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गैसीय प्रदूषकों के उपचार के लिए उत्प्रेरक दहन

निकास गैस प्रदूषण कहाँ से आता है और यह कितने प्रकार का होता है?

प्रदूषकों के प्रकारस्रोत उद्योग क्षेत्रप्रसंस्करण उपकरण और प्रौद्योगिकीउत्प्रेरकों के लक्ष्य और कार्य
कार्बन मोनोआक्साइडरसायन उद्योग, इस्पात उद्योग, ऑटोमोबाइल निकास, तेल से चलने वाले बॉयलरसीओ उत्प्रेरक ऑक्सीकरण भट्ठी, ऑटोमोटिव थ्री-वे कैटेलिटिक कनवर्टरकम तापमान पर CO से CO₂ के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करें.
मीथेन/गैर-मीथेन कुल हाइड्रोकार्बनप्राकृतिक गैस निष्कर्षण, बायोगैस उपयोग, कोयला खदान वेंटिलेशनउत्प्रेरक बर्नर, आरटीओ/आरसीओकम सांद्रता वाले मीथेन का उत्प्रेरक दहन ऊर्जा पुनर्प्राप्ति या उत्सर्जन मानकों के अनुपालन को सक्षम बनाता है.
नाइट्रोजन ऑक्साइडबिजली, इस्पात, सीमेंट, काँच, रसायन, जहाज निर्माण, डीजल वाहनएससीआर विनाइट्रीकरण प्रणाली, डीजल इंजन एससीआर उपचार के बाद, उत्प्रेरक अपघटनकम तापमान पर, उत्प्रेरक कम करने वाला एजेंट (NH₃/यूरिया) NOx के साथ प्रतिक्रिया करके N₂ और H₂O उत्पन्न करता है.
सल्फ्यूरिक एसिड धुंध/कार्बनिक सल्फररसायन उद्योग, लिथियम बैटरी उद्योग, पेट्रोकेमिकल उद्योगउत्प्रेरक ऑक्सीकरण अवशोषणजैविक सल्फर (जैसे थिओल्स) उत्प्रेरक रूप से SO₂ में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसे बाद में क्षारीय घोल द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है.
वाष्पशील कार्बनिक यौगिकोंपेट्रो, रासायनिक, कलई करना, मुद्रण, इलेक्ट्रानिक्स, दवाउत्प्रेरक दहन इकाई, पुनर्योजी उत्प्रेरक दहन इकाई, उत्प्रेरक ऑक्सीकरण इकाईप्रत्यक्ष दहन से कहीं नीचे के तापमान पर, उत्प्रेरक वीओसी पूरी तरह से CO₂ और H₂O में ऑक्सीकृत हो जाते हैं.
डाइअॉॉक्सिनअपशिष्ट भस्मीकरण, स्टील सिंटरिंग, खतरनाक अपशिष्ट भस्मीकरणउत्प्रेरक निस्पंदन प्रणाली, कम तापमान वाली एससीआर उत्प्रेरक प्रणालीकम तापमान पर डाइऑक्सिन अणुओं का उत्प्रेरक अपघटन.
ओजोनइनडोर वायु शोधन, विमान के केबिन, विशिष्ट औद्योगिक प्रक्रियाएँओजोन उत्प्रेरक अपघटन उपकरणउत्प्रेरक कमरे के तापमान पर ओजोन को ऑक्सीजन में विघटित करते हैं.

उत्प्रेरक दहन और उत्प्रेरक समाधान क्यों है??

हम मुख्य रूप से औद्योगिक गतिविधियों से अपशिष्ट गैस प्रदूषकों के उत्सर्जन और उपचार पर चर्चा करते हैं , जिनमें से अधिकांश मूलतः रासायनिक ऊर्जा हैं . उन्हें हानिरहित बनाने का सबसे गहन तरीका उन्हें ऑक्सीकरण और CO₂ और H₂O में विघटित करना है . वर्तमान में, मुख्य उपचार विधियां उत्प्रेरक दहन हैं, उच्च तापमान भस्मीकरण, और भौतिक सोखना, उत्प्रेरक दहन के साथ सर्वोत्तम प्रदर्शन और लागत-प्रभावशीलता प्रदान करता है.

उत्प्रेरक प्रक्रिया सिद्धांत

उत्प्रेरकों का उपयोग मुख्य रूप से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से गैसीय प्रदूषकों को खत्म करने के लिए किया जाता है, विभिन्न उत्प्रेरक रिएक्टर मुख्य उपकरण हैं. विशिष्ट उपचार प्रक्रिया है: pretreatment (धूल हटाना, ठंडा, वगैरह।) → उत्प्रेरक रिएक्टर → बाद का उपचार (जैसे डीसल्फराइजेशन, निरार्द्रीकरण) या प्रत्यक्ष उत्सर्जन. उपचार प्रक्रिया में मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया इकाई के रूप में , उत्प्रेरक की मुख्य भूमिका है “प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करें और प्रतिक्रिया मार्ग को बदलें . “

प्रतिक्रिया तापमान कम करें: तापीय प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक तापमान से कहीं कम तापमान पर प्रतिक्रिया को कुशलतापूर्वक आगे बढ़ने में सक्षम बनाना. उदाहरण के लिए, वीओसी के सीधे दहन के लिए 800℃ से ऊपर तापमान की आवश्यकता होती है, जबकि उत्प्रेरक दहन के लिए केवल 300-500℃ की आवश्यकता होती है; NH₃ द्वारा NOx की कमी के लिए उत्प्रेरक के बिना 900℃ से ऊपर तापमान की आवश्यकता होती है, लेकिन उत्प्रेरक के साथ केवल 300-400℃ (एससीआर).

प्रतिक्रिया दर और दक्षता में सुधार करें: एक ही तापमान पर, प्रतिक्रिया दर बहुत तेज हो जाती है, प्रदूषकों को अत्यधिक उच्च निष्कासन दर प्राप्त करने में सक्षम बनाना (>90%, या और भी >99%) बहुत कम गैस निवास समय के भीतर.

ऊर्जा की बचत और खपत में कमी: प्रतिक्रिया तापमान में उल्लेखनीय कमी के कारण, ईंधन की खपत को काफी कम किया जा सकता है, या कम सांद्रता वाली अपशिष्ट गैस का किफायती उपचार प्राप्त किया जा सकता है.

उत्प्रेरक और डिज़ाइन समाधान कैसे चुनें

उत्प्रेरक चयन एक जटिल सिस्टम इंजीनियरिंग परियोजना है जिसके लिए विशिष्ट परिचालन स्थितियों और प्रदूषण और प्रक्रिया स्थितियों जैसे कारकों पर पूर्ण विचार के आधार पर अनुकूलित समाधान की आवश्यकता होती है।.

1. चयन के लिए अपशिष्ट गैस संरचना का संपूर्ण विश्लेषण प्राथमिक शर्त है , घटक प्रकार की व्यापक समझ की आवश्यकता है, जेट, एकाग्रता, प्रवाह दर, और लक्ष्य गैस का दबाव, साथ ही संभावित विषाक्त पदार्थ भी .

प्रमुख बिंदुओं पर विचार करेंउत्प्रेरक विशेषता आवश्यकताएँउदाहरण विवरण
1. चयनात्मकतालक्ष्य प्रतिक्रिया की चयनात्मकताSCR उत्प्रेरक को NH₃ के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए उच्च चयनात्मकता की आवश्यकता होती है. कुछ वीओसी ऑक्सीकरण उत्प्रेरकों को डाइऑक्सिन या एनओएक्स के निर्माण से बचना चाहिए.
2. गतिविधि और तापमान विंडोसक्रियण तापमान, इष्टतम तापमान, और उच्च तापमान सहनशीलतावीओसी उत्प्रेरण: उत्कृष्ट धातु उत्प्रेरकों का सक्रियण तापमान कम होता है (~200℃), जबकि धातु ऑक्साइड उत्प्रेरक का सक्रियण तापमान अधिक होता है (~300℃). एससीआर उत्प्रेरक में एक सख्त तापमान विंडो होती है (300-400℃).
3. हवाई गति और जीवनकालइकाई उत्प्रेरक गैस प्रसंस्करण क्षमता और अपेक्षित सेवा जीवनउच्च अंतरिक्ष वेग उत्प्रेरक उपयोग को कम कर सकते हैं, लेकिन वे रूपांतरण दक्षता को प्रभावित कर सकते हैं. डिजाइन जीवन आम तौर पर है 2-4 साल, लेकिन वास्तविक जीवनकाल परिचालन स्थितियों से प्रभावित होता है.
4. यांत्रिक शक्तिघर्षण प्रतिरोध, सम्पीडक क्षमताउच्च तापमान और उच्च वायु प्रवाह के तहत उत्प्रेरक को चूर्णित होने और अवरुद्ध होने से रोकने के लिए. हनीकॉम्ब उत्प्रेरक में उच्च शक्ति और कम दबाव ड्रॉप होता है.
5. विरोधी विषाक्तका विरोध “विषैले पदार्थ” ग्रिप गैस मेंमुख्य सीमित कारक आर्सेनिक हैं, फास्फोरस, क्षार धातुएँ, और भारी धातुएँ, जो SCR उत्प्रेरकों को स्थायी रूप से निष्क्रिय कर सकता है; और सल्फर, हैलोजन, सिलिकॉन, और नेतृत्व, जो VOCs/CO उत्प्रेरकों को विषाक्त कर सकता है. अपशिष्ट गैस की संरचना के आधार पर एक प्रतिरोधी फॉर्मूलेशन का चयन किया जाना चाहिए.
6. लागतप्रारंभिक स्थापना लागत, पुनर्चक्रण/प्रतिस्थापन लागतकीमती धातु उत्प्रेरकों में उच्च गतिविधि होती है लेकिन लागत अधिक होती है; गैर-कीमती धातु उत्प्रेरक कम लागत वाले होते हैं, लेकिन उनकी गतिविधि/प्रतिरोध थोड़ा कमतर हो सकता है. एक व्यापक मूल्यांकन की आवश्यकता है.

2. उत्प्रेरक प्रक्रिया स्थितियों को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना आवश्यक है , और प्रकार के आधार पर उत्प्रेरक उत्सर्जन प्रणाली का निर्माण या सुधार करना, तापमान, प्रवाह दर, अपशिष्ट गैस का दबाव , और उत्सर्जन स्थल पर स्थितियाँ, साथ ही उत्प्रेरक के उपयोग की विधि का निर्धारण करना. उत्प्रेरक के संचालन के संबंध में, हम निम्नलिखित अनुशंसाएँ प्रदान करते हैं.

संदर्भ मार्गदर्शिकाविचार करने योग्य कारक और सावधानियां
उपयोग की शर्तें1. तापमान खिड़की : इसे उत्प्रेरक की सक्रिय तापमान सीमा के भीतर संचालित किया जाना चाहिए, सक्रियण तापमान से नीचे या सहनशीलता तापमान से ऊपर के तापमान से बचना.
2. साफ़-सफ़ाई : इनलेट निकास गैस को पर्याप्त पूर्व उपचार से गुजरना होगा (धूल हटाना, तेल धुंध हटाना, एसिड धुंध हटाना) शारीरिक रुकावट और रासायनिक विषाक्तता को रोकने के लिए.
3. अभिकारक अनुपात : उदाहरण के लिए, एससीआर को अमोनिया-नाइट्रोजन अनुपात के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है , और वीओसी ऑक्सीकरण के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन सामग्री सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है .
4. एकसमान प्रवाह क्षेत्र : रिएक्टर में प्रवेश करने वाले गैस प्रवाह और प्रतिक्रियाशील सांद्रता को समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए; अन्यथा, स्थानीय दक्षता कम होगी, समग्र प्रभाव को प्रभावित कर रहा है.
खुराक और प्रशासन1. भरने की विधि : सीलिंग सुनिश्चित करने और एयरफ्लो शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए मॉड्यूलर इंस्टॉलेशन.
2. वायु गति नियंत्रण : विस्तारित अवधि के लिए वास्तविक परिचालन वायु मात्रा डिज़ाइन मूल्य से अधिक नहीं होनी चाहिए.
3. मात्रा बनाने की विधि : डिज़ाइन अंतरिक्ष वेग द्वारा निर्धारित किया गया. उदाहरण के लिए, व्यवहार करना 100,000 Nm³/h ग्रिप गैस के डिज़ाइन स्पेस वेग के साथ 3000 h⁻¹, उत्प्रेरक की मात्रा लगभग है 33.3 घन मीटर.
सीमाएँ और प्रतिबंध1. जहर देना और निष्क्रिय करना : अधिकतम सीमा . गंधक, फास्फोरस, हैलोजन, हैवी मेटल्स, धूल की परत, वगैरह।, उत्प्रेरक गतिविधि में अपरिवर्तनीय या प्रतिवर्ती कमी हो सकती है.
2. तापमान संवेदनशीलता : उच्च तापमान वाले सिंटरिंग के कारण सक्रिय घटक एकत्रित हो सकते हैं और स्थायी रूप से निष्क्रिय हो सकते हैं; लंबे समय तक कम तापमान वाले संचालन से कम दक्षता और अमोनियम नमक रुकावट हो सकती है.
3. आवेदन का दायरा : प्रदूषकों की सांद्रता के लिए कुछ आवश्यकताएँ हैं. यदि एकाग्रता बहुत कम है, प्रतिक्रिया की प्रेरक शक्ति अपर्याप्त होगी. यदि एकाग्रता बहुत अधिक है, तापमान बहुत अधिक हो सकता है या प्रतिक्रिया अधूरी हो सकती है.
4. लागत : उच्च प्रदर्शन उत्प्रेरक, विशेष रूप से कीमती धातु उत्प्रेरक, उच्च प्रारंभिक निवेश और प्रतिस्थापन लागत है.
5. खतरनाक अपशिष्ट : निष्क्रिय उत्प्रेरकों को आमतौर पर खतरनाक अपशिष्ट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है और इन्हें एक योग्य संगठन द्वारा नियंत्रित किया जाना चाहिए, बाद में निपटान लागत वहन करना.

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