Экология и производственная безопасность

Кат-Кат Каталитическая очистка газов - химическое взаимодействие в присут­ ствии специальных катализаторов, в ре­ зультате которого происходит конверсия примесей в другие соединения, более безвредные или легко удаляемые из га­ зовой смеси. Каталитическая очистка применя­ ется при небольшой концентрации уда­ ляемого компонента в очищаемом газе, когда нецелесообразно применять метод прямого сжигания или какой-либо дру­ гой метод. Каталитическое сжигание происходит при 200-300 °С, прямое сжи­ гание - при 950 - 1100 °С. Преимущества метода: - окисление на поверхности ката­ лизатора происходит при температуре ниже температуры самовоспламенения, т.е. сжигание осуществляется без обра­ зования пламени; - возможность очистки газов с низ­ кой концентрацией примесей и возмож­ ность очистки больших объемов газов; - потребление (расход) кислорода на окисление низкое - на уровне стехио- метрического количества (из воздуха), что исключает необходимость дополни­ тельного подогрева; - возможность сжигания практи­ чески любых органических газообраз­ ных соединений при условии, что конеч­ ные продукты газообразны; - высокая эффективность очистки - около 99 %. К недостаткам этого метода следу­ ет отнести: - образование продуктов реакции, которые надо удалять дополнительно (обычно, абсорбцией или адсорбцией); - возможность образования ката­ литических ядов; - дороговизну большинства ката­ лизаторов. Каталитические яды - отравля­ ющие частично или полностью актив­ ность катализатора. Каталитические реакции окис­ ления загрязнений газовых смесей - по агрегатному состоянию участников и катализатора разделяются на гомоген­ ные и гетерогенные. Если исходные, конечные продукты и сам катализатор находятся в одном агрегатном состоя­ нии, такие реакции называют гомоген­ ными; если же участники реакции и ка­ тализатор находятся в разных агрегат­ ных состояниях, реакции называют ге­ терогенными. Примерами гомогенного катализа является реакция окисления диоксида серы в присутствии диоксида азота в камерном и башенном методах произ­ водства серной кислоты. В 1926 г. Е.Н. Шпитальским были сформулированы основные положения теории промежуточных соединений в гомогенном катализе: 1. Катализатор образует с реагиру­ ющим веществом реакционноспособное неустойчивое промежуточное соедине­ ние, которое в итоге распадается на про­ дукты реакции и молекулу катализато­ ра (по этой причине в производстве органических пероксидов с применени­ ем пероксида водорода в качестве сырья во избежание взрывов стенки стально­ го оборудования, соприкасающегося с раствором пероксида водорода, гумми­ руют или эмалируют). 2. Общая скорость реакции про­ порциональна концентрации катализа­ тора и реагирующих веществ. Каталитическое гетерогенное окисление происходит на границе раз­ дела фаз газовой смеси и поверхности катализатора и не связано с изменением 277