2. Катализаторы глубокого окисления « органических веществ

Для окисления органических веществ применяют разно­образные катализаторы: металлы, индивидуальные оксиды и сложные оксидные системы. Эти вещества используют либо в виде массивных катализаторов, либо активное вещество наносят на специальные носители.

В качестве металлических катализаторов используют только благородные металлы (платина, палладии), так как другие металлы при высоких температурах в присутствии кислорода оказываются неустойчивыми: они пли превраща­ются в соответствующие оксиды, или покрывают-ся оксид­ной пленкой.

В качестве оксидных катализаторов чаще всего исполь­зуют оксиды меди, хрома, марганца .пли их смеси.

К катализаторам газоочистки предъявляется определен­ный набор требований.

Во-первых, катализатор должен проявлять высокую ак­тивность в заданном температурном интервале.

Во-вторых, катализатор должен вести процесс до обра-. зовання конечных продуктов окисления С0₂ и Н₂0. Непол­ное окисление приводит к образованию различных токсич­ных кислородсодержащих веществ, которые способны иногда отравлять атмосферу больше, чем исходное соединение.

Окисление органических соединений азота должно сопро­вождаться образованием преимущественно элементарного азота, а не оксидов азота.

В-третьих, поскольку в процессе глубокого окисления ор­ганических веществ вследствие экзотермичности реакции в слое катализатора могут развиваться высокие температуры, необходимо, чтобы катализатор был термостойким.

В-четвертых, катализатор должен обладать достаточной механической прочностью.

В-пятых, катализатор должен обладать определенной стойкостью к отравлению примесями, содержащимися в газе.

Немаловажное значение для создания катализаторов •имеют их стоимость, а также дефицитность сырья, из кото­рого они изготавливаются.

В настоящее время в СССР разработаны и выпускаются опытнопромышленными и промышленными партиями катали­заторы глубокого окисления органических 'веществ. Характе­ристики некоторых из них приведены в приложении 1.

3. Каталитические реакторы для очистки газов

При осуществлении очистки газа каталитическим мето­дом расходуется значительное количество энергии на подо­грев газов до необходимой температуры.

Экономия тепла на подогрев газа—одна из важнейших задач, решаемых при оформлении технологической схемы процесса и конструировании каталитического реактора.

Наиболее распространенной схемой технологического оформления процессов каталитической очистки газов явля­ется схема с рекуперацией тепла (рис. 1). Очищенные от

Рис. I. Технологическая схема каталитической очистки газов с рекуперацией тепла: 1—ре­куперативный теплообменник; 2 — подогреватель; 3— катали­тический реактор

пыли газовые выбросы нагнетаются в рекуперативный теп­лообменник /, где подогреваются за счет тепла прореагиро­вавших газов, и напрззляются в подогреватель 2. Здесь га­зовые выбросы нагреваются до температуры начала реак­ции. Окисление примесей происходит в слое катализатора^ размещенного в контактном аппарате 3. В последнее время наблюдается тенденция к объединению отдельных элементов установки в единый агрегат. Это существенно сокращает удельную металлоемкость установок, упрощает их обслужи­вание.

Дзержинском филиалом НИИОГАЗ разработан катали­тический реактор полусовмещешюго типа (рис. 2), который представляет собой стальной цилиндрический вертикальный аппарат, состоящий из корпуса /, корзины с катализатором кольцевого типа 2, вихревого смесителя 3, корпуса подогре­вателя -/ и горелки 5. Корзина с катализатором состоит из

Рис. 2. Каталитический реактор пол у сов мешен­

ного тина: I — корпус; 2—корзина с катализа-

Рнс. 3. Каталитический реак­тор совмещенного типа: / — теплообменник; 2 — подогрева­тель; 3 — слой катализатора