• 5

5.4. КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Присутствующие в отходящих технологических газах и венти­ляционных выбросах большого числа производств токсичные пары органических веществ в большинстве случаев подвергают деструктивной каталитической очистке. 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).

Среди катализаторов условно различают: цельнометалличе­ские, представляющие собой металлы платиновой группы или неблагородные металлы, нанесенные на ленты, сетки, спирали или листы из нержавеющей стали; смешанные, включающие металлы платиновой группы и оксиды неблагородных металлов* нанесенные на оксид алюминия, нержавеющую сталь или другие металлы; керамические, состоящие из металлов платиновой группы или оксидов неблагородных металлов, нанесенных на керамическую основу в виде сот или решеток; насыпные, приго­товляемые в виде гранул или таблеток различной формы иа

оксида алюминия с нанесенными на него металлами платино­вой группы или оксидами неблагородных металлов, а также в виде зерен оксидов неблагородных металлов.

Обычно нанесенные на металлические носители катализато­ры имеют некоторые преимущества перед другими типами ката­лизаторов. Они отличаются большими значениями термостабиль­ности и периода эксплуатации около 1 года и более, высокими износостойкостью и прочностными характеристиками, развитой поверхностью и пониженной насыпной плотностью, их регенера­ция не представляет существенных трудностей. Эти показатели цельнометаллических катализаторов (особенно содержащих платину) наряду с малым гидравлическим сопротивлением (до 196—245 Па) обусловливают широкую распространенность и перспективность их использования для обработки весьма значи­тельных объемов газовых выбросов, содержащих пары раство­рителей, фенолов и других токсичных органических веществ.

Более просты и дешевы в изготовлении катализаторы на основе из керамики. Они также характеризуются низким гид­равлическим сопротивлением, обладают, как правило, меньшей насыпной плотностью, сохраняют активность при обезврежива­нии запыленных потоков, однако являются менее термостабиль­ными, чем цельнометаллические катализаторы. Наиболее актив­ны среди них катализаторы, включающие платину и палладий'.,.

Насыпные катализаторы наиболее часто имеют в качестве носителя активный оксид алюминия. Значительная величина его, поверхности обусловливает возможность приготовления весьма: высокоактивных (особенно при использовании платины) и тер­мостойких катализаторов. Однако значительное гидравлическое: сопротивление, невысокая механическая прочность и связанный с ней относительно короткий период эксплуатации (иногда до. трех месяцев) представляют существенные недостатки этих ка­тализаторов.

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.

Типичной является схема установки каталитического обез­вреживания отходящих газов в производстве клеенки, показан­ная на рис. 1-53. В газовых выбросах этих производств, посту­пающих из камер сушки клеенки, присутствует пары керосина (100—1000 мг/м3), уайт-спирита (до 200 мг/мй) и ряда органи­ческих соединений.

Отходящие из сушильного агрегата газы при 80—200 °С вентилято­ром через брызгоотбойиик подают в теплообменник для предварительного

 

Рис, 1-53. Схема установки каталитического дожигания отходящих газов: 1 — сушильная камера; 2, 7 — вентиляторы; 3 — брызгоотбойиик; 4 — теплообменник; 5 — подогреватель; 6 — реактор

подогрева теплом конвертированных газов до 200—220 °С, а затем в подо­греватель, где их температуру увеличивают до 250—327 °С за счет тепла дымовых газов, получаемых сжиганием газообразного топлива. Для сжига­ния используют кислород, содержащийся в очищаемых газах. Сжигание ор­ганических примесей до С02 и Н20 проводят в реакторе на катализатора Конвертированные газы из реактора через теплообменник вентилятором воз­вращают в сушильный агрегат. С целыо компенсации потерь кислорода и до­ведения температуры обезвреженных газов до уровня, соответствующего условиям сушки клеенки (120—170 °С), перед поступлением в сушильный аг­регат их разбавляют воздухом. Часть прошедших очистку газов сбрасывают в атмосферу. При использовании алюмоплатинового катализатора полная очистка при объемной скорости 40 тыс. ч~' достигается при 290 "С, более высокая температура (350 °С) необходима для обеспечения того же эффекта при объемной скорости газа 60 тыс. ч-1:

Более простыми по технологической компоновке являются схемы каталитического обезвреживания с незамкнутым по соот­ветствующим газовым потокам циклами.

Каталитическая очистка газов от сероорганических соедине­ний заключается в окислении или гидрировании последних в присутствии контактных масс при повышенных температурах. Каталитическое окисление производят кислородом с образовани­ем кислородных соединений серы, очистка от которых представ­ляет собой более легкую задачу. Каталитическое гидрирование используют тогда, когда подлежащие очистке газы содержат органические соединения серы (сероуглерод, тиофены, дисуль­фиды), полное удаление которых не обеспечивается при исполь­зовании поглотителей (см. разд. 4.8). Оно основано на кон­тактировании сероорганических компонентов газов с водородом или водяным паром при 300—500 °С на катализаторах с образо­ванием сероводорода, удаляемого затем из конвертированных

газов обычными методами (см. разд. 4.8). В качестве катали­заторов процессов гидрирования сероорганических соединений водородом используют контактные массы на основе оксидов Fe, Со, Ni, Mo, Си, Zn, среди которых наиболее распространен­ными являются кобальт-молибденовые (до 5,% СоО и 15% Мо03) и никель-молибденовые (до 10% N10 и 10% МоОз), нанесенные на оксид алюминия или алюмосиликатные материа­лы. При гидрировании водяным паром (гидролиз, конверсия сероорганических соединений) используют катализаторы, со­держащие в качестве главного компонента оксид железа. Сте­пень превращения достигает обычно 90—99,9%.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я