Каталізатори серії Minslite для видалення озону/CO/ЛОС
Звідки береться забруднення вихлопними газами і які типи бувають?
| Види забруднюючих речовин | Сектори промисловості джерел | Переробне обладнання та технологія | Цілі та функції каталізаторів |
| чадний газ | Хімічна промисловість, сталеливарна промисловість, автомобільний вихлоп, мазутні котли | Піч каталітичного окислення CO, автомобільний трикомпонентний каталітичний нейтралізатор | Каталізують окислення CO до CO₂ при низьких температурах. |
| Загальна кількість метанових/неметанових вуглеводнів | Видобуток природного газу, утилізація біогазу, вентиляція вугільної шахти | Каталітичний пальник, RTO/RCO | Каталітичне спалювання метану низької концентрації забезпечує рекуперацію енергії або дотримання стандартів викидів. |
| Оксиди азоту | Електрика, сталь, цемент, скло, хімічні речовини, суднобудування, дизельні транспортні засоби | Система денітрифікації SCR, SCR дизельного двигуна доочищення, каталітичний розпад | При більш низьких температурах, каталітичний відновник (NH3/сечовина) реагує з NOx, утворюючи N₂ і H₂O. |
| Туман сірчаної кислоти/органічна сірка | Хімічна промисловість, промисловість літієвих батарей, нафтохімічна промисловість | Каталітична абсорбція окислення | Органічна сірка (такі як тіоли) каталітично окислюється до SO₂, який потім поглинається лужним розчином. |
| Летючі органічні сполуки | Нафтохімічний, хімічний, покриття, друк, електроніка, фармацевтичний | Блок каталітичного згоряння, блок регенеративного каталітичного спалювання, установка каталітичного окислення | При температурах, значно нижчих за температуру прямого горіння, каталітичні ЛОС повністю окислюються до CO₂ і H₂O. |
| діоксини | Спалювання сміття, спікання сталі, спалювання небезпечних відходів | Каталітична система фільтрації, низькотемпературна каталітична система SCR | Каталітичне розкладання молекул діоксину при більш низьких температурах. |
| озон | Очищення повітря в приміщенні, кабіни літаків, специфічні промислові процеси | Пристрій для каталітичного розкладання озону | Каталізатори розкладають озон на кисень при кімнатній температурі. |
Чому відбувається каталітичне горіння і розчин каталізатора?
В основному ми обговорюємо викиди та очищення відпрацьованих газів, що забруднюють промислову діяльність , більшість з яких є по суті хімічною енергією . Найретельніший спосіб зробити їх нешкідливими — окислити та розкласти на CO₂ і H₂O . В даний час, основними методами очищення є каталітичне спалювання, високотемпературне спалювання, і фізична адсорбція, з каталітичним спалюванням, що забезпечує найкращу продуктивність і економічну ефективність.
Принцип каталітичного процесу
Каталізатори в основному використовуються для видалення газоподібних забруднюючих речовин за допомогою хімічних реакцій, з різними каталітичними реакторами, які є основним обладнанням. Типовий процес лікування: попередня обробка (видалення пилу, охолодження, тощо) → каталітичний реактор → подальше очищення (такі як десульфурація, осушення) або пряма емісія. Як основний блок хімічної реакції в процесі очищення , Ключова роль каталізатора полягає в тому, щоб “зменшити енергію активації реакції та змінити шлях реакції . “
Знизити температуру реакції: дозволяють реакції протікати ефективно при температурах, значно нижчих за необхідні для теплових реакцій. Наприклад, для прямого спалювання ЛОС потрібні температури вище 800 ℃, тоді як каталітичне спалювання вимагає лише 300-500 ℃; відновлення NOx NH3 вимагає температур вище 900 ℃ без каталізатора, але лише 300-400 ℃ з каталізатором (SCR).
Підвищення швидкості реакції та ефективності: При тій же температурі, швидкість реакції значно прискорюється, дозволяючи забруднювачам досягти надзвичайно високих показників видалення (>90%, або навіть >99%) протягом дуже короткого часу перебування в газі.
Енергозбереження та зменшення споживання: За рахунок значного зниження температури реакції, можна значно скоротити витрату палива, або можна досягти економічного очищення відпрацьованого газу з низькою концентрацією.
Як вибрати каталізатори та конструктивні рішення
Вибір каталізатора – це складний системний інженерний проект, який вимагає індивідуальних рішень на основі конкретних умов експлуатації та повного врахування таких факторів, як саме забруднення та умови процесу.
1. Повний аналіз складу відпрацьованих газів є основною передумовою для вибору , вимагає всебічного розуміння типу компонента, реактивність, концентрація, швидкість потоку, і тиск цільового газу, а також потенційно токсичні речовини .
| Розглянемо ключові моменти | Вимоги до характеристик каталізатора | Приклад опису |
| 1. Вибірковість | Вибірковість цільової реакції | Каталізатори SCR вимагають високої селективності, щоб запобігти окисленню NH3. Деякі каталізатори окислення ЛОС повинні уникати утворення діоксинів або NOx. |
| 2. Вікно активності та температури | Температура активації, оптимальна температура, і стійкість до високих температур | Каталіз ЛОС: Каталізатори з благородних металів мають низькі температури активації (~200 ℃), в той час як металооксидні каталізатори мають вищі температури активації (~300 ℃). Каталізатори SCR мають суворе температурне вікно (300-400℃). |
| 3. Швидкість і термін служби | Потужність переробки газу каталізатора установки та очікуваний термін служби | Високі космічні швидкості можуть зменшити використання каталізатора, але вони можуть впливати на ефективність перетворення. Проектний термін служби типовий 2-4 років, але фактичний термін служби залежить від умов експлуатації. |
| 4. Механічна міцність | Стійкість до стирання, міцність на стиск | Щоб запобігти розпилюванню та засміченню каталізатора під дією високої температури та сильного потоку повітря. Стільниковий каталізатор має високу міцність і низький перепад тиску. |
| 5. Антитоксичний | Стійкість до “токсичні речовини” в димовому газі | Основними лімітуючими факторами є миш'як, фосфор, лужні метали, і важкі метали, які можуть назавжди деактивувати каталізатори SCR; і сірка, галогени, кремній, і привести, які можуть отруїти каталізатори ЛОС/СО. Стійкий склад повинен бути обраний на основі складу відпрацьованого газу. |
| 6. Вартість | Початкова вартість установки, вартість переробки/заміни | Каталізатори з дорогоцінних металів мають високу активність, але високу вартість; каталізатори з недорогоцінних металів мають низьку вартість, але їх активність/резистентність може бути трохи нижчою. Потрібна комплексна оцінка. |
2. Необхідно чітко визначити умови каталітичного процесу , і побудувати або вдосконалити систему каталітичної емісії залежно від типу, температура, швидкість потоку, тиск відпрацьованого газу , та умови на місці викиду, а також визначити спосіб використання каталізатора. Щодо роботи каталізатора, пропонуємо наступні рекомендації.
| Довідковий посібник | Фактори, які слід враховувати, і запобіжні заходи |
| Умови використання | 1. Температурне вікно : Він повинен працювати в діапазоні активних температур каталізатора, уникнення температур нижче температури активації або вище допустимої температури. |
| 2. Чистота : Вхідні вихлопні гази повинні пройти достатню попередню обробку (видалення пилу, видалення масляного туману, видалення кислотного туману) для запобігання фізичного блокування та хімічного отруєння. | |
| 3. Співвідношення реагентів : Наприклад, SCR вимагає точного контролю співвідношення аміак-азот , і окислення ЛОС вимагає забезпечення достатнього вмісту кисню . | |
| 4. Рівномірне поле течії : Потік газу та концентрація реагентів, що надходять у реактор, повинні бути рівномірно розподілені; інакше, локальна ефективність буде низькою, впливають на загальний ефект. | |
| Спосіб застосування та дози | 1. Спосіб заповнення : Модульна установка для забезпечення герметичності та запобігання короткому замиканню потоку повітря. |
| 2. Контроль швидкості повітря : Фактичний робочий об’єм повітря не повинен значно перевищувати проектне значення протягом тривалого періоду. | |
| 3. Дозування : Визначається проектною просторовою швидкістю. Наприклад, лікувати 100,000 Нм³/год димового газу з розрахунковою просторовою швидкістю 3000 h⁻¹, об'єм каталізатора становить приблизно 33.3 м³. | |
| Обмеження та обмеження | 1. Отруєння та дезактивація : Максимальне обмеження . Сірка, фосфор, галогени, важкі метали, пилозахисний чохол, тощо, може викликати необоротне або оборотне зниження активності каталізатора. |
| 2. Температурна чутливість : Високотемпературне спікання може призвести до агломерації активних компонентів і остаточної деактивації; тривала робота при низьких температурах може призвести до низької ефективності та засмічення амонійними солями. | |
| 3. Сфера застосування : Існують певні вимоги до концентрації забруднюючих речовин. Якщо концентрація занадто низька, рушійна сила реакції буде недостатньою. Якщо концентрація занадто висока, температура може бути занадто високою або реакція може бути неповною. | |
| 4. Вартість : Високоефективні каталізатори, особливо каталізатори з дорогоцінних металів, мають високі початкові інвестиції та витрати на заміну. | |
| 5. Небезпечні відходи : Дезактивовані каталізатори зазвичай класифікуються як небезпечні відходи, і з ними повинна поводитися кваліфікована організація, нести подальші витрати на утилізацію. |
WeChat
Відскануйте QR-код за допомогою WeChat