Введение к работе
Актуальность темы. Воздушные выбросы полиграфических предприятий (ПП), расположенных, как правило, непосредственно среди жилой застройки населённых пунктов, содержат разнообразные по химической природе токсичные вещества. Значительную долю вентвыбросов ПП, имеющих отделения припрессовки плёнки, составляет пар формальгликоля. Его концентрация в выбрасываемом воздухе в 150 раз превышает ПДК в воздухе населённых пунктов. Токсичность пара формальгликоля может усиливаться эффектом суммации и супераддитивным эффектом. Целесообразность применения каталитического метода очистки воздушных выбросов ПП от органических веществ была доказана в диссертациях Н.М.Иваницкого и И.В.Бурт. Однако до сих пор не проводились исследования каталитического глубокого окисления формальгликоля кислородом воздуха. Таким образом, разработка каталитического способа очистки от формальгликоля воздушных выбросов ПП представляет собой важную и актуальную научно-техническоую проблему.
Данная работа выполнена в соответствии с планом НИР МГУП (тема Г-18).
Цели и задачи работы. Для достижения цели данного исследования - разработки технологии каталитической очистки от формальгликоля воздушных выбросов ПП - необходимо было решить следующие задачи: изучить кинетику реакции глубокого окисленім формальгликоля; проанализировать влияние внешней и внутренней диффузии на кинетику процесса; исследовать адсорбционные свойства катализаторов в отношении веществ, участвующих в реакции; определить параметры технологического режима процесса и, обосновать исходные данные для проектирования каталитического реактора.
Научная новизна. Термокинетическим методом на неподвижном слое и в безградиентных реакторах с движущимся слоем катализатора впервые изучена кинетика реакции глубокого окисления формальгликоля на алюмоплатиновом и оксидном ачюмохроммедном катализаторах. Найдено, что избирательное окисление формальгликоля до С02 и НгО имеет место при степени превращения х>0,85. Установлено кинетическое уравнение и определены параметры температурных зависимостей кинетических констант. На активных компонентах катализаторов хроматографическим методом исследована адсорбция формальгликоля, бутанола и некоторых других веществ. На основании кинетиче-
ских и адсорбционных данных предложен механизм реакции глубокого окисления формальгликоля.
Практическая ценность работы. Рассмотрена технология образования содержащих формальгликоль вентвыбросов отделений припрессовки плёнки. На основании результатов проведённых исследований сформулированы технологические рекомендации для проектирования каталитического реактора глубокого окисления формальгликоля системы очистки воздушных выбросов ПП. Эти рекомендации включают: данные по катализатору; обоснование выбора степени превращения в интервале 0,9...0,995; данные по составу воздушных выбросов и объёмной скорости; методику определения значений обобщённых и геометрических характеристик слоя катализатора; значения температуры и давления в реакторе. Результаты исследований внедрены в НИР МГУП и учебный процесс (лекции по курсу «Очистка вентвыбросов ПП», дипломное проектирование).
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на 37-й научно-технической конференции МГУП (Москва, 1997); II и Ш Международных научных конференциях отделения «Информационные технологии в печати» МАИ (Москва, 1995 и 1996).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ (10 научных статей и тезисы 3 докладов на конференциях).
Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, списка использованной литературы (288 источников) и приложений. Работа изложена на 136 страницах и включает 37 рисунков и 24 таблицы.
Положения, выносимые на защиту:
-
Кинетическое уравнение реакции глубокого окисления формальгликоля кислородом воздуха в присутствии водяного пара на алюмоплатиновом и оксидном алюмохроммедном катализаторах.
-
Критерии внутренне- и внешне-диффузионного торможения процесса глубокого окисления формальгликоля.
-
Адсорбционные характеристики катализаторов в отношении веществ - участников реакции глубокого окисления формальгликоля и предстваления о механизме реакции.
-
Технологические рекомендации для проектирования каталитического реактора глубокого окисления формальгликоля системы очистки воздушных выбросов отделений припрессовки плёнки ПП.
