8 Конструкція, експлуатація, пуск і зупинка основного апарата

Щоб забезпечити тривалу стійку роботу залізохромових каталізаторів, необхідно правильно їх транспортувати, зберігати, завантажувати в конвертор і відновлювати, а також дотримуватись технологічного регламенту при експлуатації, не допускати потрапляння на каталізатор шкідливих домішок.

Залізохромові каталізатори дуже стійкі при їх експлуатації протягом

4-5років. Норма їх витрати становить 0,05-0,06 кг/т NH₃. Основною причиною їх перевантаження є зниження механічної міцності та здрібнювання каталізатора, що приводить до значного зростання опору його шару. Для забезпечення стійкої роботи залізохромового каталізатора необхідно виключити можливість потрапляння на нього таких домішок, як фосфор, кремній, бор; концентрація в газі сажі та пилу не повинна бути більшою 1мг/м³, солевміст у водяній парі й конденсаті має становити не більш як 2,5 мг/л, а вміст кремнію і хлору – 0,1 мг/л.

Широке застосування каталітичного синтезу обумовлює виробництво великої кількості каталізаторів, що розрізняються як за хімічним складом, так і методом приготування. Доцільність застосування того чи іншого каталізатора та методу її отримання визначається техніко-економічними показниками процесу, в якому він застосовується. Для досягнення задовільних результатів каталізатор повинен мати поруч властивостей, що забезпечують рентабельність його використання. Експлуатаційні характеристики каталізатора формуються на підставі вимог, серед яких головними можна вважати наступні:

1)висока активність і селективність;

2)оптимальна величина і доступність поверхні активного компонента;

3)стійкість до дії отрут і високих температур;

4)необхідна міцність;

5)оптимальні гідродинамічні характеристики;

6)невисока вартість.

Активність і селективність каталізатора визначається в першу чергу його хімічним і фазовим складом. Разом з тим фазовий склад залежить не тільки від природи і кількості дозволених інгредієнтів, але в значній мірі визначається способом приготування. Внаслідок цього для однакових процесів хімічної технології застосовують різні за складом каталізатори, які можуть відрізнятися і методом приготування.

Технології контактних мас крім іншого враховують вартість сировини і використовуваного апаратурного оформлення, легкість хімічних перетворень вихідних речовин в каталітично активний компонент, можливість знешкодження або утилізації стоків і газових викидів.

Особливе місце метод приготування займає в формуванні пористої структури контактних мас. При цьому на характеристики пористої структури твердого тіла можуть впливати різні технологічні стадії і режими термообробки.

9 Ресурсозбереження та навколишнє середовище

В процесі роботи активність каталізатора знижується за рахунок отруєння сірчистими з'єднаннями. За рахунок конденсації вологи на поверхні каталізатора відбувається зниження механічної міцності, яке супроводиться руйнуванням каталізатора і збільшенням гідравлічного опору реактора.

Відпрацьовані каталізатори направляють на тимчасові склади, які є джерелами забруднення довкілля. Ці каталізатори прирівнюються до низькосортних руд і у міру накопичення вирушають на переробку металургійним підприємствам. Така переробка економічно недоцільна, оскільки пов'язана із значними транспортними витратами і веде до погіршення техніко-економічних показників металургійного підприємства із-за непристосованості технології до переробки нетрадиційної сировини.

Відпрацьований каталізатор СО містить коштовні компоненти (Fe, Cr), тому доцільно виділяти ці метали у вигляді розчинів їх солей, а надалі – застосовувати отримані розчини у виробництві свіжого каталізатора.

Приготований зразок каталізатора середньотемпературної конверсії оксиду вуглецю СТК шляхом змішування отриманого високодисперсного активного оксиду заліза з каталітично активними компонентами. Проведені стадії формування, сушки і прожарювання зразка. При цьому вивчений вплив концентрації активних компонентів, що вводяться, умов формування, температури прожарювання і інших чинників, що визначають властивості каталізатора.

По каталітичній активності отриманий зразок наближається до товарного каталізатора СТК, а по механічній міцності перевершує його. Проводиться робота, спрямована на підвищення активності отриманого каталізатора.

На основі отриманого активного Fe₂O₃приготовані зразки каталізатора для очищення газів виробництва азотної кислоти, що відходять, від закису азоту. Вивчений вплив режиму сушки і прожарювання на активність і витривалість характеристики каталізатора. Проведені лабораторні і пілотні випробування приготованих зразків. Результати випробувань свідчать про можливість використання продукту переробки відпрацьованого каталізатора СТК в якості компонента для отримання каталізатора очищення газів, що відходять, від закису азоту.

Досліджена можливість отримання з продукту переробки відпрацьованого каталізатора СТК каталітично активного носія шляхом формування з введенням різних пороутворюючих добавок. В результаті, на відміну від інертного носія, отриманий каталітично активний носій з високорозвиненою пористістю і високою механічною міцністю, який може бути використаний при приготуванні нанесених каталізаторів.