Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Температура катализатора лишь несколько выше температуры отходящих газов, и рост температуры газов примерно совпадает со значением, рассчитанным из данных тепловыделения реакции.
Катализатор может располагаться в газовом потоке с рециркуляцией или без нее; иногда отходящие газы используются для его предварительного подогрева или для производства пара (рис. II1-56). Для слоя стружечного катализатора высотой 60 мм линейная скорость газового потока должна обеспечивать достаточное время пребывания газов. Перепад давления на такой установке составляет около 100 Па.
Активность катализаторов, нанесенных на подложки с высокой Удельной поверхностью, уменьшается, если они работают при
°С в течение длительного времени. Для уоксида алюминия это объясняется уменьшением активной поверхности, увеличением доли а'Оксида, отличающегося инертностью, экстракцией оксида алюминия материалом подложки.
189
Наиболее сложной проблемой, возникающей в процессе каталитического сжигания, является постепенная дезактивация или отравление катализатора при длительном сроке службы или при неожиданном появлении ядов в газовом потоке. Дезактивация обусловлена либо химическим взаимодействием газов с катализатором, либо покрытием катализатора слоем дезактивирующего вещества.
При использовании катализаторов с активным компонентом оксидом меди хлор и газообразный хлористый водород реагируют с ним с образованием хлорида меди. Если в основе катализаторов используются оксиды алюминия, газы, содержащие сернистые соединения, реагируют с образованием сульфатов. С другой стороны, взаимодействие оксидов с SO2 при 300 cC очень ограничено.
Фосфорорганические соединения, встречающиеся в аэрозолях* образуемых смазками, при окислении дают фосфорную кислоту, которая покрывает катализатор тонким дезактивирующим слоем: Однако присутствие небольших количеств фосфинов и органических фосфатов практически незначительно влияют на эффектив* ность работы катализатора с большой площадью поверхности [917].
Тяжелые металлы — свинец и мышьяк — действуют подобно фосфатам, образуя тонкие дезактивирующие пленки. Дезактиваций и засорение катализатора могут быть обусловлены присутствием
ТАБЛИЦА UM
Температура зажигания катализаторов S
при каталитическом сжигании [6Щ 1
Процесс
Загрязняющие вещества в выхлопных газах
Температура < каталитического' окисления, °С Я
Окисление асфальта
Производство сажи
Установки каталитического крекинга Печь для сушки стержней Производство формальдегида
Производство азотной кислоты Печь литографии на металле Производство октилфенола Производство фталевого ангидрида
Производство полиэтилена Печатные прессы Изготовление лаков Печи для нанесения покрытий и эмалей
Альдегиды, антрацены, пары масла, углеводороды Водород, оксид углерода, метан, углерод Оксид углерода, углеводороды
Парафицы, пары масел Водород, метан, оксид углерода, формальдегид Оксиды азота II и IV Растворители, смолы Фенол
Маленовая и фталевая кислоты, нафтахиноны, оксид углерода, формальдегид Углеводороды Растворители Углеводороды Растворители, лаки
320—370
650—9Є0*
340—450
320—370 340
260—650** ^ 260—400 320—430 320—340
260—650
320
320—370
320—370
• Для сжигания (окисления) углерода требуется температура выше 650 “С.
** Требуется восстановительная атмосфера.
190
Рис. III-56. Установки каталитического сжигания в потоке газа [618]: с горелками, имеющими предварительный подогрев: а — базовая установка; б — установка с предварительным подогревом путем частичной прямой рециркуляции; в — то же, с подогревом от теплообменника; / — катализатор; 2— горелка с предварительным подогревом; 3 — рециркуляционная труба; 4 — теплообменник.
пыли в очищаемом газе. Если эта пыль огнеупорна (оксиды алюминия, кремния и железа), ее дезактивирующее действие может быть постоянным; если не произошло спекание, фильтрующие элементы могут быть очищены (И активность катализатора частично1 восстановится.
Временная потеря активности может быть вызвана отложением мелкой угольной пыли и сажи вследствие неполного сгорания в камере. В этом случае уголь выжигается из катализатора при кратковременном повышении температуры до 350 °С, однако желательно достичь чистого пламени, если предусмотрены длительные периоды эксплуатации.
В ряде случаев эти установки являются источником тепла для подогрева отходящих углеводородных газов в некоторых отраслях промышленности.
Экономика рекуперации тепла будет рассмотрена в главе XII.
6. КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ И РАЗЛОЖЕНИЕ
Наряду с каталитическим сжиганием органических веществ для Удаления диоксида серы из дымовых газов можно использовать каталитическое окисление, тогда как каталитическое восстановление оксидов азота может применяться в производстве азотной кислоты, где этот процесс более эффективен, чем удаление оксидов в скрубберах, описанное на с. 150.
Диоксид серы
На первый взгляд кажется, что простейшим методом удаления из дымовых газов является ее прямое окисление до SO3 и последующая абсорбция серной кислотой. Однако на практике
