Введение к работе
Актуальность темы. Полиграфическая промышленность выделяет отдельно небольшое количество вредных Еыбросов по сравнению, ример, с химической промышленностью. Однако, учитывая, что за-зняющие вещества, находящиеся в выбросах полиграфических пред-ятий (ПП), весьма токсичны, разнообразны по своей химической роде, а также принимая во внимание тот факт, что типографии, правило, расположены в черте городов (нередко в непосредствен-близости от жилых домов), - следует признать, что очистка вызов этих предприятий является важной задачей. Значительную до-вентвыбросов ІШ, имеющих участки лакирования оттисков, состав-т пар этанола. Его концентрация в выбрасываемом воздухе в сот-раз превышает ЦЦК в воздухе населённых пунктов. Токсичность а этанола усиливается эффектом суммации и супераддитивным эф-том. В настоящее время не подвергается сомнению актуальность работки способов очистки воздушных выбросов от вредных веществ, тношении спиртов это было убедительно доказано ещё в диссерта-Н.М. Иваницкого (1979 г.), в которой была дана расчётно- тео-ическая оценка перспективности ряда методов очистки и на осно-ии данных, относящихся к другим отраслям, был сделан вывод о есообразности использования каталитического метода. Однако до пор не проводились исследования каталитического глубокого сления органических веществ, содержащих кислород, применитель-к конкретным условиям очистки вентвыбросов ПП. В последние годы на кафедре химии и материаловедения МГУП осу-ствляется широкая программа таких исследований. Данная работа, олненная в соответствии с планом НИР МГУП (тема Г-І8), заверша-первый этап этих исследований. Помимо уже указанных причин вы-в качестве объекта исследования этанола был обусловлен также , что это одно из самых трудноокисляемых веществ и, следователь-этанол является хорошим модельным соединением, поскольку в овиях его глубокого окисления долины обезвреживаться и многие гие органические вещества. Таким образом, разработка каталити-кого способа очистки от этанола воздушных выбросов ПП предстает собой важную и актуальную научно-техническую проблему. Цели и задачи работы. Для достижения цели данного исследования азработки технологии каталитической очистки от этанола воздуш-выбросов ПП - необходимо было решить следующие задачи: обосно-ь выбор катализаторов и исследовать кинетику реакции глубокого
окисления этанола; определить обобщённые характеристики слоя ка< лизатора; проанализировать влияние внешней и внутренней диффузи: на кинетику'процесса; определить параметры технологического реж: jvia процесса и обосновать исходные данные для проектирования кат, литических реакторов.
Научная новизна. Определены обобщённые характеристики слоя к; тализаторов на основе y-AIgOg - порозность и удельная поверхнос Установлены критерии внутренне- и внешне-диффузионного торможені процесса глубокого окисления этанола на алюмоплатиновом и алюмо-хроммедном катализаторах. Впервые кинетика реакции глубокого окі ления этанола изучена в безградиентном проточном реакторе с виб] ожиженным слоем катализатора. Найдено, что избирательное окисление до СОр имеет место при условии, что степень превращения зтаї ла х >U,9. Установлено кинетическое уравнение и определены парі метры температурных зависимостей кинетических констант. Экспериментально найдена зависимость коэффициента сопротивления от пор< ности слоя и числа Рейнольдса и выведено уравнение, связывающее обобщённые и геометрические характеристики слоя.
Практическая ценность работы. Рассмотрена технология образов; ния содержащих этанол вентвыбросов участков лакирования оттискої На основании проведенных экспериментальных и расчётно-теоретичес ких исследований сформулированы технологические рекомендации дл? проектирования каталитического реактора глубокого окисления зтаї-ла системы очистки воздушных выбросов ПП. Эти рекомендации вклю>-ют данные по катализаторам с детальной характеристикой их параме ров; обоснование выбора степени превращения в интервале 0,9... 0,999; данные по объёмной скорости и составу вентвыбросов; метод: ку определения оптимальных значений обобщённых и геометрических характеристик слоя катализатора; значения температуры и давления в реакторе. Результаты исследований внедрены в НИР МГУП и учебнь: процесс (лекции по курсу "Очистка вентвыбросов ПП", дипломное пр ектирование).
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуж дены на 35-й и 36-й научно-технических конференциях МГАП (Москва 1994 и 1993 гг); I, II и III Международных научных конференциях отделения"йнформационные технологии в печати" МАИ (Москва, 1994, I9S5 и 1996 гг).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатны работ (10 научных статей и тезисы 6 докладов на конференциях).
Объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов, списка использованной литературы (288 источников) и прило-кений. Работа изложена на 134 страницах и включает 30 рисунков и 20 таблиц.
Положения, выносимые на защиту:
-
Обобщённые характеристики слоя (порозность и удельная поверхность) катализаторов и критерии внутренне- и внешне-диффузи-энного торможения процесса глубокого окисления этанола.
-
Кинетическое уравнение реакции глубокого окисления этанола шслородом воздуха в присутствии водяного пара на алюмоплатиновом і алюмохроммедном катализаторах.
-
Зависимость коэффициента сопротивления от порозности слоя катализатора и числа Рейнольдса и уравнение, связывающее обобщён-ше и геометрические характеристики слоя.
4. Технологические рекомендации для проектирования каталитического реактора глубокого окисления этанола системы очистки воз-г/шных выбросов участков лакирования оттисков ПП.
