ні на реакціях у присутності твердих каталізаторів, тобто на закономірностях гетерогенного каталізу. В результаті каталітичних реакцій домішки, що знаходяться в газі, перетворюються на інші сполуки, тобто в відміну від розглянутих методів домішки не витягаються з газу, а трансформуються в нешкідливі з'єднання, присутностей: яких допустимо в вихлопному газі, або в з'єднання, легко видаляються з газового потоку. Якщо утворилися речовини підлягають видаленню, то потрібні додаткові операції (Наприклад, витяг рідкими або твердими сорбентами). br/>В
Рис.1. Катіонітових фільтр:
1 - катіоніт;
2 - пісок
Важко провести межу між адсорбційними і каталітичними методами газоочистки, так як такі традиційні адсорбенти, як активоване вугілля, цеоліти, служать активними каталізаторами для багатьох хімічних реакцій. Очищення газів на адсорбентах-каталізаторах називають адсорбційно-каталітичної. Цей прийом очищення вихлопних газів вельми перспективний зважаючи на високу ефективності очищення від домішок і можливості очищати великі об'єми газів, що містять малі частки домішок (наприклад, 0,1-0,2 в об'ємних частках SO 2 ). Але методи утилізації сполук, отриманих при каталізі, інші, ніж в адсорбційних процесах.
Адсорбційно-каталітичні методи застосовують для очищення промислових викидів від діоксиду сірки, сірководню і сіро-органічних сполук. Каталізатором окислення діоксиду сірки в триоксид і сірководню в сірку служать модифікований добавками активоване вугілля та інші вуглецеві сорбенти. У присутності парів води на поверхні вугілля в результаті окислення SO 2 утворюється сірчана кислота, концентрація якої в адсорбенті становить залежно від кількості водяної пари при регенерації вугілля від 15 до 70%.
Схема каталітичного окислення H 2 S у зваженому шарі високоміцного активного вугілля наведена на рис. 2. Окислення H 2 S відбувається по реакції
H 2 S + 1/2 Про 2 = Н 2 Про + S
Активаторами цієї каталітичної реакції служать водяна пара та аміак, що додається до очищенню газу в кількості ~ 0,2 г/м 3 . Активність каталізатора знижується в міру заповнення його пір сіркою і коли маса S досягає 70-80% від маси вугілля, каталізатор регенерують промиванням розчином (NH 4 ) 2 S. Промивної розчин полісульфіду амонію розкладають гострою парою з отриманням рідкої сірки.
Являє великий інтерес очищення димових газів ТЕЦ або інших газів, що відходять, містять SO 2 (концентрацією 1-2% SO 2 ), у зваженому шарі високоміцного активного вугілля з отриманням в якості товарного продукту сірчаної кислоти і сірки.
В
Рис. 2. Схема каталітичного очищення газу від сірководню в підвішеному шарі активного вугілля: 1 - циклон-пиловловлювач; 2 - реактор зі зваженим шаром, 3 - бункер з живильником; 4 - сушильна камера; 5 - елеватор; 6 - реактор промивки каталізатора (шнек); 7 - реактор екстракції сірки (шнек-розчинник); I - газ на очищення; II - повітря з добавкою NH3; III розчин (NH 4 ) 2 Sn на регенерацію; IV-розчин (NH 4 ) 2 S; V регенерований вугілля; VI - свіжий активне вугілля; VII - очищений газ; VIII - промивні води
Іншим прикладом адсорбційно-каталітичного методу може служити очищення газів від сірководню окисленням на активному вугіллі або на цеолітах у зваженому шарі адсорбенту-каталізатора.
Широко поширений спосіб каталітичного окислення токсичних органічних сполук та оксиду вуглецю в складі газів, що відходять із застосуванням активних каталізаторів, не вимагають високої температури запалювання, наприклад металів групи платини, нанесених на носії.
У промисловості застосовують також каталітичне відновлення і гідрування токсичних домішок у вихлопних газах. На селективних каталізаторах гідрують СО до CH 4 і Н 2 О, оксиди азоту - до N 2 і Н 2 Про etc. Застосовують відновлення оксидів азоту в елементарний азот на палладиевом або платиновому каталізаторах.
Каталітичні методи отримують все більше поширення завдяки глибокому очищенню газів від токсичних домішок (до 99,9%) при порівняно невисоких температурах і звичайному тиску, а також при дуже малих початкових концентраціях домішок. Каталітичні методи дозволяють утилізувати реакційну теплоту, тобто створювати енерготехнологічні системи. Установки каталітичного очищення прості в експлуатації і малогабаритні.
Недолік багатьох процесів каталітичного очищення-утворення нових речовин, які підлягають видаленню з газу іншими методами (абсорбція, адсорбція), що ускладнює установку і знижує загальний економічний ефект.
2. Каталітична очищення газових викидів від оксидів азоту і вуглецю
2.1 Існуючі каталізатори та процеси нейтраліз...
