Καταλυτικός καθαρισμός των εκπομπών αερίων

Η αύξηση της ρύπανσης της ατμόσφαιρας αποτελεί σοβαρό πρόβλημα και επομένως ο καθαρισμός των εκπομπών αερίων κάθε χρόνο καθίσταται πιο επείγον. Η μεγαλύτερη πηγή εκπομπών επιβλαβών αερίων στην ατμόσφαιρα είναι οι επιχειρήσεις ενέργειας και οι οδικές μεταφορές.

Ο καθαρισμός των εκπομπών αερίων διεξάγεται με διάφορους τρόπους, μεταξύ των οποίων η πιο αποτελεσματική σε πολλές περιπτώσεις είναι η καταλυτική μέθοδος εξουδετέρωσης και μείωσης της συγκέντρωσης των ρύπων στο μέγιστο επιτρεπτό επίπεδο. Ο καταλυτικός καθαρισμός είναι επίσης προτιμητέος για οικονομικούς λόγους.

Κατά κανόνα, οι καταλυτικές μέθοδοι είναι καθολικές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βαθύ καθαρισμό διαφόρων αερίων επεξεργασίας. Με αυτή τη μέθοδο, τα βιομηχανικά αέρια μπορούν να καθαριστούν από οξείδια του αζώτου και θείο, μονοξείδιο του άνθρακα, επιβλαβείς οργανικές ενώσεις και άλλες τοξικές ακαθαρσίες. Ταυτόχρονα, οι επιβλαβείς ακαθαρσίες μετατρέπονται σε λιγότερο επιβλαβείς και αβλαβείς και μερικές φορές ακόμη και χρήσιμες. Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των καυσαερίων. Στην πραγματικότητα, αυτή η μέθοδος συνίσταται στην πραγματοποίηση των διαδικασιών χημικής αλληλεπίδρασης των ουσιών παρουσία καταλυτών, η οποία οδηγεί στη μετατροπή των ακαθαρσιών ώστε να καταστεί ακίνδυνη σε άλλα προϊόντα.

Οι ειδικοί καταλύτες επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις, αλλά δεν επηρεάζουν το ενεργειακό επίπεδο των αλληλεπιδρώντων μορίων και δεν μεταβάλλουν την ισορροπία των απλών αντιδράσεων. Ο καταλυτικός καθαρισμός είναι ελπιδοφόρος για τα μείγματα πολλών συστατικών των ρευμάτων αερίου εκροής. Για τον καθαρισμό των αερίων στη βιομηχανία, χρησιμοποιούνται ως καταλύτες σίδηρος, χαλκός, χρώμιο, κοβάλτιο, ψευδάργυρος, λευκόχρυσος και άλλα οξείδια. Αυτές οι ουσίες κατεργάζονται με ένα φορέα καταλύτη τοποθετημένο μέσα στη συσκευή αντιδραστήρα. Είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η ακεραιότητα του εξωτερικού στρώματος του καταλύτη, διαφορετικά ο καταλυτικός καθαρισμός δεν θα διεξαχθεί πλήρως και η εκπομπή επιβλαβών ουσιών μπορεί να υπερβαίνει τα επιτρεπτά πρότυπα.

Η βασική απαίτηση για τον καταλύτη είναι η σταθερότητα της δομής κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Η έρευνα και η κατασκευή καταλυτών, όχι μόνο κατάλληλων για μακροχρόνια χρήση, αλλά και αρκετά φθηνής, παρουσιάζουν κάποια δυσκολία που περιορίζει την εφαρμογή της καταλυτικής μεθόδου. Οι σύγχρονοι καταλύτες πρέπει να έχουν εκλεκτικότητα και δραστικότητα, αντοχή στη θερμοκρασία και μηχανική αντοχή.

Οι βιομηχανικοί καταλύτες κατασκευάζονται με τη μορφή μπλοκ και δακτυλίων με κυψελοειδή δομή. Έχουν μικρή υδροδυναμική αντίσταση και υψηλή εξωτερική ειδική επιφάνεια. Ο καταλυτικός καθαρισμός αερίων σε σταθερό καταλύτη χρησιμοποιείται συχνότερα.

Στη βιομηχανία είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν δύο θεμελιωδώς διαφορετικές μέθοδοι για την εφαρμογή διαδικασιών καθαρισμού αερίων - στάσιμα και τεχνητά δημιουργούμενα μη στάσιμα καθεστώτα. Η μετάβαση στην προτιμησιακή εφαρμογή της μη στάσιμης μεθόδου οφείλεται στην υψηλότερη επεξεργασιμότητα της διαδικασίας, στην αύξηση του ρυθμού αντιδράσεων, στην αύξηση της επιλεκτικότητας, στη μείωση της ενεργειακής έντασης των διαδικασιών, στη μείωση του κόστους κεφαλαίου για την εγκατάσταση και στη μείωση του λειτουργικού κόστους.

Η κύρια κατεύθυνση της ανάπτυξης καταλυτικών μεθόδων είναι η δημιουργία φθηνών καταλυτών που μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλές θερμοκρασίες και να είναι ανθεκτικοί σε διάφορες ουσίες. Για τις συγκεντρώσεις κάτω από 1 g / m³ και για μεγάλους όγκους καθαρισμένων αερίων, η θερμοκαταλυτική μέθοδος απαιτεί υψηλές εισροές ενέργειας και τεράστιο όγκο καταλύτη, επομένως καθίσταται απαραίτητη η ανάπτυξη των πλέον ενεργειακά αποδοτικών τεχνολογικών διαδικασιών και εξοπλισμού που απαιτούν χαμηλό κόστος κεφαλαίου.