Экология и производственная безопасность

Кат-Кат нентов газа является определение опти­ мального соотношения всех указанных областей реакции и ведение реального процесса каталитического окисления через все области. Основное торможе­ ние процесса обычно обусловлено ма­ лым размером пор, диаметр которых значительно меньше длины каналов пор (диффузия газа в поры при этом назы­ вается кнудсеновской диффузией). Ко­ эффициент кнудсеновской диффузии, в отличие от молекулярной (внешней), зависит от размера пор и давления газа, т.е. для повышения коэффициента диф­ фузии и, соответственно, эффективнос­ ти газоочистки необходимо увеличить размер пор и повысить давление газа. Но увеличение диаметра пор связано с уменьшением внутренней удельной по­ верхности пор и увеличением внутри- поровой скорости газа. Как известно, в типичном гетеро­ генном процессе весь процесс, связан­ ный с каталитическим окислением, можно разделить на два этапа: 1) адсор­ бцию компонента на поверхности ката­ лизатора (которая в первую очередь оп­ ределяется внешней молекулярной и конвективной видами диффузии); 2) непосредственное химическое взаи­ модействие на поверхности катализато­ ра и внутри пор. Примером типичного гетерогенного катализа может служить распад NH3 на платиновом катализато­ ре, распад СН4 на угле и др. Так как в процессе реагируют только те компоненты, которые адсор­ бированы на поверхности катализатора, то скорость гетерогенной реакции w можно записать: w = dxl(Sdt), (1) где X - количество реагирующего веще­ ства в момент времени t;S- общая пло­ щадь катализатора, на которой происхо­ дит реакция. Выражение в правой час­ ти уравнения (1) можно идентифициро­ вать с поверхностной концентрацией реагирующих веществ. Но активирован­ ной является не вся поверхность ката­ лизатора, а только часть ее, занятая ад- сорбтивом, поэтому можно записать: dxl(Sdt) = kS, (2) где S - доля поверхности катализатора, занятая адсорбтивом; к- константа ско­ рости процесса. В процессах каталитической очи­ стки газов важной характеристикой, оп­ ределяющий выбор технологической схемы, и аппаратурное ее оформление, является температура зажигания, т.е. тем­ пература, необходимая для начала ката­ литической реакции. Температура зажи­ гания зависит от физико-химических свойств компонентов газа и типа ката­ лизатора. Температура зажигания катализаторов и р и каталитическом окислении Компонент исходного газа Диапазон температур каталитического окисления,°С Фенол 420-430 Оксид углерода, углево­ дороды 340-450 Водород, оксид углерода, метан 650-980 Растворители 320 Альдегиды, антрацен, нары масла 320-370 Температура, которая обычно не­ обходима для начала каталитической реакции (температура зажигания), зави­ сит от присутствующих в газе веществ и типа катализатора. Каталитические реакции вос­ становления оксидов азота - высоко­ температурное восстановление оксидов азота на катализаторе, заключающееся 2 8 0