Каталітичне очищення газів

Каталітичні методи є найперспективнішими для процесів очищення вихідних газів. Вони засновані на взаємодії шкідливих домішок з одним із компонентів, присутніх в очищуваному газі, й перетворенні їх в нейтральні речовини або в сполуки, які легко видаляються з газової суміші. Причому речовини, які беруть активну участь у хімічній реакції (каталізатори), залишаються незмінними після закінчення процесу. Перевага каталітичних процесів очищення в тому, що вони компактні, високопродуктивні, стабі-льно забезпечують високий ступінь очищення. До недоліків слід віднести високу вартість каталізаторів і неможливість утилізувати домішки з вихідних газів, які в більшості випадків розкладаються на нейтральні продукти і викидаються в атмосферу з вихідними газами.

Залежно від агрегатного стану речовин, які беруть участь в каталізі, каталітичні процеси поділяють на гомогенні та гетерогенні. Від виду каталізу залежить технологія очищення і вибір обладнання.

При гомогенному каталізі каталізатор і реагуючі речовини знаходяться в одній фазі, наприклад речовини знаходяться в різних фазах. Звичайно при очищенні газів від домішок як каталізатори використовують тверді речовини.

Питання про те, які реакції й в присутності яких речовин можуть збуджуватися, залишається вирішеним не повністю, тому багато питань підбору каталізаторів і проведення каталізу до останнього часу вирішуються практично.

Як каталізатори можуть бути використані різні речовини як в чисто-му вигляді, так і у вигляді сполук, які не входячи в кінцеві продукти хімічної реакції, змінюють її швидкість. Промислові каталізатори повинні мати такі властивості:

- висока активність і селективність відносно даної реакції;

- велика хімічна стійкість до каталізаторних отрут;

- низька температура запалювання, великий температурний інтервал роботи, термічна стійкість і підвищена теплопровідність;

- висока механічна міцність;

- бути дешевими при виготовленні.

В більшості випадків каталізаторами можуть бути метали (платина, паладій та інші благородні метали) або їх сполуки (оксиди міді, марганцю тощо). Каталізаторна маса звичайно виконується у вигляді куль, кілець, пластин чи дроту, звитого в спіраль з ніхрому, нікелю, окислу амонію з нанесеними на їх поверхню (соті частки відсотку до маси каталізатора) благородними металами. Наприклад, каталізатори, розроблені НІІОГАЗом, дозволяють при температурі 350…420°С і швидкості знешкодження 30000...60000 год^–1 практично повністю можуть окисляти домішки етилену, пропілену, бутану, пропану, ацетальгіду, спиртів (метилового, етилового, пропилового тощо), ацетону, етилацетону, бензолу, толуолу, ксилолу та інших, виконані у вигляді ніхромового дроту 0,4...0,5 мм, звитого в спіраль діаметром 4...5 мм з нанесеними на поверхню у вигляді активної плівки з платини і паладію.

Сучасні контактні апарати, які використовуються для проведення каталітичних процесів в промисловості, повинні бути високопродуктивними, забезпечувати безперервність процесу при оптимальних технологічних процесах, бути легкими в управлінні, піддаватися автоматизації та управлінню за допомогою ЕОМ.

За способом взаємодії газів з каталізатором контактні апарати
поділяються на апарати:

- з фільтрувальним шаром каталізатора;

- з завислим (киплячим) шаром каталізатора;

- з пиловидним каталізатором.