5.10 Охрана окружающей среды

Все источники конвективного тепла обеспечены теплоизоляцией. В помещении применяется искусственная и естественная вентиляция.

Характеристика отходов представлена в виде таблицы 12.

Таблица 12 - Характеристика производственных отходов

Отходы	Агрегатное состояние	Кол-во отходов	Примечание (куда направляется отход)
Азотная кислота	ж	50мл	В емкость для неорганических отходов
Технологические отходы: Пыль(ZrO2, Al2O3 и др)	т	1,5г	В вытяжку
Хозяйственно-бытовые отходы (вода)	ж	0,3м3	В канализацию

6 Выводы по работе

1 На основании анализа литературных и патентных источников выбраны в качестве перспективных объекты исследования:

элемент микроканального реактора, конструируемый укладкой между двумя плоскими пластинами одной гофрированной с высотой гофры 0,7 мм;

материал первичного носителя – сплав Х23Ю5 в виде холоднокатанной фольги толщиной 50 мкм;

вторичный носитель в виде тонкослойного покрытия – оксидный композит Al2O3:ZrO2= 1:1;

каталитически активный компонент – оксид никеля;

способ формирования тонкослойного покрытии – нанесение из суспензии.

2 Исследовано влияние условий приготовления суспензии на ее реологические характеристики. Установлено следующее:

2.1 Для получения качественного покрытия нанесением суспензий из оксида алюминия и циркония необходимо их использование в виде тонкодиспергированных частиц с преобладающим радиусом (1-3) мкм, что достигалось в работе измельчением в шаровой мельнице в течение 12 часов; проведение измельчения оксидов раздельно и совместно равноценно как в отношении дисперсности частиц, так и свойств суспензии.

2.2 Изменение плотности суспензии в диапазоне 1,3-1,1 г/см³ существенно снижает значение прилагаемой нагрузки, вызывающей разрушение структурированной коллоидоподобной системы (от 70 до 4 Па), при уменьшении эффективной вязкости, соответствующей этим нагрузкам (от 60 до 3 Па•с). Количественная оценка оксидного слоя, сформированного за 1 операцию «нанесение-центрифугирование-сушка», показала увеличение его массы с ростом плотности суспензии: от 0,8 до 2,2 и 3,6 % масс.

2.2 Изменение рН от 3 до 2 практически не сказывается показателях нанесения покрытия при плотности и реологических характеристиках суспензии при прочих равных условиях.

2.3 Для обеспечения высокой дисперсности частиц оксидной составляющей суспензии, стабильных значений рН и реологических характеристик структурированной системы достаточной является ее синтез при измельчении в течение 3-х часов.

3 Определены структурно-прочностных характеристики оксидных композитов в виде тонкослойных покрытий на пластинах и элементах микроканального реактора, а также в виде гранул, получаемых из суспензий:

3.1 По результатам определения механической прочности оксидного композита в виде тонкослойного покрытия (прочность на истирание) и в виде гранул (прочность на раздавливание) подтвержден выбор суспензии с плотностью 1,2 г/ см³ и рН=2-3, как обеспечивающая формирование равномерного и прочного покрытия и оксидного композита с более высокой прочностью.

3.2 Удельная поверхность оксидного композита, формируемого из суспензии выбранного состава составляет 110 м2/г, суммарный объем пор 0,40 см3/г.

4 Получены и исследованы свойства образцов Ni-катализаторов при варьировании способа введения активного компонента и его содержания: нитрат и карбонат никеля, пропитка и введение в суспензию; 7-12% NiО.

5 Анализ ИК спектров поглощения показал, что во всех образцах катализатора существует оксидная составляющая алюминия, циркония и никеля, а также гидроксильный покров и молекулы воды, сорбированные на поверхности оксидной матрицы. Все полученные спектры достаточно близки, что указывает на изоструктуру формирующейся оксидной матрицы.

5 Исследованы образцы катализатора (в виде гранул и элемента микроканала) в процессах окисления СО и Н₂

Наиболее активным (из исследованых) катализатором, работающим при более низких температурах, является катализатор, полученный методом пропитки оксидного композита Ni(NO)₃. Температура начала его работы при окислении СО составляет 265⁰С, далее при повышении температуры степень превращения катализатора резко возрастает и достигает при 330⁰С степени превращения 96%. При окислении Н2 температуре 300 ⁰С соотвествует степень превращения 97%.

6 Таким образом, исследованы условия формирования тонкослойного оксидного покрытия и катализатора на его основе для микроканальных пластин каталитического реактора и показана эффективность его применения в реакциях окисления СО и Н2.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Макаршин Л.Л., Пармон В.Н. Микроканальные каталитические системы для водородной энергетики / Рос. Хим. Ж. (Ж. Рос.хим. общества им. Д.И.Менделеева), 2006, т.1, №6. –С 19-25

2 Малышенко С.П. Энергия: Экономика. Технология. Экология, 2003, №7. – С.33-39

3 Крылов О.В. Катализ в промышленности, 2004, №3. – С.56-61

4 Макаршин Л.Л. Эффективность работы катализаторов в реакции парциального окисления метана / Л.Л. Макаршин и др.//Катализ в альтернативной энергетике. Катализ в процессах получения синтез-газа и водорода // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (АЭЭ), №2 (46), 2007. –С.132-134.

5 Грибовский А.Г. Изучение особенностей и диагностика протекания реакции паровой конверсии метанола в микроканальных реакторах / Автореферат дисс.на соиск. уч. степени к.т.н. Новосибирск: РИО ИК СО РАН, 208. -17 с

6 Киршин А.И Пористые алюмооксидные слои, закрепленные на металлической поверхности, - вторичные носители платиновых катализаторов для блочных нейтрализаторов ВГ АТ / А.И Киршин, Е.А Власов, Н.В. Мальцева, И.Б Морозова // В кн. «Сборник материалов У Международного конгресса химических технологий» - Санкт-Петербург, 12-14 октября 2004 г. -СПб: Изд. «Менделеев». - 2004. –С.91-93.

7 Мальцева Н.В. Особенности формирования тонкослойных покрытий на металлической поверхности блоков сотовой структуры / А.И. Киршин, Т.А. Вишневская, Н.В.Мальцева , Л.И Бояркина.// Сб. тезисов докладов 6-го Международного симпозиума «Термохимические процессы в плазменной аэродинамике». -СПб. 12-14 мая, 2008 г.

8 Отчет по проекту: №30184 «Разработка и подготовка к мелкосерийному выпуску бифункционального каталитического, с повышенным ресурсом при сниженном содержании драгоценных металлов, блочного нейтрализатора выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания» / программа: «Развитие научного потенциала высшей школы». –СПб ГТИ (ТУ). -2005. -120 с.

9 Власов Е.А. Физико-химические основы формирования поверхности сферических алюмооксидных носителей и катализаторов для процесса окисления. Дисс. на соиск. Уч. Ст. д.х.н. СПб, 2000. 420 с.

10 Руководство к лабораторным работам по коллоидной химии. Часть 111. Л.:РИО ЛТИ им. Ленсовета, 1972. – 78 с.

11 Ильин А.П., Прокофьев В.Ю. Физико-химическая механика в технологии катализаторов и сорбентов. –Иваново: ГОУВПО «ИГХТУ», 2004. 315 с.

12 Киршин А.И. Пористые алюмооксидные слои, закрепленные на металлической поверхности, - вторичные носители платиновых катализаторов для блочных нейтрализаторов ВГ АТ / А.И. Киршин, Е.А. Власов , Н.В. Мальцева, И.Б. Морозова // В кн. «Сборник материалов У Международного конгресса химических технологий» - Санкт-Петербург, 12-14 октября 2004 г. -СПб: Изд. «Менделеев». - 2004. –С.91-93.

13 Артамонова О.В. Гидротермальный синтез нанокристаллов на основе ZrO₂ в системе ZrO₂ –А₂O_з / О.В. Артамонова [и др]//Журнал неорганической химии.- 2004.- Т. 49. №11.- С. 1657-1661.

14 Черняк М.Ю., Григорьева Н.А.. Сборник трудов конференции

молодых ученых ИХХТ СО РАН. Красноярск, 2007. с 29-32

15 О.В. Альмяшева, В.В. Гусаров. Влияние нанокристаллов ZrO₂ на стабилизацию аморфного состояния оксидов алюминия и кремния в системах ZrO₂-Al₂O₃, ZrO₂-SiO₂.Ж. Физика и химия стекла. т. 32. №2. 2006. С. 224-229

16 Выпускная квалификационная работа инженера “Тонкослойные оксидные покрытия и катализаторы на их основе” /Н.Л. Ли. - СПбГТИ(ТУ).-СПб, 2010.-100 с.

17 Дзисько В.А. Основы методов приготовления катализаторов. /В.А. Дзисько. – Новосибирск. – Наука, 1983. – 263 с.

18 Дзисько В.А., Карнаухов А.П., Тарасова Д.В. Физико-химические

основы синтеза окисных катализаторов / Новосибирск: СО «Наука», 1978 г. – 382 с.

19 Строение и свойства адсорбентов и катализаторов /Под ред. Б.Линсена. М.: Мир, 1973. 653 с.

20 Ермоленко Н.Ф., Эфрос М.Д. Регулирование пористой структуры окисных адсорбентов и катализаторов. Минск: Наука и техника, 1971. 285 с.

21 Мухленов И.П. Технология катализаторов/И.П.Мухленов, Е.И. Добкина, В.И. Дерюжкина, В.Е. Сороко.- Л.: Химия, 1979.- 328 с.

22 Пахомов Н.А. Научные основы приготовления катализаторов //Методическое пособие. Курс лекций. Новосибирск: РИО ИК СО РАН, 2010. -281 с.

23 Пахомов Н.А. Научные основы приготовления катализаторов //в кн.: Промышленный катализ в лекциях. М.: Калвис, 2005. –С 87-130.

24 Практикум по общей химической технологии / Учебное пособие для студентов вузов / Под ред. И.П. Мухленова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1979. – 421с

25 Динамический стенд для исследования катализаторов в реакции окисления СО. Инструкции по эксплуатации. АЮВ 25001.00008 ИЭ. 2002. - 18 с.

26 Методика выполнения измерений концентраций монооксида углерода, диоксида углерода и метана методом реакционной газовой хроматографии. АЮВ 0.005.093 МВИ. 2005. -22 с.

27 Динамический стенд для определения параметров каталитического горения водородсодержащих смесей. Инструкции по эксплуатации. АЮВ 25006.00011 ИЭ. -25 с.

28 Методика выполнения измерений концентрации водорода методом газовой хроматографии. АЮВ 0.005.084 МВИ. 2001. -18 с.

29 Краткий справочник физико-химических величин /под ред. А.А.Равделя и А.М.Пономаревой, ид.8-е перераб. Л.: Химия ЛО, 1983. -230 с.

30 ГОСТ 12,0,003- 74 СБТТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. Утв. и введен. от 18 ноября 1974

31 Баратов А.Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ.изд.: в 2-х книгах/Под ред.А.Н. Баратова, А.Я. Корольченко. – М.:Химия, 1990.- 496 с.

32 Правила устройства электроустановок. – М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. – 607с.

33 Бадман А.Л. Вредные химические вещества.: Справ.изд./А.Л. Бадман, Н.В. Волкова.- Л.:Химия, 1989.- 592с.

34 Кноп В., Теске В. Техника обеспечения чистоты воздуха, перевод с немецкого Л.К. Хоцянова, М.: «Медицина», 1970. – 199 с.

35 НПБ 105-30 Определение категорий помещений, здание наружных установок по взрывопожарной и пожарной безопасности.,1996

36.Правила устройства электроустановок.- М .:Главгорэлектронадзор России, 2002- т 1,2,3.- С 706

37 ГОСТ 12.4.021-75. Система стандартов безопасности труда .Системы вентиляционные. Общие требования.-М.: Издательство стандартов,1981.-С 8

38 Кирюшкин А.А.-Охрана труда и окружающей среды. А.А. Кирюшкин, З.В. Капитоненко.- СПб: СПбГТИ(ТУ), 2005.-С 27

39 СНИП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. - М.;Стройиздат,1995

40 Захаров Л.Н. Техника безопасности в химической лаборатории /Л.Н. Захаров.- Л.;Химия,1991.-с 336