.1), которые обыч-Н(з используются в иных технологических процессах (платформинг, гидрирование углеводородов, конверсии СО в СО и др.). [c.14] Выбор указанных марок катализаторов определялся, во-первых, наличием в них платины или оксидов металлов, способных ускорять реакции г лубокого окисления органических веществ, и, во-вторых, наличием у каждой разновидности полифункциональных катализаторов специфических полезных при эксплуатации качеств. Так, применение отработанных и ча-( тично дезактивированных дорогостоящих катализаторов АП-56 и АП-64 позволяет продлить их эксплуатационный ресурс. Железохромовый ката-.шзатор СТК-1-7 крупной грануляции (диаметр гранул 7,5 мм, длина гранул 10 - 16 мм) имеет при прочих равных условиях меньшее гидравлическое сопротивление по сравнению с другими катализаторами и наиболее доступен и дешев. Никелевый катализатор НКМ-4А обладает повышен--10Й термостабильностью, что особенно важно при очистке залповых выбросов, когда в связи с резким увеличением концентрации окисляемых примесей растет температура процесса. Одновременно с испытанием каталитических свойств катализаторов рассматривалась задача взаимозаменяемости катализаторов в процессах очистки отходящих газов. [c.15] Вернуться к основной статье