Положительной особенностью данного способа является возможность осуществлять очистку бензиновых и дизельных выхлопных газов от CO, HC, а при использовании фильтра для улавливания твердых аэрозольных частиц с нагреваемым катализатором и дополнительную очистку от сажевых частиц и полиорганических соединений со степенью очистки 80-90%.

При этом помимо очистки отходящих газов от полимерных и сажевых канцерогенных веществ окислительный слой способствует работоспособности и чистоте поверхности второго восстановительного слоя. Одновременно подвергается окислению и монооксид азота.

В результате решается основная задача DeNOx, т.к. улавливание и нейтрализация NO протекают наиболее трудно.

В этом заключается новизна и логическая связь стадий данного способа очистки. Поэтому способ относится к комплексной очистке газовых выбросов, где наряду с дожиганием в комплексе решается задача удаления наиболее токсичных компонентов - оксидов азота.

На второй стадии решаются задачи восстановления NOx после первоначального окисления примесей, отходящих газов и снижение энергозатрат. Далее отходящие газы направлялись на блочный сотовый адсорбент-катализатор на основе модифицированного цеолита.

Чтобы устранить недостатки известных вариантов метода СНВ и добиться новых положительных результатов очистки, на 2-й стадии способа были внесены следующие существенные изменения.

. Заменяли гранулированный слой носителя на монолитные механически более прочные кислото- и влагостойкие блоки, что позволяет увеличить ресурс очистной системы (табл. 4).

. Сотовые высокопористые блочные носители не только предотвращают забивание реактора, но и значительно снижают газодинамическое сопротивление, что позволяет увеличить линейную скорость потока с 0,1-0,3 м/с [10] до 1,5-2,0 м/с без снижения эффективности, а следовательно, сократить габариты установки (табл. 5).

. Высокая плотность каналов адсорбента-нейтрализатора дает возможность увеличить поверхность контакта с очищаемым газом и, как следствие, эффективность очистки (табл. 4, 5).

. Осуществление непрерывной разбрызгивающей подачи раствора восстановителей или воды в виде тумана, дополнительно улавливающих оксиды азота, способствует их нейтрализации на поверхности пористого носителя (табл. 6).

. Введение модифицирующих добавок в цеолиты в виде переходных металлов (меди, железа, марганца и др., 1-20 мас. %) способствует адсорбции и окислению части монооксида азота в диоксид и тем самым в дополнении к окислению на первой стадии облегчает его улавливание и нейтрализацию. Таким образом, в данном способе задача более полной нейтрализации NO решается с помощью двух катализаторов на основе перовскитов на 1-й стадии и модифицированных цеолитов на второй стадии. Необходимость использования катализаторов оправдывается возможным повышением температуры на 1-й стадии (выше 400oC), когда полнота окисления оксида азота определяется термодинамикой.

Пример 1. Смесь окисляющегося газа с воздухом, разбавленным азотом (50%), содержащую монооксид углерода (1%CO) или пропилен (2%), или метан (3%), или 0,1 NO пропускали через реактор, содержащий 45 мл блочного сотового катализатора, нанесенного на пористую керамику на основе глинозема (Г), кордиерита (К) или цеолита (Ц), характеристики которых представлены в табл. 1.

Нанесенные образцы содержали 20-30% катализатора (100-150 г/л), введенного в поры носителя совместно с пластификатором и связующим методом вакуумной пропитки. Перовскитные катализаторы готовились разложением нитратов или соосажденных гидроксидов соответствующих металлов при 900oC. Они вводились как методом пропитки из растворов и суспензий, так и формованием блоков с использованием пластификаторов и связующих компонентов.

Объемная скорость потока газа составляла 5000 ч-1, температура устанавливалась с помощью внешней печи или с использованием проводящего блочного нагревателя-катализатора. Использовался хроматографический анализ газов. В табл.2 представлены результаты каталитической эффективности превращения, выраженные в температурах достижения 90% и 50% конверсии (в скобках).

Пример 2. Иллюстрирует очистку дизельных газов судового двигателя Л-160, Шкода (6ЧНСП 16/22, 5, мощностью 140 кВт). На 1-й окислительной стадии блочный катализатор и фильтр располагались после турбины и исследовались при температуре отходящих газов - 190oC (без подогрева), а также при 300 и 400oC с использованием нагревателя-катализатора. На второй стадии после охлаждения газов в теплообменнике до 30-40oC исследовались два цеолитных блочных катализатора. В табл. 3 представлены степени конверсии токсичных продуктов выхлопных газов дизельного двигателя при различных температурах 1-ого слоя блочного (Б.) катализатора.

Еще статьи по теме

Россия как нефтяная держава
Трудно представить современную цивилизацию без нефти и нефтепродуктов. Из-за нефти развязываются войны, совершаются государственные перевороты и объявляются экономические блокады отдельным странам. Нефть недешево обходится человечеству - ...

Эколого-экономическое обоснование системы раздельного обращения с твердыми бытовыми отходами в Санкт-Петербурге
Жизнедеятельность человека неизбежно связана с образованием огромного числа разнообразных отходов. В последние десятилетия по всему миру увеличился рост потребления, что привело к существенному увеличению объёмов образования твёрдых бытовы ...