Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Подобные камеры сгорания могут применяться в тех случаях, когда изменение газового потока не слишком велико и добавочное топливо (если оно необходимо) очень дешево. Это объясняется тем, что газы и воздух (если его количество превышает стехиометрическое) должны быть нагреты до температуры сгорания. Тщательно рассчитанные камеры могут быть использованы для сжигания неорганических веществ и твердых частиц, присутствующих в больших количествах и препятствующих каталитическому сжиганию.
5. каталитическое сжигание органических материалов
Каталитическое сжигание представляет собой дальнейшее расширение технологии сжигания газов в замкнутом пространстве;
Рис. ІІІ-55. Горелка с предварительным смешением, теплообменником и предварительным подогревом [895]:
„,,-.«и, туннельного типа; 2 — горелка модели «Комбастифьюм»; 3 — камера предвари-•ьного нагрева; 4 — камера сжнганкя угля; 5 — контрольная камера; 6 — обшивка из нержавеющей стали; 7 — теплообменник; 5 — корпус с теплоизоляцией.
187
к его преимуществам относится тот факт, что окисление на поверх^« ности катализатора происходит при температуре ниже температу-j ры самовоспламенения и при таких концентрациях горючих газов, которые не обеспечивают тепловыделения, необходимого для протекания самоподдерживающейся реакции горения. Дополнителы ным преимуществом является расход для каталитического сжигания только лишь стехиометрического количества кислорода (из воздуха), поэтому отпадает необходимость в предварительном подогреве.
Обычно любые газообразные органические соединения могуі подвергаться каталитическому сжиганию при условии, что продукты сгорания сами газообразны. К таким органическим примесям относятся соединения, содержащие серу или азот, но не кремний- № фосфорорганические соединения. Если содержание неорганической пыли в сжигаемом газе велико, она должна быть предварительно-удалена, однако малое ее количество, которое обычно содержится) в воздухе, может пройти через установку каталитического сжигания и в ряде случаев даже уловлено в ней. Этот осадок удаляется^ при периодической (годовой или полугодовой) промывке катали-1 затора. I
Особенностью процесса каталитического сжигания является природа окисляющего вещества. К таким веществам относятся следующие. !
1. Активный металлический катализатор на металлическом но-1
сителе. Катализатор — платина или другой благородный металл—| вместе с промоторами наносят на стружку из никелевого сплава^ Разработаны специальные катализаторы для селективных реакцийі Обычная каталитическая установка представляет собой неглубок кую матрицу, хотя для некоторых операций используются циііинд-^ рические патроны. Оригинальные типы установок были разработа^ ны Руффом и Сутером [714] (Отделение каталитического сжигав ния фирмы Юниверсал Ойл Продактс). j
2. Активный металлический катализатор на подложке из оксж да металла. Тонкий слой металла платиновой группы наносят н» подложку — обожженный а-оксид алюминия либо фарфор (свеч< ного типа). Подложку изготавливают в виде цилиндрических гра* нул, расположенных рядами, смещенными по отношению друг Ч
ДРУГУ- I
Катализатором может быть также -у°ксиД алюминия с больч шой удельной поверхностью и платиновым покрытием [917] (прсЯ цессы «Оксикат» и «Дегусса»).
К этой же группе относится палладиевый катализатор на поді ложке из оксида алюминия. Он может применяться для удаления кислорода из газовых потоков, содержащих водород и кислород Я стехиометрическом (и нестехиометрическом) отношении (процес^ «Деоксо»). I
3. Активный катализатор — оксид металла на подложке из oKj сида металла. Активные оксиды (например, у-АЬОз), обладающие
188
высокой удельной поверхностью, могут быть нанесены на подложку из оксида металла (например, на Ct-Al2O3). Такая система обладает следующими преимуществами: она способна выдерживать высокие температуры; в ее состав входят дешевые материалы (по сравнению с катализаторами из благородных металлов); кроме того, она ,может быть изготовлена в виде стержней или таблеток.
Такие катализаторы были первыми, применявшимися для очистки воздуха еще в 1927 г., хотя метод очистки не был в то время еще широко распространен. К этой категории относятся также катализаторы, целиком состоящие из активного материала, включая и подложку; такие катализаторы называются иногда «бесподложечными». К их числу относится смесь оксидов меди и марганца («Хопкалит»), обеспечивающая полное сгорание углеводородов при 300—400 °С, за исключением метана (30% при 4000C) [890].
4. Активный оксид металла на металлическом носителе. Гоудри [375] запатентовал каталитическую систему, представляющую собой металлическую проволоку в качестве подложки, покрытую слоем импрегинированного оксида металла; такая система одновременно является термосопротивлением. О промышленном применении системы сведений нет ![890] .
Температура, которая обычно необходима для начала каталитической реакции, зависит от присутствующих в газе углеводородов. Так, водород окисляется при комнатной температуре, бензол — при 227 °С, тогда как метан лишь частично окисляется при 404 cC. Для сушильных лакокрасочных печей, например, обычно температура на входе в катализатор в начале реакции поддерживается на уровне 330 °С, и затем в процессе ее снижают до 204 °С, когда концентрация горючих примесей приближается к четверти нижнего предела воспламенения. Более подробные сведения о температуре зажигания катализаторов приведены в табл. III-8.
