Читайте также:
|
Каталітичне очищення ґрунтується на процесі знешкодження шкідливих домішок, зокрема метену, етилену, пропілену, пропану, ацетону, етилацетату, бензолу, ксилолу, толуолу та ін. Температура початку окислення на каталізаторах для різних речовин є неоднаковою.
Таблиця. Значення оптимальних температур окислення деяких речовин
| Речовини, що окислюються | Температура початку окислення, °С | Речовини, що окислюються | Температура початку окислення, °С |
| Ацетилен | 207—234 | Оксид вуглецю | 316—343 |
| Альдегіди | 173—234 | Пропан | 293-332 |
| Бензин | 261—298 | Розчинник | 260—400 |
| Бензол | 277—300 | Толуол | 200—250 |
| Ксилол | 300—340 | Фенол | 216—427 |
| Нітротолуол | 265—297 | Етанол | 261—293 |
Для кожного каталізатора існує граничний температурний рівень. Для багатьох каталізаторів максимальна робоча температура становить 800—850 °С.
В інженерній практиці нині відомі два конструктивні варіанти газоочисних каталітичних установок:
— каталітичні реактори, в яких здійснюється контакт газоповітряного потоку з твердим каталізатором, розташованим в окремому корпусі;
— термокаталітичні реактори (апарати), в яких у загальному корпусі розташовані контактний вузол і підігрівам.
Найпростішу конструкцію має каталітичний реактор уніфікованого збирального комплексу типу УКС-39, розроблений Мінським конструкторсько-технологічним інститутом (МКТЕІ). Це прямокутний зварений теплоізольований корпус, в якому одна із стінок знімна для забезпечення можливості монтажу (демонтажу) касети з каталізатором. Реактор призначений для обладнання в комплексі з електропідігрівачем і спеціальним крапельним теплообмінником сушарок фарбувальних ліній, що працюють на машинобудівних, меблевих, приладобудівних та інших промислових підприємствах.
На підприємствах машинобудівної, меблевої, текстильної та автомобільної промисловостей найбільш поширеними є термокаталітичні реактори, до складу яких входять реактор тепла, підігрівам і контактний вузол. На рис. 1.11 наведена схема каталітичного реактора, призначеного для очищення повітря від парів толуолу.
Рис. 1.11. Схема каталітичного реактора: 1 — теплообмінник-рекуператор; 2 — контактний пристрій; З — каталізатор; 4 — пальник; б — підігрівач
Опишемо принцип дії такого реактора. Забруднене толуолом повітря потрапляє в теплообмінник-рекуператор / для попереднього підігрівання, звідки через обхідний канал подається в підігрівач 5. Одночасно до пальника 4 подається природний газ, який згоряє. Продукти згоряння природного газу змішуються із загазованим повітрям, підвищуючи його температуру до 250—350 °С, тобто до такого рівня, при якому відбувається інтенсивна оксидація толуолу з утворенням нетоксичних продуктів — діоксиду вуглецю та водяної пари:
Процес хімічного перетворення відбувається на поверхні каталізатора 3, розташованого в контактному вузлі 2, Суміш повітря та продуктів хімічної реакції при температурі 350—450 °С подається у рекуператор 1, де віддає тепло забрудненій газоповітряній суміші, а потім після певного охолодження через канали виводиться в атмосферу в очищеному вигляді.
Перед початком каталітичного очищення повітря від будь-яких газів досить важливим є визначення необхідної товщини каталізатора
де Qn - - витрата повітря, м3/с; с, - - концентрація шкідливих речовин у повітрі до очищення, моль/м3; с2 — концентрація шкідливих речовин у повітрі після очищення, моль/м3; Sk — площа шару каталізатора, м2; опп — насичена густина каталізатора, кг/м8; Snn — питома поверхня каталізатора кг/м8; wt — швидкість гетерогенної каталітичної реакції, моль/(м2 х с).
Ефективність очищення каталітичного реактора становить 0,96—0,98 при витраті природного газу 3,5—4,0 м3 на 1000 м* очищеного повітря. Гідравлічний опір реактора при номінальному навантаженні (800—900 м3/год) не перевищує 150—180 Па. Швидкість процесу каталітичного очищення знаходиться в межах від 8000 до 10 000 об'ємів на об'єм каталітичної маси в годину.
Каталітичні методи очищення широко застосовують і для нейтралізації вихлопних газів автотранспортних засобів.
Тема 2.3 Захист поверхневих і підземних вод від промислових викидів.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 100 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |