Таҳлили механизми заҳролудшавии катализаторҳои оксиди карбон

Заҳролудшавӣ аз катализатори оксиди карбон: Моддаҳои хатарноктарине, ки бояд онҳоро тамошо кунанд

Заҳролудшавӣ аз катализатори оксиди карбон одатан бо як омил ба вуҷуд намеояд, балки натиҷаи якҷояи фарогирии ифлоскунандаҳо мебошад, агломератсия дар ҳарорати баланд, тағирёбии намӣ, ва равандҳои нооромиҳо. Дар шароити саноатй, сулфиди гидроген, SO₂, органикии хлордор, силоксанҳо, фосфидхо, ва буғҳои металлҳои вазнин моддаҳое мебошанд, ки бештар эҳтиётро талаб мекунанд, зеро онҳо метавонанд ба ғайрифаъолшавии катализатори CO оварда расонанд. Дар байни инхо, сульфидҳо ва ифлоскунандаҳои галогенӣ ба ҷойҳои фаъол зарари бештар мерасонанд, аксар вақт ба заҳролудшавии бебозгашт оварда мерасонад. Буғи об ва баъзе VOCҳо майл доранд, ки монеаи баръаксро ба вуҷуд оранд, аммо кори дарозмуддат дар зери намии баланд низ метавонад таназзули сохтори дастгириро суръат бахшад. Аксарияти мушкилоти мӯҳлати катализатор аз худи мавод ба вуҷуд намеояд, аммо бо мушкилоти системавӣ, ба монанди табобати нокифоя, ҳарорати аз ҳад зиёди раванд, суръати аз ҳад зиёди газ дар як соат кайҳон (GHSV), ё тағйирёбандаи бори ифлоскунанда.

Тафовут дар байни заҳролудшавии катализатори оксиди карбон ва ғайрифаъолкунии умумӣ

Дар системаҳои коркарди партовҳои саноатӣ, “ғайрифаъолшавии катализатор” якхела нест “заҳролудшавии катализатор.”

Хомӯш кардани катализатор мафҳуми васеътар аст, аз чумла:

1. Аз даст додани сайтҳои фаъол
2. Кам шудани майдони мушаххаси рӯизаминӣ
3. Фурӯпошии сохтори сӯрохиҳо
4. Синтеризатсия дар ҳарорати баланд
5. Фарсудашавии механикӣ
6. баста шудани чанг

Заҳролудшавӣ аз катализатор, аз тарафи дигар, маъмулан ба як навъи мушаххаси моддаҳои кимиёвӣ, ки ба он адсорб мешавад, дахл дорад, пӯшонидани, ё реаксия бо ҷузъи фаъол, ба ин васила макони реаксияи каталитикиро бозмедорад.

Барои намуна:

• Адсорбсияи буғи об монеаи баръакс аст
• Сулфидҳое, ки сулфатҳоро ташкил медиҳанд, заҳролудшавии кимиёвӣ мебошад
• Хлоридҳо, ки металли фаъолро занг мезананд, вайроншавии бебозгашт аст

Бинобар ин, ҳангоми ташхиси сабаби ғайрифаъолшавии катализатори CO, факат ба паст шудани суръати конвертация такья кардан кифоя нест. Таҳлили ҳамаҷониба бо назардошти тағирот дар шароити корӣ, паст шудани фишор, равзанаи ҳарорат, ва таркиби ифлоскунанда муҳим аст.

Кадом моддаҳо эҳтимолан заҳролудшавии катализатори СО-ро ба вуҷуд оранд

Ифлоскунандаҳои гуногун ба катализаторҳо дараҷаҳои хеле гуногун доранд.

Дар ҷадвали зер муқоисаи шиддатнокии таъсири ифлоскунандаҳои маъмули саноатӣ ба катализаторҳои оксиди карбон нишон дода шудааст..

Аз нуқтаи назари муҳандисӣ, ғайрифаъолшавии катализатор дар натиҷаи сулфид манбаи маъмултарин ва душвортарин барқароршавии заҳролудшавии катализатори CO боқӣ мемонад.

Чаро сулфидҳо боиси ғайрифаъолшавии босуръати катализатор мешаванд

Таъсири сулфидҳо ба реаксияҳои оксидшавии каталитикӣ хусусияти хос дорад “адсорбсияи афзалиятнок.”

Вакте ки дар таркиби гази ихрочшуда моддахои зерин мавчуданд, ҳатто дар консентратсияи паст 1-5 саҳм, онҳо метавонанд оҳиста-оҳиста сайтҳои фаъолро фаро гиранд:

• H₂S
• SO₂
• COS
• Сульфидҳои органикӣ

Дар доираи ҳарорати 150-300 ° C, сулфур ба осонӣ сулфатҳои устувор ё сульфидҳои металлиро бо металлҳои фаъол ба вуҷуд меорад, оварда мерасонад:

1. Вайрон кардани сикли редокс
2. Коҳиши ҳаракати оксигени рӯизаминӣ
3. Камшавии самаранокии адсорбсияи CO

Барои баъзе катализаторҳои оксиди металлӣ пайваста ба таъсири а 10 ppm муҳити SO₂ барои 100-300 соат, Сатҳи табдили CO метавонад коҳиш ёбад 30%-70%.

Масъалаи ҷиддӣ ин аст, ки заҳролудшавии сулфур аксар вақт таъсири ҷамъоваранда дорад. Ҳатто агар консентратсияи моддаҳои ифлоскунанда зиёд набошад, амалиёти дарозмуддат метавонад ба зарари бебозгашт оварда расонад.

Таъсири галогенҳо ва газҳои ихроҷи хлордор ба катализаторҳо

Газҳои хлордор одатан назар ба VOC-ҳои маъмулӣ хатарноктаранд.

Сарчашмаҳои умумӣ дохил мешаванд:

1. Гази думи сӯзондан
2. Буғ шудани ҳалкунандаҳои хлордор
3. Равандҳои марбут ба PVC
4. Пардохти тозакунии нимноқил

HCl ва Cl₂ на танҳо сайтҳои фаъолро фаро мегиранд, балки метавонанд сохтори кристаллии ҷузъҳои фаъолро мустақиман тағйир диҳанд..

Дар баъзе системаҳои металлӣ, хлор метавонад ба он оварда расонад:

• Агломератсияи металлӣ
• Муҳоҷирати ҷузъҳои фаъол
• Тағйирёбии кислотаҳо/асосии рӯи замин
• Паст шудани фаъолият дар ҳарорати паст

Вақте ки ҳарорати система аз 300°C зиёд мешавад, ин таъсир боз ҳам шадидтар мешавад.

Дар баъзе шароити процесси хлордор, ҳатто консентратсияи поён 20 ppm метавонад ба таври назаррас кӯтоҳ карда шавад умри катализатори оксиди карбон.

Чаро муҳитҳои намии баланд хомӯш кардани катализатори CO-ро метезонанд

Масъалаҳои намӣ дар бисёр сайтҳои муҳандисӣ ба осонӣ нодида гирифта мешаванд. Дар асл, буғи об ба катализаторҳои CO таъсири хеле назаррас дорад.

Ин махсусан дар шароити зерин дуруст аст:

• Рутубати нисбӣ > 70%
• Тағйирёбии зуд-зуд дар нуқтаи шабнам гази дуд
• Система зуд-зуд оғоз ва қатъ мешавад
• Амалиёт дар ҳарорати паст

Молекулаҳои об бо CO барои сайтҳои адсорбсияи фаъол рақобат мекунанд. Ин рақобат махсусан дар ҳарорати паст зоҳир мешавад.

Баъзе катализаторҳо метавонанд суръати табдили CO-ро дар боло ба даст оранд 95% дар шароити хушк, вале вакте ки намнокй зиёд мешавад 15 ҳаҷ%, суръати табдил метавонад ба паст 70%-80%.

Илова бар ин, намии баланд боиси он мегардад:

1. Гидротермалии пиршавии дастгирӣ
2. Фурӯпошии сохтори сӯрохиҳо
3. Муҳоҷирати металлӣ
4. Ноустувории бастабандӣ

Чаро заҳролудшавии силоксан ва фосфидро баргардонидан душвор аст

Заҳролудшавии силоксан дорои хусусиятҳои баръало бебозгашт аст.

Дар шароити оксидшавии каталитикй, силоксанҳо тадриҷан оксид шуда, ба вуҷуд меоянд:

• SiO₂
• Қабатҳои силикатӣ

Ин конҳо сӯрохиҳои сатҳи катализаторро доимӣ мепӯшонанд. Мушкилот на танҳо кам шудани фаъолият аст, балки танкидтар:

1. Кам шудани майдони мушаххаси рӯизаминӣ
2. Монеаи паҳншавии газ
3. бастани сӯрохиҳо

Ҳатто регенератсияи ҳарорати баланд аксар вақт наметавонад онро пурра барқарор кунад.

Мушкилоти фосфидҳо низ ҳамин тавр аст. Фосфор ба осонӣ фосфатҳои устуворро бо оксидҳои металлӣ ташкил медиҳад, ба таври назаррас кам кардани фаъолияти реаксияҳои оксидшавӣ.

Ба бастани чанг ва агломератсия дар ҳарорати баланд аксар вақт нодида гирифта мешавад

Бастани чанг

Вақте ки консентратсияи чанг зиёд мешавад 10-20 мг/м3, амалиёти дарозмуддат метавонад ба осонӣ боиси:

• бастани сӯрохиҳо
• Афзоиши пастшавии фишор
• Тақсимоти сусти ҷараёни газ

Дар баъзе системахо, ҳатто агар худи катализатор фаъол бошад ҳам, Қурбҳои умумии табдилдиҳӣ аз сабаби басташавии маҳаллӣ метавонад ба таври назаррас коҳиш ёбад.

Синтеризатсияи ҳарорати баланд

Аксарияти катализаторҳои CO дорои равзанаи ҳарорати мӯътадил мебошанд.

Амалиёти дарозмуддат дар ҳарорати аз ҳад зиёд метавонад боиси:

1. Агломератсияи заррачаҳои фаъол
2. Кам шудани майдони мушаххаси рӯизаминӣ
3. Афзоиши ғалла

Барои баъзе маводҳо, пас аз садҳо соати кори муттасил болотар аз 450°С, фаъолият метавонад бебозгашт гардад.

Дастгирии гуногун фарқияти назаррасро дар муқовимати заҳролудшавӣ нишон медиҳанд

Дастгирӣ на танҳо ба паҳншавӣ таъсир мерасонад, балки ба муқовимати заҳролудшавӣ низ таъсир мерасонад.

Дастгирии умумӣ дар бар мегирад:

• Глинозем
• Силикат
• Кордиерит
• Зеолитҳо (Элакҳои молекулавӣ)
• Оксидҳои комплексии замини нодир

Дар муҳандисии амалӣ, интихоби дастгирӣ бояд ба шароити кор мувофиқат кунад. Агар профили ифлоскунанда мураккаб бошад, танҳо зиёд кардани мундариҷаи ҷузъҳои фаъол аксар вақт барои ҳалли мушкилоти умр кофӣ нест.

Шароитҳои маъмулии раванд, ки мӯҳлати ҳаёти катализаторро дар муҳити саноатӣ кӯтоҳ мекунанд

Оё барқарорсозии катализаторҳои оксиди карбон имконпазир аст??

Ҳолатҳои қисман барқароршаванда

Ба инхо дохил мешаванд:

• Адсорбсияи рақобатии буғи об
• Ҷойгиршавии сабуки карбон (кокскунй)
• Фарогирии баъзе пайвастагиҳои органикӣ

Одатан, фаъолияти қисман метавонад тавассути тоза кардани ҳавои гарм барқарор карда шавад, оксидшавии ҳарорати баланд, ва кор дар GHSV пасттар.

Ҳолатҳое, ки барқароршавӣ душвор аст

Ба инхо дохил мешаванд:

• Ташаккули сулфат
• Коррозияи хлорид
• Ҷойгиршавии кремний
• Ифлосшавии металлҳои вазнин
• Синтеризатсия дар ҳарорати баланд

Инҳо зарари сохториро ифода мекунанд. Ҳатто агар суръати конвертатсия муваққатан барқарор карда шавад, умри катализатор одатан хеле кутох мешавад.

Чӣ тавр кам кардани хатари заҳролудшавии катализатор дар газҳои ихроҷи саноатӣ

Пеш аз табобат

Ин дар бар мегирад:

• Десулфуризатсия
• Дехлоризатсия
• тоза кардани чанг
• Хомӯш кардан
• Наму тозакунии конденсат

Ин усули мустақимтарин барои коҳиш додани хатари ғайрифаъолшавии катализатори CO мебошад.

Назорати GHSV ва равзанаи ҳарорат

GHSV барои аксари катализаторҳои CO маъмулан аз 5,000 ба 30,000 h⁻¹. Суръати аз њад зиёд баланди фазо боиси нокифоя будани ваќти тамос мегардад. Ҳамзамон, аз кори дуру дароз аз харорати тавсияшуда пешгирй кардан лозим аст.

Кам кардани тағирёбии равандҳо

Оғози зуд-зуд/қатъҳо ва тағироти ногаҳонии консентратсия метавонад мӯҳлати умрро ба таври назаррас кӯтоҳ кунад. Аз консентратсияи баланди муваққатӣ хатарноктар ин кори дарозмуддат дар шароити тағйирёбанда мебошад.

Механизмхои назорати моддахои ифлоскунанда барпо карда шаванд

Дар амалиёти воқеӣ, муносибати оқилонатар мониторинги доимии SO₂ мебошад, тағйирёбии намӣ, тағирёбии коҳиши фишор, ва консентратсияи моддаҳои заррача барои барвақт ошкор кардани аномалияҳо.

Чаро бисёр масъалаҳои ҳаёти катализатори CO асосан мушкилоти системавӣ мебошанд

Дар шароити саноатй, катализатор танҳо як қисми системаи умумии коркарди ихроҷ аст.

Бисёре аз лоиҳаҳо иштибоҳан боварӣ доранд, ки гузариш ба катализатори фаъол метавонад мушкилоти умри худро ҳал кунад. Аммо, воқеият аксар вақт дар бар мегирад:

• Ифлоскунандаҳои пештара коркарднашуда
• Назорати номутаносибии ҳарорат
• GHSV тарҳи аз ҳад баланд
• Тақсимоти нобаробари газҳои дуд
• Сатҳи намии доимии аз ҳад зиёд

Агар ин масъалахо хал нашаванд, ҳатто иваз кардани катализатор бо катализатори нав метавонад боиси зуд аз нав ғайрифаъол шудан гардад. Бинобар ин, заҳролудшавии катализатор аз оксиди карбон на танҳо мушкилоти моддӣ аст, балки натичаи якчояи системаи процесс, идоракунии оперативӣ, ва назорати шароити раванд.