Суть методів очистки промислових газових викидів

Сучасні каталізатори знешкодження характеризуються високою активністю і селективністю, механічною міцністю і стійкістю до дії отрут і температур. Промислові каталізатори, що виготовляються у вигляді кілець і блоків стільникової структури, володіють малим гідродинамічним опором і високою зовнішньою питомою поверхнею.

Найбільшого поширення набули каталітичні методи знешкодження газів, що відходили, в нерухомому шарі каталізатора. Можна виділити два принципово різних методу здійснення процесу газоочистки - в стаціонарному і в штучно створюваному нестаціонарному режимах.

1. Стаціонарний метод.

Прийнятні для практики швидкості хімічних реакцій досягаються на більшості дешевих промислових каталізаторів при температурі 200-600 °C. Після попереднього очищення від пилу (до 20 мг/м3) і різних каталітичних отрут (As,Cl2 і ін.), гази зазвичай мають значно нижчу температуру.

Підігрів газів до необхідних температур можна здійснювати за рахунок введення гарячих димових газів або за допомогою електропідігрівача. Після проходження шару каталізатора очищені гази викидаються в атмосферу, що вимагає значних енерговитрат. Добитися зниження енерговитрат можна, якщо тепло відхідних газів, використовувати для нагрівання газів, що поступають в очищення. Для нагріву слугують зазвичай рекуперативні трубчасті теплообмінники.

За певних умов, коли концентрація горючих домішок в газах, що відходять, перевищує 4-5 г/м3, здійснення процесу по схемі з теплообмінником дозволяє обійтися без додаткових витрат.

Такі апарати можуть ефективно працювати тільки при постійних концентраціях (витратах) або при використанні довершених систем автоматичного управління процесом.

Ці труднощі вдається подолати, проводячи газоочистку в нестаціонарному режимі.

2. Нестаціонарний метод ( реверс-процес).

Реверс-процес передбачає періодична зміна напрямів фільтрації газової суміші в шарі каталізатора за допомогою спеціальних клапанів. Процес проходить наступним чином. Шар каталізатора заздалегідь нагрівають до температури, при якій каталітичний процес протікає з високою швидкістю. Після цього в апарат подають очищений газ з низькою температурою, при якій швидкість хімічного перетворення надто мала. Від прямого контакту з твердим матеріалом газ нагрівається, і в шарі каталізатора починає з помітною швидкістю йти каталітична реакція. Шар твердого матеріалу (каталізатора), віддаючи тепло газу, поступово охолоджується до температури, рівній температурі газу на вході. Оскільки в ході реакції виділяється тепло, температура в шарі може перевищувати температуру початкового розігрівання. У реакторі формується теплова хвиля, яка переміщається у напрямі фільтрації реакційної суміші, тобто у напрямі виходу з шару. Періодичне перемикання напряму подачі газу на протилежне дозволяє утримати теплову хвилю в межах шару як завгодно довго.

Перевага цього методу в стійкості роботи при коливаннях концентрацій горючих сумішей і відсутність теплообмінників.

Основним напрямом розвитку термокаталітичних методів є створення дешевих каталізаторів, що ефективно працюють при низьких температурах і стійких до різних отрут, а також розробка енергозберігаючих технологічних процесів з малими капітальними витратами на устаткування. Найбільш масове застосування термокаталітичні методи знаходять при очищенні газів від оксидів азоту, знешкодженні і утилізації різноманітних сірчистих сполук, знешкодження органічних сполук і СО.

Для концентрацій нижче 1 г/м2 і великих об'ємів газів, що очищаються, використання термокаталітичного методу вимагає високих енерговитрат, а також великої кількості каталізатора.

Цікаві статті з розділу

Моніторинг екологічного стану ґрунтів сільськогосподарського призначення
Проблема збереження ґрунтового покриву сільськогосподарських угідь та родючості ґрунтів набула загрозливих масштабів. Це пов’язано зі значною розораністю території, із збільшенням викидів у земл ...

Актуальні проблеми у сфері екологічної безпеки
Екологія сьогодні набуває значення наукової основи організації раціонального природокористування. Нині вона визначається як вчення про взаємодію живих організмів з навколишнім середовищем (д ...

Екологічна ситуація в Полтавській області
Охорона навколишнього природного середовища, раціональне використання природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки життєдіяльності людини - невід'ємна умова сталого економічного та с ...