43. Особенности каталитического метода очистки газовых выбросов.

Каталитические методы основаны на гетерогенном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легкоудаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твердых тел – катализаторов, которые должны обладать определенными свойствами - активностью, пористой структурой, стойкостью к ядам, механической прочностью, селективностью, термостойкостью, низким гидравлическим сопротивлением, иметь небольшую стоимость.

Особенность процессов каталитической очистки газов заключается в том, что они протекают при малых концентрациях удаляемых примесей.

Достоинства – высокая степень очистки (98-99%), может работать с небольшими концентрациями загрязняющих веществ, простота конструкции каталитической установки.

Недостатки – образование новых веществ, которые необходимо удалять из газа абсорбцией или адсорбцией

Суть процесса каталитической нейтрализации заключается во взаимодействии токсичных компонентов газовых выбросов между собой или избытком О₂, в результате чего вредные для окружающей среды и человека вещества переходят в нетоксичные.

3 основных вида каталитических реакторов:

-с неподвижным,

-с движущимся,

-с псевдоожиженным слоем.

Катализаторами служат платиновые металлы: палладий, рутений, родий, сплавы никеля, цинка, хрома, купрума.

Работают по принципу идеального смещения или идеального вытеснения.

44. Типы каталитических реакторов

Каталитические реакторы подразделяются на:

С неподвижным слоем катализатора, С движущимся слоем катализатора, С псевдосжиженным слоем катализатора.

Каталитические реакторы работают по принципу идеального вытеснения или смещения.Катализаторами служат платиновые металлы: палладий, рутений, родий, сплавы никеля, цинка, хрома, купрума.

Рис.1. – каталитический реактор с неподвижным слоем катализатора.

Рис.2. – каталитический реактор с неподвижным слоем катализатора и охлаждением

1 – холодильник; 2 – неподвижный слой катализатора

Хладоагент в виде змеевика по решетке

Рис.3. – многослойный каталитический реактор

1 - неподвижный слой

Рис.4. - каталитический реактор с псевдосжиженным слоем

1 – псевдосжиженный слой

2 – регенаратор

Рис.5. - реактор с псевдосжиженным слоем и охлаждением

3 – взвешенный слой

Рис.6. – многоступеньчатый катализатор с псевдосжиженным слоем

1 – псевдосжиженный слой на 3-х ступенях

45 Методы конденсации, термофореза и диффузиофореза.

Конденсация – переход вещества из твердого или газообразного состояния в жидкое состояние. Конденсация насыщенных паров: конденсация происходит быстро при малых перенасыщениях, возникает подвижное равновесие между испаряющейся жидкостью и конденсирующимися парами.

Перенасыщенный пар возможен при:

1 отсутствии жидкой или твердой фазы того же вещества;

2 отсутствии ядер конденсации;

3 конденсации в атмосфере другого газа.

При отсутствии ядер конденсации перенасыщение может быть 800-1000%, конденсация может начинаться при случайном уплотнении вещества.

Конденсация ненасыщенного пара возможна в присутствии порошкообразных или пористых тел.

Фракционирующая конденсация – процесс ступенчатого охлаждения газовой смеси, который сопровождается последовательной конденсацией отдельных компонентов или фракций. Фракционирующая конденсация является более эффективным методом, чем одна или несколько последовательных конденсаций, проведенных в тех же пределах. Она соответствует максимальному теоретическому эффекту разделения, и ее можно рассматривать как бесконечно большое число простых конденсаций.

Термофорез – процесс сталкивания частиц нагретыми телами. Играет существенную роль при улавливании частиц горючих газов при прохождении их через холодные насадки. Степень очистки до 98%.

Диффузиофорез – это движение частиц, вызванное градиентом концентрации компонентов газовой смеси. Наблюдается гидродинамическое течение (Стефановское течение), которое способствует захвату частиц каплями испаряющейся влаги.