4.7.Характеристика методу каталітичного очищення газових викидів.

В процесах санітарного очищення відхідних газів промисловості застосовують методи каталітичного очищення при звичайній температурі.  Відрізняються ці методи наявністю каталізаторів (Pt, паладій, срібло - активніші, але дорогі, більш поширені -  MuO, CuO, CoO.

Гетерогенний каталіз – багатоступінчастий процес:

1. Зовнішня дифузія.

2. Внутрішня дифузія (надходження до активних центрів каталізатору).

3. Адсорбцію продифулезованих молекул поверхнею каталізатора.

4. Хімічна взаємодія.

5. Десорбція продуктів каталітичного перетворення.

6. Внутрішня, зовнішня дифузія.

Універсальність гетерогенного каталізу визначається співвідношенням швидкості транспорту (переносу) реактантів і хімічного перетворення на поверхні реакторів. Каталізаторні гази (P, S, Fe).

Використовують:

1) високотемпературне каталітичне відновлення;

2) селективне каталітичне відновлення;

3) розкладання гетерогенними відновниками.

1. Високотемпературне каталітичне відновлення.

Процес проводять шляхом контакту хвостових газів з газами-відновниками на поверхні каталізаторів (паладій, рутеній, родій, Pt), або більш дешевих Ni, G, Cu, Zn… З метою збільшення площі контакту їх наносять на пористі речовини.

Відновники – метан, природний, коксовий газ.

Ефективність до 99,95% об’ємних.

NO + CH4 → N2 + CO2 + H2O  450-480˚С - метан

NO2 + CH4 → N2 + CO2 + H2O 150-200˚С – водень та СО.

NO + H2 → N2 + H2O

NO2 + H2 → N2 + H2O

NO + СО → N2 + CO2

Недоліки: значні витрати газу - відновника.

Селективне каталітичне відновлення.

Вигідно відрізняється вибірковістю.

Як відновник застосовують NH3 (аміак).

NO2 + NH3 → N2 + H2O

Селективне каталітичне відновлення проходить при низьких температурах (180-360)˚С.

В якості ефективних каталізаторів застосовують цеоліти.

Недолік: ціна каталізаторів складає 20-30% усіх витрат.

Узагальнення: Для видалення газоподібних домішк викидів застосовують методи, що базуються на фізичному чи хімічному зв’язування молекул газу. Найчастіше, одночасно йдуть процеси фізичного та хімічного затримування домішок даного типу (хемосорбція, хімічна абсорбція). Деякі методи базуються виключно на перетворенні токсичних компонентів н відносно нешкідливі шляхом окислення (термічне чи каталітичне окислення) або розкладання на менш тоесичні компоненти.