Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
і. очистка отходащих ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА СЕШ 7
1.1. Источники промышленных выбросоЕ, содержащих >0<> 7
1.2. Очистка газов от диоксида серы с применением гетерогенных катализаторов II
2. КАТАЛИЗАТОРЫ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ И МОНООКСИДА УГЛЕРОДА 17
2.1. Окисление сернистого ангидрида 17
2.2. Окисление монооксида углерода 23
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНЕСЕННЫХ ХРСМСКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТО РОВ (КИСЛЕНИЙ ДИОКСИДА СЕШ НИЗКИХ ПАРЦЙМШХ ДАВЛЕНИЙ.. 31
3.1. Выбор методов исследований катализаторов 31
3.1.1. Определение каталитической активности 31
3.1.2. Определение удельной поверхности и пористой структуры катализаторов 35
3.2. Влияние носителя на активность хромоксидного к ат ализатора 37
3.2.1. Выбор носителя 37
3.2.2. Характеристика алюмосксидных носителей 39
3.2.3. Исследование активности хромалюмооксидных катализаторов 41
3.3. Определение оптимальных технологических параметров синтеза хромалюмосксидного катализатора 48
3.4. Исследование термостойкости хромалюмосксидного к атализатора 55
3.5. Исследование физико-химических свойств и структуры хромалюмооксидных катализаторов 60
3.6. Термографические исследования 72
3.7. Обсуждение результатов 76
4. КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ НИЗКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ НА ХРШАЛШОСКСИДНШ КАТАЛИЗАТОРЕ 82
4.1. Методика эксперимента и расчёта кинетических показателей процесса 84
4.2. Исследование кинетических характеристик процесса 86
4.2.1. Предварительные исследования 86
4.2.2. Зависимость скорости реакции от концентраций кислорода 89
4.2.3. Зависимость скорости реакции от концентрации диоксида серы 92
4.3. Определение энергии активации реакции 96
4.4. Исследование адсорбции кислорода и диоксида серы на хромалюмосксидном катализаторе 98
4.5. Обсуждение результатов 100
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОВМЕСТНОГО ШОЛЕНИН СО И S0& НА ОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ 108
5.1. Методика эксперимента 109
5.2. Скисление монооксида углерода НО
5.3. Определение оптимального состава хромалюмо-оксидного катализатора ИЗ
5.4. Совместное окисление СО и ^0^ 118
5.5. Исследование влияния диоксида серы на реакцию окисления СО на хромалюмосксидном катализаторе 123
5.6. Обсуждение ре зультатов 129
6. ТЕХНИКО-ЭКОНаШЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ. РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИ РАБОТЫ 137
6.1. Расчёт себестоимости хромсксидного катализатора на у- М^Ов, 137
6.2. Экономическая эффективность использования хромалюмосксидного катализатора в системах каталитической очистки 139
6.3. Результаты испытаний хромалюмосксидного к атализатора 141
ВЫВ ОДЫ 144
ЛИТЕРАТУРА 146
П Р И Л 0 1 Е Н И Я 169
Введение к работе
Интенсивное развитие промышленности и транспорта во всём мире в последнее время остро ставит проблему защиты среды обитания человека от вредных отходов его же практической деятельности. Увеличение к оличества отходов производства привело к тому, что загрязняющие вещества, выбрасываемые в водную и воздушную среду множеством предприятий, уже не могут быть рассеяны и естественно обезврежены до такой степени, чтобы стать безвредными для человека и природы даже на больших расстояниях от источников загрязнения. К числу таких последствий стремительного роста индустрии, теплоэнергетики, транспорта относится возрастающее загрязнение атмосферного воздуха.
Одними из самых крупнотоннажных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, являются диоксид серы и моносксид углерода. Выбросы диоксида серы, помимо отрицательного экологического влияния, приводят к безвозвратным потерям ценного сырья для производства серной кислоты, потребность в которой постоянно растёт и превышает возможности промышленности. Ежегодный выброс $ 0ji в мире составляет 100-150 млн.тонн /1-3/, что эквивалентно 150-220 млн. тонн серной кислоты /3,4/. Основными источниками загрязнения воздушного пространства диоксидом серы являются предприятия теплоэнергетики, чёрной и цветной металлургии, химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Коммунистической партией и Советским правительством вопросам разумного использования природных ресурсов и защиты окружающей среды уделяется постоянное внимание. В нашей стране установлены самые жёсткие нормы предельно-допустимых концентраций вредных веществ. Требования защиты природы, ликвидации вредных выбросов возведены в ранг закона Конституцией Советского государства /6/.
В последнее время предложено много различных способов очистки газов от диоксида серы, однако, все они требуют значительных экономических затрат и не всегда достаточно эффективны. Возникшее положение определяется, прежде всего, технологическими трудностями обезвреживания низкоконцентрированных газов, которые составляют большинство всех выбросов диоксида серы. Сложность очистки слабых газов заключается в том, что обычно состав их сложен и разнообразен - помимо 5 0& в них встречаются такие компоненты как СО , С0& , N0X , углеводороды. Часто состав выбросных газов не постоянен во времени и зависит от режима работы основного оборудования. Поэтому не представляется возможным с помощью одного какого-либо метода одновременно избавиться от всех вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.
Одним из наиболее перспективных способов очистки высокотемпературных газов является каталитический. Преимущества этого способа становятся очевидными в случае обезвреживания многокомпонентных газов, содержащих оксиды серы, азота, углерода. Одновременная очистка от этих компонентов возможна при условии разработки полифункциональных катализаторов, способных окислять вредные примеси до высших оксидов с последующим их улавливанием.
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке и исследованию катализаторов на основе оксидов хрома для очистки высокотемпературных низксконцентрированных газов от диоксида серы и монооксида углерода.
Исследования выполнены на кафедре технологии неорганических веществ Новочеркасск ого политехнического института имени Серго Орджоникидзе.
