2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР..........................................7
1.1. Источники и условия образования газовых выбросов, загрязненных монооксидом углерода (СО)........................................7
1.2. Методы очистки и обезвреживания газовых выбросов от СО.......14
1.2.1. Абсорбционный метод......................................15
1.2.2. Термическое дожигание ...................................15
1.2.3. Метод каталитического дожигания..........................17
1.2.3.1. Высокотемпературные катализаторы....................19
1.2.3.2Низкотемпературные катализаторы.......................25
1.2.4. Адсорбционно-каталитический метод........................29
1.3.Выводы и постановка задач исследования........................34
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ........................................ 36
2.1. Методы и методики анализа, используемые в работе.............36
2.1.1. Определение основных показателей активных лигниных углей ... 36
2.1.2. Определение величины окисленности поверхности............38
2.1.3. Оценка адсорбционной активности и построения изотерм адсорбции углеводородов.....................................38
2.1.4. Определение концентрации монооксида углерода.............39
2.1.5. Определение концентрации пентана и гексана...............40
2.1.6. Приготовление модельных газовых смесей...................40
2.1.7. Методики определения в составе углей, марганци и меди 41
2.2. Характеристика лабораторных установок и методика проведения эксперимента....................................................41
2.2.1. Схема установки получения активных лигнинных углей.......41
2.2.2. Схема установки окисления активного лигнинного угля
з
воздухом.................................................... 44
2.2.3 Методика модифицирования активнных лигнинных углей солями марганца и меди...............................................44
2.2.4. Схема установки изучения хемосорбции СО................46
2.2.5. Схема установки для изучения динамики адсорбции СО.....49
2.3. Математические методы обработки результатов исследований...51
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ АДСОРБЕНТА - КАТАЛИЗАТОРА.........................57
ГЛАВА 4. ВЫБОР МОДЕЛИ АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ...........................................62
4.1. Изучение кинетики хемосорбции СО на адсорбенте катализаторе 63
4.2. Изучение динамимки хемосорбции СО на адсорбенте катализаторе... 72
4.3. Изучение равновесия адсорбции в системе СО - адсорбент -катализатор..................................................82
4.4. Изучение регенерации адсорбента - катализатора.............91
ГЛАВА 5. РАЗРОАБОТКА АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКОГО СПОСОБА ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СО С ПРИМЕНЕНИЕМ ОКИСЛЕННОГО ЛИГНИННОГО УГЛЕРОДНОГО АДСОРБЕНТА.................................99
5.1. Разработка опытной установки очистки вентиляционных выбросов от электродуговых сталеплавильных печей.........................99
5.2. Разработка аппарата очистки сжатого воздуха...............101
5.3. Промышленные испытания адсорбционно-каталитического способа очистки газов от СО с применением окисленного лигниниого углеродного адсорбента..................................................113
5.3.1. Испы тания установки очистки вентиляционных выбросов от электродуковых сталеплавильных печей....................113
5.3.2. Испытания аппарата очистки сжатого воздуха...........115
обстоит дело при повышении температуры. По достижении 673 - 773 К начинает протекать реакция С + Ог = 2СОТ
Эта реакция эндотермична и при 298 К изменение стандартной энергии Гиббса положительно (+120 кДж/моль). Однако, в ходе превращения происходит двукратное увеличение числа молекул газа и энтропия сильно возрастает, так, что энтропийное слагаемое энергии Гиббса имеет отрицательный знак. С увеличением температуры это слагаемое начинает преобладать (но абсолютной величине) над энтальпийным членом, в результате чего изменение энергии Гиббса при протекании реакции становится отрицательным. Уже при 1073 К степень превращения СО?, в СО достигает 80% [21, 22, 23].
Помимо этой реакции возможен ряд других, вызванных присутствием в высокотемпературной зоне различных соединений, например:
С02 + ГеС о 2СО + 3¥е С02 <-> СО + О С + Н20 СО + Н2
Как видно из приведенных выше данных, специфика рассмотренных производственных процессов не позволяет технологическими методами исключить или значительно уменьшить количество образующегося СО, что связано с невозможностью снижения температуры проведения процесса и удаления из производственного цикла углеродсодержащих материалов.
Следовательно, для обеспечения нормативов качества воздуха необходима очистка или обезвреживание выбросов от СО с применением эффективных, не дорогих и доступных материалов и технологий очистки.
14
1.2. Методы очистки и обезвреживания газовых выбросов от СО
Специфика различных производств, когда объемы отходящих газов и концентрация загрязняющих веществ колеблются в больших пределах, обуславливает разработку и использование различных методов для обезвреживания выбросов.
При этом возможны два подхода:
1. Загрязняющее вещество (ЗВ) может извлекаться из газового потока и использоваться либо в качестве целевого продукта для получения тепла в технологических процессах;
2. ЗВ переводится в менее вредное (по ПДК) соединение, или соединение, не нормируемое в атмосфере.
Существует шесть самых распространенных методов обезвреживания газообразных выбросов: абсорбционный, адсорбционный, конденсационный, химическое превращение примесей в нетоксичные соединения, термический и каталитический методы обезвреживания.
Для очистки газов от СО с учетом рассмотренных источников возможно использование абсорбционного, термического, каталитического и адсорбционно-каталитического методов.
Выбор наилучшего метода зависит от количества выбрасываемых продуктов, концентрации ЗВ, необходимой эффективности очистки, желаемого объема конечных отходов, экономических факторов, химических и физических характеристик потока газов.
13 последующих разделах рассмотрены методы очистки СО с точки зрения их пригодности для очистки низкотемпературных периодических выбросов с невысокой и меняющейся во времени концентрацией СО.
- Київ+380960830922