Каталитический метод очистки отходящих газов - Курсовая работа

Загрязнения в атмосферу поступают из источников непрерывно или периодически, залпами или мгновенно. С отходящими газами в атмосферу поступают твердые, жидкие, паро-и газообразные неорганические и органические вещества, поэтому по агрегатному состоянию загрязнения подразделяют на твердые, жидкие, газообразные и смешанные. Туманы состоят из капелек жидкости размером 0,3-5 мкм и образуются в результате конденсации паров или при распылении жидкости в газе. Организованный промышленный выброс - это выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды, трубы, а неорганизованным выбросом называют промышленный выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворенной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки и хранения продукта. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью (осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости).Катализаторы должны обладать следующими свойствами: 1)активностью и селективностью к извлекаемому компоненту; Обычно катализатор представляет собой смесь нескольких веществ (контактная масса): каталитически активного вещества, активатора и носителя. Основные материалы, используемые в качестве каталитически активных веществ, применяемых при очистке газов: платиновые металлы, палладий, рутений, родий, сплавы, содержащие никель, хром, медь, цинк, ванадий. При этом сами активаторы обычно не обладают каталитическими свойствами, но способны усиливать действие каталитически активных веществ. Например, катализатор - платина или другой благородный металл - вместе с активаторами наносят на стружку из никелевого сплава.По способу взаимодействия газов с катализатором аппараты подразделяются на 3 группы: 1)Каталитические реакторы с фильтрующим слоем катализатора. К аппаратам с фильтрующим слоем относятся емкостные, трубчатые и полочные аппараты, принцип действия которых основан на фильтрации газа через слой неподвижного катализатора, которые представлены на рисунке 1. Причем катализатор может находиться в виде металлических сеток, натянутых по ходу движения газа, трубчатых контактных аппаратов или в виде твердых тел различной формы, располагаемых на перфорированных решетках. Это позволяет вести процесс при оптимальном температурном режиме на каждой полке.[11] а - контактный аппарат с катализатором в виде сеток; б-трубчатый контактный аппарат; в - контактный аппарат с перфорированными решетками; г - многослойный контактный аппарат; д - контактный аппарат с трубками Фильда; е - контактный аппарат с теплообменником. В зависимости от функционального назначения контактные аппараты с фильтрующим слоем катализатора имеют несколько вариантов конструктивного оформления: реакторы каталитические с твердым катализатором, размещенном в отдельном корпусе (тип К); реакторы каталитические, в которых в общем корпусе размещены контактный узел и подогреватель (тип ТК); реакторы термокаталитические, в которых в общем корпусе размещены контактный узел и рекуператор тепла (тип KB); реакторы каталитические, в которых в общем корпусе размещены подогреватель, контактный узел и рекуператор тепла (тип ТКВ).Определяем основные размеры реактора для каталитического окисления вредных примесей промышленного выброса. Необходимое число единиц переноса определяется по формуле: где Сн,Ск - начальная и конечная концентрация окисляемого вещества, г/м3. Коэффициент массопередачи определяют по формуле: где - коэффициент диффузии, м2/с Для этого рассчитываем некоторые величины: 1) Рассчитываем по формуле коэффициент диффузии: 7,2•10-6 м2/с где VA,VB - мольные объемы окисляемого вещества и воздуха соответственно; 3)Эквивалентный диаметр каналов слоя катализатора определяются по формуле: 4)Конечная температура катализатора Тк рассчитывается по формуле: Тк=Тн ga.р(Сн-Ск), где qa.р.В курсовой работе проведен анализ и изучен каталитический метод очистки отходящих газов. Этот метод очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используется для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.

Содержание

1 Литературный обзор

1.1 Классификация методов и аппаратов для обезвреживание газовых выбросов

1.2 Каталитическая очистка газов. Суть метода

1.3 Катализаторы для очистки газов

1.4 Конструкция каталитических реакторов

2 Расчетная часть

Выводы

Список используемых источников

Приложения

1

Литературный обзор

1.1 Классификация методов и аппаратов для обезвреживание газовых выбросов

каталитический очистка газ выброс

В курсовой работе проведен анализ и изучен каталитический метод очистки отходящих газов. Этот метод очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используется для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.

Так же рассмотрены катализаторы, применяемые для этого метода. Катализаторы для таких процессов приготовляют на основе меди, хрома, кобальта, марганца, никеля, платины, палладия и других металлов. В отдельных случаях используют некоторые природные материалы (бокситы, цеолиты).

Изучены конструкции различных каталитических реакторов. Рассмотрена и представлена схема установки каталитического обезвреживания.

Произведен расчет каталитического реактора с катализатором CUO. Вычислены его основные размеры: диаметр, высота и объем.

Используемые в промышленной практике установки каталитической очистки газовых выбросов от паров органических веществ различаются конструкцией контактных аппаратов, способами повышения до необходимого уровня температуры поступающих в них газовых потоков, используемыми катализаторами, приемами рекуперации тепла, наличием рецикла обезвреженных газов.

1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. / Техника защиты окружающей среды / - М.: Химия, 1989. - 511 с.

2. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. /Технологические аспекты экологической безопасности - Калуга: изд. Н.Бочкаревой, 200. - 800 с.

3. Юшин В.В., Попов В.М., Кукин П.П. и др. /Техника и технология защиты воздушной среды - М.: Высш. шк., 2005. - 391 с.

4. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / Справ. изд. в 2-х ч. под ред. Калверта С., Инглунда Г./ - М.: Металлургия, 1988. - 758 с.

5. Страус В. /Промышленная очистка газов/ пер. с англ. - М.: Химия, 1981. - 616 с.

6. Кузнецов И.Е., Троицкая Т.М. /Защита воздушного бассейна от загрязнений предприятиями химической промышленности / - М.: Химия, 1974. - 474 с.

7. Павлов К.Ф., Романков Н.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1981, 560 с.

8. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. Учебник для техникумов. - Л.: Химия, 1991 г. - 352с.

9.Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. - М.: Химия, 1991 г. - 496с.

10.Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для техникумов. - М.: Химия, 848 с.

11. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 3-е. В 2-х КН. М.: Химия, 2002 г.