1.1 Классификация методов и аппаратов для обезвреживание газовых выбросов
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, транспорт, тепловые электростанции, животноводческие комплексы. Загрязнения в атмосферу поступают из источников непрерывно или периодически, залпами или мгновенно. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух выделяется большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях, при сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды иногда на значительную высоту. Они происходят при взрывных работах и авариях. С отходящими газами в атмосферу поступают твердые, жидкие, паро- и газообразные неорганические и органические вещества, поэтому по агрегатному состоянию загрязнения подразделяют на твердые, жидкие, газообразные и смешанные. Отходящие газы промышленности, содержащие взвешенные твердые или жидкие частицы, представляют собой двухфазные системы. Сплошной фазой в системе являются газы, а дисперсной — твердые частицы или капельки жидкости. Такие системы называют аэрозолями, которые разделяют на пыли, дымы, и туманы. Пыли содержат твердые частицы размером от 5 до 50 мкм, а дымы — от 0,1 до 5 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости размером 0,3—5 мкм и образуются в результате конденсации паров или при распылении жидкости в газе.
Организованный промышленный выброс — это выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды, трубы, а неорганизованным выбросом называют промышленный выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворенной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки и хранения продукта.
Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. Кроме того, аппараты отличаются друг от друга как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью (осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости).
В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.
Загрязнение атмосферы как одна из важнейших экологических проблем современности
... дикой природы, затем рационального использования ресурсов и опасности загрязнения, что отразилось в смене названия на "Охрану ... вероятность того, что увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере вызывает не столько повышение среднеглобальной температуры, сколько " ... климата под воздействием сжигания ископаемого топлива и антропогенного выброса парниковых газов остаются не более чем возможными ...
1.2 Каталитическая очистка газов. Сущность метода
Каталитическая очистка газов основана на гетерогенном катализе и служит для превращения примесей либо в безвредные соединения, либо в соединения, легко удаляемые из газовой смеси. [5]
Достоинства метода:
1)высокая степень очистки;
2)компактность;
3)небольшая металлоемкость;
4)высокая производительность;
5)легкость автоматического управления.
Недостатки:
1)образование новых веществ, которые часто надо удалять из газа;
2)высокая стоимость катализаторов.
Особенность каталитической очистки газов состоит в том, что очищаются большие объемы отходящих газов с малым содержанием примеси.
Суть каталитических процессов газоочистки заключается в реализации химических взаимодействий, приводящих к конверсии подлежащих обезвреживанию примесей в другие продукты в присутствии специальных катализаторов. Последние не вызывают изменения энергетического уровня молекул взаимодействующих веществ и смещения равновесия простых реакций. Их роль сводится к увеличению скорости химических взаимодействий. Каталитические взаимодействия в гетерогенном катализе происходят на границе раздела фаз конвертируемой газовой смеси и катализатора. Последний обеспечивает взаимодействие на его поверхности конвертируемых веществ с образованием активированных комплексов в виде промежуточных поверхностных соединений катализатора и реагирующих веществ, формирующих затем продукты катализа, освобождающие (восстанавливающие) поверхность катализатора. Схема этого явления для газовой реакции А+В=С в присутствии катализатора К может быть представлена следующим образом:
А+В+К = К[АВ],
К[АВ] = С+К,
где К[АВ]—активированное промежуточное соединение на поверхности канализатора.
В ряде случаев функции поверхности катализатора заключаются в зарождении реакционных цепей, развивающихся затем в объеме конвертируемой газовой фазы, где осуществляется дальнейшая конверсия целевого компонента по гетерогенно-гомогенному механизму. [7]
Изменение реакционного пути химического взаимодействия в присутствии катализатора в соответствии с указанными механизмами приводит к понижению его энергии активации, что и выражается в ускоряющем действии катализатора, как это следует из уравнения Аррениуса:
- где k — константа скорости реакции;
- k0 — предэкспоненциальный множитель: Е — энергия активации;
- R — газовая постоянная;
- Т — абсолютная температура.
В некоторых типах каталитических взаимодействий с понижением энергии активации уменьшается предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса. Поэтому рассчитанное на основании снижения значения Е увеличение константы скорости и соответственно скорости каталитического взаимодействия несколько превышает действительное. В случае каталитических взаимодействий, при которых не происходит изменения kQ по сравнению с некатализируемыми, ускоряющее действие катализатора выражают его активностью А, характеризующейся отношением констант скоростей реакций, происходящих с участием катализатора kК и без него k:
- где ?Е=Е—Ек; Ек — энергия активации реакции в присутствии катализатора.
Активность катализатора обычно определяется совокупностью физико-химических свойств как самого катализатора, так и конвертируемого газового потока. В наибольшей степени она зависит от температуры каталитического превращения, структуры катализатора, содержания в нем промоторов, давления, объемного расхода, концентрации и молекулярных масс исходных реагентов и продуктов конверсии в газовой смеси. [1]
Устройство и техническое обслуживание приборов учета газа (газовых счетчиков)
... Счетчики газа Metrix (рост на 4 %). Счетчики газа Арзамасского приборостроительного завода (рост на 18 %). Счетчики газа «Тритон» (рост на 44 %). Счетчики газа Itron (падение на 17 %). Обеспечение нормальной работы бытовых газовых ... севернее г. Волгограда. Выбирая счетчик газа, следует уточнить количество газовых приборов в квартире и максимальный расход газа этими приборами. Сведения для ...
Активность различных катализаторов при заданных условиях конвертирования определенной газовой смеси наиболее просто можно сопоставить по степени превращения исходных регентов. Оценка активности одного катализатора в различны условиях проведения определенного каталитического превращения может быть выражена, например, отношением количества образующихся в единицу времени продуктов GП к объему V, массе GK, работающей S или удельной SУД поверхности катализатора:
- А=GП/V;
- А=GП/GК;
- А=GП/S;
- АУД=GП/SУД ·V.
Гетерогенное каталитическое превращение является сложным многоступенчатым процессом, включающим в качестве основных стадий диффузию исходных реагентов из ядра газового потока к поверхности гранул (зерен) катализатора (внешняя диффузия), проникание этих веществ в порах катализатора к активным центрам его внутренней поверхности (внутренняя диффузия), активированную адсорбцию продиффундировавших реагентов поверхностью катализатора с образованием поверхностных химических соединений, химическое взаимодействие адсорбированных веществ с образованием продуктов, десорбцию продуктов и их перенос к наружной поверхности гранул катализатора (внутренняя диффузии) и затем от этой поверхности в ядро газового потока (внешняя диффузия).
[6]
Наблюдаемая скорость такого комплексного процесса определяется скоростью наиболее медленной, лимитирующей его стадии при условии практически мгновенного достижения равновесия в других стадиях. В случае примерного равенства скоростей каждой стадии процесса говорят о протекании каталитического превращения в смешанной области.
1.3 Катализатор для очистки газов
Катализаторы должны обладать следующими свойствами:
1)активностью и селективностью к извлекаемому компоненту;
2)пористой структурой;
3)стойкостью к катализаторным ядам;
4)механической прочностью;
5)низкой температурой зажигания;
6)большим температурным интервалом работы;
7)термостойкостью;
8)низким гидравлическим сопротивлением;
9)иметь небольшую стоимость.
Обычно катализатор представляет собой смесь нескольких веществ (контактная масса): каталитически активного вещества, активатора и носителя.
Каталитически активное вещество — основа катализатора. Именно оно вступают в реакцию обменного действия. В настоящее время накоплен достаточно большой опыт выбора каталитически активных веществ для проведения различных процессов. В качестве каталитически активного вещества используются чистые металлы, оксиды металлов, а также большое количество химических соединений. Основные материалы, используемые в качестве каталитически активных веществ, применяемых при очистке газов: платиновые металлы, палладий, рутений, родий, сплавы, содержащие никель, хром, медь, цинк, ванадий. [7]
Активаторы — вещества, которые повышают активность катализаторов. При этом сами активаторы обычно не обладают каталитическими свойствами, но способны усиливать действие каталитически активных веществ. Активаторы могут усиливать действие каталитически активных веществ в сотни и тысячи раз. Их действие до конца не изучено, предполагают, что они вступают в реакцию с каталитически активным веществом. В качестве активатора могут использоваться самые разнообразные вещества, выбор которых осуществляется чаще всего эмпирическим путем.
Каталитические процессы и аппараты
... следует выделить микрогетерогенные и ферментативные каталитические процессы. При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе- газе ... каталитический крекинг, риформинг, ароматизация и т.д. Сущность и виды катализа. Катализом называется изменение скорости химических реакций или их возбуждение в результате воздействия веществ-катализаторов, которые, участвуя в процессе, ...
Носители — основание, на которое наносится катализатор. В ряде случаев они могут оказывать влияние на активность и селективность катализаторов. В качестве носителей чаще всего используют инертные пористые вещества, обладающие развитой поверхностью: силикагели, алюмосиликаты, цеолиты и т. д.
В качестве контактной массы чаще всего используют:
1) Активный металлический катализатор на металлическом носителе. Например, катализатор — платина или другой благородный металл — вместе с активаторами наносят на стружку из никелевого сплава. Разработаны специальные катализаторы для селективных реакций. Обычная каталитическая установка представляет собой неглубокую матрицу, хотя для некоторых операций используются цилиндрические патроны. [9]
2) Активный металлический катализатор на носителе из оксида металла. Например, тонкий слой металла платиновой группы наносят на носитель — обожженный оксид алюминия либо фосфор (свечного типа).
Носитель изготавливают в виде цилиндрических гранул, расположенных рядами, смещенными по отношению друг к другу. Катализатором может быть также оксид алюминия с большой удельной поверхностью и платиновым покрытием. К этой же группе относится палладиевый катализатор на носителе из оксида алюминия.
3) Активный катализатор — оксид металла на подложке из оксида металла. Активные оксиды, обладающие высокой удельной поверхностью, могут быть нанесены на носитель из оксида металла. Такая система обладает следующими преимуществами: она способна выдержать высокие температуры; в ее состав входят дешевые материалы (по сравнению с катализаторами из благородных металлов); кроме того, она может быть изготовлена в виде стержней или таблеток. К этой категории относят также катализаторы, целиком состоящие из активного материала, включая и носитель; такие катализаторы называют иногда «бесподложечные». К их числу относят смесь оксидов меди и марганца («Хопкалит»), обеспечивающую полное сгорание углеводородов при 300-400 °С, за исключением метана (30% при 400 °С).
4) Активный оксид металла на металлическом носителе. Например, каталитическая система, представляющая собой металлическую проволоку в качестве носителя. В процессах очистки газов такие системы практически не используются.[4]
Важнейшим требованием к катализаторам, используемым в очистке газов, является стойкость к каталитическим ядам. Рассмотрим действие основных каталитических ядов на катализаторы при очистке выбросов.
Фосфорорганические соединения, встречающиеся в аэрозолях, образуемых смазками, при окислении дают фосфорную кислоту, которая покрывает катализатор тонким дезактивирующим слоем.
Тяжелые металлы — свинец и мышьяк — действуют подобно фосфатам, образуя тонкие дезактивирующие пленки. Дезактивация и засорение катализатора могут быть обусловлены присутствием пыли в очищенном газе.
Сравнительная характеристика адиабатического, полочного и трубчатого реакторов
... адиабатических реакторах составляет 2,6:1 (против 1,2:1 в трубчатых реакторах); 3. Из-за значительного перепада температур по высоте слоя катализатора показатели процесса (конверсия, выход) в адиабатическом реакторе ниже, чем в трубчатых реакторах, где ...
Если эта пыль огнеупорная (оксиды алюминия, кремния и железа), ее дезактивирующее действие может быть постоянным; если не произошло спекание, фильтрующие элементы могут быть очищены и активность катализатора частично восстановится. Временная потеря активности может быть вызвана отложением мелкой угольной пыли и сажи вследствие неполного сгорания. В этом случае уголь выжигается из катализатора при кратковременном повышении температуры до 350°С.
Стоимость катализатора зависит от стоимости исходного сырья и технологии его получения. Часто для приготовления катализаторов используют драгоценные и редкие металлы: платину, серебро, радий, палладий, рутений, церий и другие, а также цветные металлы: медь, цинк, хром, никель кобальт, олово, алюминий, титан, молибден и другие. С целью снижения стоимости следует синтезировать, где это возможно, катализаторы, не содержащие драгоценных металлов или снижать их содержание. В ряде случаев такие катализаторы по активности и другим показателям не уступают катализаторам, в состав которых входят драгоценные металлы. [6]
Немаловажное влияние на стоимость катализаторов оказывает технология их приготовления. Технология получения катализаторов зависит от того, в каком виде его получают. Например, в виде металлических сеток, гофрированной ленты, керамических блоков, таблеток, колец, шариков и др. Наиболее часто контактные массы получают в виде таблеток путем совместного осаждения каталитически активных веществ с последующим добавлением активаторов и наполнителей. Производство таких катализаторов включает следующие стадии: подготовку сырья, растворение, осаждение, фильтрование, промывку, сушку, прокаливание, формовку.
1.4.Конструкция каталитических реакторов
Требования к реакторам :
1)высокая производительность;
2)обеспечение непрерывности процесса при оптимальных технологических режимах;
3)легкость в управлении;
4)возможность автоматизации;
5)малое гидравлическое сопротивление;
6)доступность загрузки и выгрузки катализатора;
7)наличие устройства для подогрева газовых смесей и рекуперации тепла;
8)небольшая металлоемкость, доступность монтажа, ремонта и транспортировки.
По способу взаимодействия газов с катализатором аппараты подразделяются на 3 группы:
1)Каталитические реакторы с фильтрующим слоем катализатора. К аппаратам с фильтрующим слоем относятся емкостные, трубчатые и полочные аппараты, принцип действия которых основан на фильтрации газа через слой неподвижного катализатора, которые представлены на рисунке 1. На этом принципе основана работа большинства контактных аппаратов. Причем катализатор может находиться в виде металлических сеток, натянутых по ходу движения газа, трубчатых контактных аппаратов или в виде твердых тел различной формы, располагаемых на перфорированных решетках. Достоинства таких аппаратов: простота конструкции. К недостаткам следует отнести отсутствие теплообмена, что позволяет проводить в них только те реакции, которые сопровождаются небольшими тепловыми эффектами. Для полноты протекания процесса в одном аппарате может быть установлено несколько слоев контактной массы. Многослойные контактные аппараты чаще всего устанавливают, когда имеется необходимость очищаемый газ подвергать дополнительной обработке (нагреванию, охлаждению и т. д.).
Это позволяет вести процесс при оптимальном температурном режиме на каждой полке.[11]
а — контактный аппарат с катализатором в виде сеток; б— трубчатый контактный аппарат; в — контактный аппарат с перфорированными решетками; г — многослойный контактный аппарат; д — контактный аппарат с трубками Фильда; е — контактный аппарат с теплообменником.
Рисунок 1-Схемы контактных аппаратов с фильтрующим слоем катализатора
В зависимости от функционального назначения контактные аппараты с фильтрующим слоем катализатора имеют несколько вариантов конструктивного оформления: реакторы каталитические с твердым катализатором, размещенном в отдельном корпусе (тип К); реакторы каталитические, в которых в общем корпусе размещены контактный узел и подогреватель (тип ТК); реакторы термокаталитические, в которых в общем корпусе размещены контактный узел и рекуператор тепла (тип KB); реакторы каталитические, в которых в общем корпусе размещены подогреватель, контактный узел и рекуператор тепла (тип ТКВ).
Наиболее перспективными являются аппараты ТКВ, которые в максимальной степени отвечают экологическим требованиям. Например, термокаталитический дожигатель конструкции Гипрогазочистка представленный на рисунке 2.
1—горелка; 2—слой катализатора; 3—теплообменник-рекуператор.
Рисунок 2-Каталитический дожигатель конструкции Гипрогазочистка
Газ, содержащий вредные примеси, подогревается очищенными газами в теплообменнике-рекуператоре. Затем смешивается с топочными газами, образующимися при сжигании топлива в горелках 1, после чего происходит обезвреживание на поверхности катализатора 2. [9]
Недостатком аппаратов с фильтрующим слоем является возможность засорения катализатора твердыми частицами. В этом случае могут быть использованы трубчатые реакторы с нанесенными на внутреннюю поверхность трубок катализаторами. Для отвода (подвода) тепла из реакторов с неподвижным слоем используют теплообменники, расположенные вне слоев катализатора.
2)Каталитические реакторы со взвешенным слоем катализатора. Недостатком фильтрующего слоя является наличие зон, плохо омываемых газом в местах соприкосновения гранул катализатора. Для устранения этих недостатков используют кипящий слой, в котором каждая гранула катализатора интенсивно , со всех сторон соприкасается с газом, что интенсифицирует процесс очистки, который представлен на рисунке 3.
1 — цилиндрическая часть корпуса; 2- зернистый катализатор; 3 — верхняя часть корпуса; 4 — циклон; 5 — шнековое устройство; 6 — газораспределительная решетка.
Рисунок 3- Каталитический реактор с кипящим слоем катализатора
Достоинством таких аппаратов является также хорошая теплопроводность слоя, возможность механизировать и интенсифицировать процесс загрузки и выгрузки катализатора, исключение возможности локального перегрева или переохлаждения, возможность использовать мелкий катализатор (в фильтрующем слое мелкозернистый катализатор не используется из-за повышенного сопротивления и неравномерности температурного слоя).
[8]
К недостаткам взвешенного слоя следует отнести истирание и унос пылевидного катализатора из аппарата, что требует установки пылеулавливающего аппарата и предъявляет повышенные требования к прочности катализаторов, а также невозможность осуществления противотока, что снижает движущую силу процесса. Перечисленные недостатки не являются определяющими и многие из них могут быть полностью или частично устранены.
Для упорядоченного перемешивания твердой фазы в кипящем слое иногда вводят механические мешалки, что способствует усреднению времени пребывания частиц в аппарате.
Для увеличения степени очистки газов используют многополочные аппараты с кипящем слоем.
Для отвода (подвода) тепла из реакторов со взвешенным слоем используют теплообменники, расположенные внутри слоев катализатора.
3) Каталитические реакторы с пылевидным катализатором. В аппаратах с пылевидным катализатором измельченный катализатор распыляют в рабочую зону с помощью специальных сопел, представленный на рисунке 4. Этим достигается более полное использование реакционного объема. Реакция протекает в тот момент, когда частицы катализатора находятся в полете. Обычно процессы каталитического восстановления и окисления рассматривают отдельно.
1 — цилиндрический корпус; 2 — циклон; 3 — сопло; 4 — бункер;5 -инжекторное устройство.
Рисунок 4- Каталитический реактор с пылевидным реактором
Каталитическое окисление используют для удаления диоксида серы из дымовых газов, очистки выбросов от окиси углерода, органических веществ, а каталитическое восстановление для обезвреживания газов от оксидов азота.
После каталитического окисления газы направляют на дальнейшую переработку, например, абсорбцию, с получением готового продукта. Для некоторых газов эта стадия не предусмотрена, так как загрязнитель превращается в безвредное соединение. [6]
2 Расчетная часть
Определяем основные размеры реактора для каталитического окисления вредных примесей промышленного выброса.
Объем выброса G = 15000 м3/час
Температура выброса t = 14?C
Температура в реакторе tр = 300?C
ПДК фенола 0,01 мг/м3
ПДК ксилола 50 мг/м3
Катализатор CuO
диаметр частиц 0,002 м,
длина частиц 0,004 м,
форма частиц цилиндрическая,
Порозность е = 0,45
Требуемая степень очистки по веществу с меньшей ПДК,
т.е. по фенолу 0,998
Химический состав выброса, % (об.):
Азот 78
Кислород 21
Пары воды 0,5
Диоксид углерода 0,5
Концентрация вредных примесей:
Фенол 1,7 г/м3
Ксилол 0,5 г/м3
Значения необходимых величин в процессе расчета взяты из справочников.
Расчет:
Кинетическое уравнение окисления фенола на катализаторе CuO
k0 = 9,11 •1013
E =134403 кДж/моль
b0 = 2,76 •10-5
Q =72016 кДж/моль
Где r- скорость химической реакции, г/м3*с
k- константа скорости химической реакции,с-1
С-концентрация окислительного вещества,г/м3
b- коэффициент кинетического уравнения
k0,b0- предэкспоненциальные множители
Е- энергия активации, кДж/моль
Q- энергия адсорбционных стадий, кДж/моль
1. Конечная концентрация фенола Ск составит:
Ск= 1,7(1-0,998)= 0,0034 г/м3
2. Необходимое число единиц переноса определяется по формуле:
где Сн,Ск — начальная и конечная концентрация окисляемого вещества, г/м3.
3. Определим скорость фильтрования (см.по таблице приложения 1)Uф= 0,775 м/с.
4. Коэффициент массопередачи определяют по формуле:
где — коэффициент диффузии, м2/с
- порозность слоя катализатора, м3/м3
- кинематическая вязкость воздуха при нормальной температуре, м2/с;
- эквивалентный диаметр каналов слоя катализатора, м
Для этого рассчитываем некоторые величины:
1) Рассчитываем по формуле коэффициент диффузии:
7,2•10-6 м2/с
где VA,VB — мольные объемы окисляемого вещества и воздуха соответственно;
- MA, MB — молекулярные массы окисляемого вещества и воздуха;
- P0 — атмосферное давление, Мпа.
Мольные объемы фенола составляют C6H6O= 96,36
Мольный объем воздуха=20,1
Молекулярная масса фенола МА=94,12
Молекулярная масса воздуха МВ=29
Давление Р0=0,1 Мпа
2) Удельная поверхность слоя цилиндрических частиц
м3/м3
где d, l — диаметр и длина частицы соответственно, м.
3)Эквивалентный диаметр каналов слоя катализатора определяются по формуле:
4)Конечная температура катализатора Тк рассчитывается по формуле:
Тк=Тн+gа.р(Сн-Ск),
где qа.р. — удельная величина адиабатического разогрева, м3 К/г.
Величину qа.р вычисляют по формуле:
м3•К/г.
где QH — теплота сгорания окисляемого вещества, кДж/моль;
cV — теплоемкость воздуха, кДж/(м3 К), равная
CV=Cp-R/22.4
где ср — теплоемкость воздуха при постоянном давлении, кДж/(моль К), ср = 30 кДж/(моль К).
Теплоту сгорания органического вещества находят из соотношения
Qн=393,6·nC+121,0·mH
Qн=393,6·6+121,0·6=3087,6 кДж/моль,
где nC, mH — число атомов углерода и водорода в молекуле вещества.
сv =(30-8,31)/22,4=0,966кДж/(м3К)
м3•К/г.
Тк=23+33,96·(1,7-0,0034)=580,61 К
Средняя температура катализатора:
Тс = 0,5·(Тн + Тк) = 0,5·(523+580,61)=551,805 К
где вязкость воздуха при 0?С = 13,3•10-6 м2/с
м/с.
5.Удельная доступная поверхность катализатора:
- где а0 — удельная поверхность слоя катализатора, м2/м3;
- коэффициент доступной поверхности =0,85.
м2/м3
6.Высота слоя по массопередаче:
- где N — необходимое число единиц переноса;
- µ — коэффициент массопередачи, м/с;
- а — удельная доступная поверхность катализатора, м2/м3;
- uф — скорость фильтрования, м/с;
- Тн -температура в реакторе, К; Т0 =273 К.
7. Константа скорости реакции окисления фенола:
с-1.
8. Коэффициент кинетического уравнения:
9. Скорость реакции окисления фенола:
г/м3•с.
10. Составляющая высота слоя по кинетике рассчитывается по формуле:
м.
11Рабочая высота слоя катализатора: hp= 1,35(0,0034+3,14)=4,25 м
12. Необходимая поверхность фильтрования:
м3
где G’ — объем промышленного выброса, м3/ч.
13. Объем катализатора составит Vк(м3):
V=р*Dcp*hp(H+2h)
где Н — рабочая высота кольцевой корзины, м;
- Dср — средний диаметр кольца, м.
Принимаем кольцевую корзину, у которой отношение H/Dср = 2, тогда
м,
Выводы
каталитический очистка газ выброс
В курсовой работе проведен анализ и изучен каталитический метод очистки отходящих газов. Этот метод очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используется для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.
Так же рассмотрены катализаторы, применяемые для этого метода. Катализаторы для таких процессов приготовляют на основе меди, хрома, кобальта, марганца, никеля, платины, палладия и других металлов. В отдельных случаях используют некоторые природные материалы (бокситы, цеолиты).
Изучены конструкции различных каталитических реакторов. Рассмотрена и представлена схема установки каталитического обезвреживания.
Произведен расчет каталитического реактора с катализатором CuO. Вычислены его основные размеры: диаметр, высота и объем.
Используемые в промышленной практике установки каталитической очистки газовых выбросов от паров органических веществ различаются конструкцией контактных аппаратов, способами повышения до необходимого уровня температуры поступающих в них газовых потоков, используемыми катализаторами, приемами рекуперации тепла, наличием рецикла обезвреженных газов.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/kataliticheskaya-ochistka-gazov/
1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. / Техника защиты окружающей среды / — М.: Химия, 1989. — 511 с.
2. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. /Технологические аспекты экологической безопасности — Калуга: изд. Н.Бочкаревой, 200. — 800 с.
3. Юшин В.В., Попов В.М., Кукин П.П. и др. /Техника и технология защиты воздушной среды — М.: Высш. шк., 2005. — 391 с.
4. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / Справ. изд. в 2-х ч. под ред. Калверта С., Инглунда Г./ — М.: Металлургия, 1988. — 758 с.
5. Страус В. /Промышленная очистка газов/ пер. с англ. — М.: Химия, 1981. — 616 с.
6. Кузнецов И.Е., Троицкая Т.М. /Защита воздушного бассейна от загрязнений предприятиями химической промышленности / — М.: Химия, 1974. — 474 с.
7. Павлов К.Ф., Романков Н.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1981, 560 с.
8. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. Учебник для техникумов. — Л.: Химия, 1991 г. — 352с.
9.Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. — М.: Химия, 1991 г. — 496с.
10.Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для техникумов. — М.: Химия, 848 с.
11. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 3-е. В 2-х кН. М.: Химия, 2002 г.
Приложения 1
Таблица приложения 1- Рекомендуемые скорости фильтрования, отнесенные к полному сечению слоя (для рабочей температуры 250?С)
|
dэ |
е = 0,35 |
е = 0,40 |
е = 0,45 |
|
|
Допускаемое гидравлическое сопротивление слоя 2000 Па |
||||
|
0,001 0,002 0,003 |
0,4-0,5 0,5-0,6 0,6-0,7 |
0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 |
0,8-0,9 0,9-1,05 1,0-1,2 |
|
|
Допускаемое гидравлическое сопротивление слоя 1000 Па |
||||
|
0,001 0,002 0,003 |
0,3-0,4 0,35-0,45 0,4-0,5 |
0,35-0,45 0,4-0,5 0,45-0,55 |
0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 |
|
Примечание: с увеличением рабочей температуры на 50?С скорость фильтрования следует уменьшить на 0,025 м/с.
