Недостаток многих процессов каталитической очистки — образование новых веществ, которые подлежат удалению из газа другими методами (абсорбция, адсорбция), что усложняет установку и снижает общий экономический эффект.
Так, например, с целью утилизации диоксида углерода, выбрасываемого промышленностью применяют метод каталитического гидрирования СО2 с образованием метанола и формальдегида:
3 Н2 + СО2 → СН3ОН + Н2О
2 Н2 + СО2 → СН2О + Н2О Существенного сокращения выбросов в окружающую среду оксида азота и монооксида углерода также может быть произведено каталитическим методом, наиболее целесообразно проводить в две стадии.
На первом этапе низкотемпературной реакции (около 400 ºС) на катализаторе производится восстановление оксида азота монооксидом углерода, содержащихся в составе дымовых газов, при этом монооксид углерода окисяется до диоксида и происходит восстановление монооксида азота до свободного азота:
2NO + 2СО = 2СО2 + N2,
а на втором этапе высокотемпературной реакции дожигания избыток монооксида окисляется кислородом воздуха до двуокиси углерода:
2СО + О2 = 2СО2
Для выполнения данного двухстадийного термокаталитического процесса металлическая насадка может быть установлена на выходе продуктов сгорания либо от каждой горелки, либо централизовано в дымоходе печи или котла.
Степень очистки дымовых газов каталитическими методами от вредных компонентов СО2, СО и NO может быть достигнута до 90−95%.
Представленные примеры каталитического обезвреживания дымовых газов от окислов азота и углерода являются одним из решений актуальной задачи утилизации отходов, выгодной как с экологической, так и экономической точек зрения.
Заключение
Для полноценной очистки газовых выбросов целесообразны комбинированные методы, в которых применяется оптимальное для каждого конкретного случая сочетание грубой, средней и тонкой очистки газов и паров.
Каталитическое окисление в стационарном режиме протекает при более низких температурах, чем воспламенение органических веществ, что повышает безопасность очистки. Каталитическое дожигание органических веществ и оксида углерода является одним из наиболее перспективных методов газоочистки, так как дает возможность перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей, добиваться высоких степеней очистки, вести процесс непрерывно, избегать в большинстве случаев образования вторичных загрязнителей.
Основные преимущества каталитического способа сжигания по сравнению с ближайшим аналогом (термическим): высокая эффективность, экономичность и отсутствие вредных побочных явлений. В последние годы потребность в катализаторах для охраны окружающей среды за рубежом возрастает быстрыми темпами. Установки каталитической очистки газов широко используются для различных отраслей промышленности, в то время как на территории СНГ насчитывается несколько десятков работающих установок каталитической очистки газов, в основном зарубежного производства.
В современных установках каталитического доожига применяются блочные катализаторы на основе высокопроницаемых носителей.
Список использованных источников
Родионов А. И., Клушин В. Н., Систер В. Г. Технологические процессы экологической безопасности. — Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. — 800 с.
Гордон Г. М., Пейсахов И. Л. Пылеулавливание и очист-ка газов. — Л.: Металлургия, 2-е изд., 1968. — 499 с.
Анциферов В.Н., Калашникова М. Ю., Макаров А. М. Блочные ячеистые катализаторы для нейтрализации выхлопных газов. // Экология и промышленность России. — М., 1997, № 6, С. 17−20.
Сокольский Д.В., Попова Н. М. Каталитическая очистка газов. — Алма-Ата: Наука, 1970. — 26 с.
