Каталитическая очистка газов от органических веществ

Прис. в отходящих технологических газах и вентиляционных выбросах большого числа производств токсичные пары органических веществ в большинстве случаев подвергают деструктивной каталитической обработке. Катализаторы для таких процессов приготовляют на основе Cu, Cr, Co, Mn, Ni, Pt, палладия и других металлов. В отдельных случаях используют некоторые природные материалы (бокситы, цеолиты).

Среди катализаторов условно различают: цельнометаллические, представляющие собой металлы платиновой группы или неблагородные металлы, нанесенные на ленты, сетки, спирали или листы из нержавеющей стали; смешанные, включающие металлы платиновой группы и оксиды неблагородных металлов, нанесенные на оксид алюминия, нержавеющую сталь или другие металлы; керамические, состоящие из металлов платиновой группы или оксидов неблагородных металлов, нанесенных на керамическую основу в виде сот или решеток; насыпные, приготовляемые в виде гранул или таблеток различной формы из оксида алюминия с нанесенными на него металлами платиновой группы или оксидами неблагородных металлов, а также в виде зерен оксидов неблагородных металлов. Обычно нанесенные на металлические носители катализаторы имеют некоторые преимущества перед другими типами катализаторов. Они отличаются большими значениями термостабильности и периода эксплуатации около 1 года и более, высокими износостойкостью и прочностными характеристиками, развитой поверхностью и пониженной насыпной плотностью, их регенерация не представляет существенных трудностей. Более просты и дешевы в изготовлении катализаторы на основе керамики. Они также характеризуются низким гидравлическим сопротивлением, обладают, как правило, меньшей насыпной плотностью, сохраняют активность при обезвреживании запыленных потоков, однако являются менее термостабильными, чем цельнометаллические катализаторы. Наиболее активны среди них катализаторы, включающие платину и палладий.

Насыпные катализаторы наиболее часто имеют в качестве носителя активный оксид алюминия. Значительная величина его поверхности обусловливает возможность приготовления весьма высокоактивных (особенно при использовании платины) и термостойких катализаторов. Однако значительное гидравлическое сопротивление, невысокая механическая прочность и связанный с ней относительно короткий период эксплуатации (иногда до трех месяцев) представляют существенные недостатки этих катализаторов.

Типичной является схема установки каталитического обезвреживания отходящих газов в производстве клеенки, показанная на рис. 1-54. В газовых выбросах этих производств, поступающих из камер сушки клеенки, присутствуют пары керосина A00-1000 мг/м3), уайт-спирита (до 200 мг/м3) и ряда органических соединений. Отходящие из сушильного агрегата газы при 80-200°С вентилятором через брызгоотбойник подают в теплообменник для предварительного подогрева теплом конвертированных газов до 200-220°С, а затем в подогреватель, где их температуру увеличивают до 25 0-327°С за счет тепла дымовых газов, получаемых сжиганием газообразного топлива. Для сжигания используют кислород, содержащийся в очищаемых газах. Сжигание органических примесей до СО2, и Н2О проводят в реакторе на катализаторе. Конвертированные газы из реактора через теплообменник вентилятором возвращают в сушильный агрегат. С целью компенсации потерь кислорода и доведения температуры обезвреженных газов до уровня, соответствующего условиям сушки клеенки A20-170°С), перед поступлением в сушильный агрегат их разбавляют воздухом. Часть прошедших очистку газов сбрасывают в атмосферу. При использовании алюмоплатинового катализатора полная очистка при объемной скорости 40 тыс. ч-1 достигается при 290°С, более высокая температура C50°С) необходима для обеспечения того же эффекта при объемной скорости газа 60 тыс. ч-1. Более простыми по технологической компоновке являются схемы каталитического обезвреживания с незамкнутыми по соответствующим газовым потокам циклами. Каталитическая очистка газов от сероорганических соединений заключается в окислении или гидрировании последних в присутствии контактных масс при повышенных температурах. Каталитическое окисление производят кислородом с образованием кислородных соединений серы, очистка от которых представляет собой более легкую задачу.

Схема установки каталитического дожигания отходящих газов: 1-

сушильная камера; 2, 7 -вентиляторы; 3 — брызгоотбойник; 4 -теплообменник; 5-подогреватель; 6 – реактор

31. Классификация воды по видам использования

Вследствие антропогенного воздействия при­родная вода загрязняется различными веществами, что приводит к ухудшению ее качества. Под качеством воды понимают совокупность физических, химических, биологических и бактериологических по­казателей. Загрязнения, поступающие в водную среду; изменяют эти показатели. Вода часто служит для охлаждения жидких и газообразных про­дуктов в теплообменных аппаратах. В этом случае она не соприкаса­ется с материальными подтоками и не загрязняется, а лишь нагрева­ется. Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промыва­ющую — для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экст­ракция) и твердых продуктов и изделий; реакционную — в составе реагентов, а также при азеотропной отгонке и аналогичных процес­сах. Технологическая вода непосредственно контактирует с продук­тами и изделиями.

Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагре­вания оборудования, помещений, продуктов. В производстве образуются различные катего­рии сточных вод. Сточная вода — это вода, бывшая в бытовом, про­изводственном или сельскохозяйственном употреблении, а также про­шедшая через какую-либо загрязненную территорию. В зависимос­ти от условий образования сточные воды делятся на бытовые (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышлен­ные (ПСВ). Хозяйственно-бытовые воды — это стоки душевых, бань, пра­чечных, столовых, туалетов, от мытья полов и др. Они содержат при­меси, из которых примерно 58% органических веществ и 42% мине­ральных. Атмосферные воды образуются в результате выпадения атмос­ферных осадков и стекающие с территорий предприятий. Они заг­рязняются органическими и минеральными веществами. Промышленные сточные воды представляют собой жидкие от­ходы, которые возникают при добыче и переработке органического и неорганического сырья. В технологических процессах источниками сточных вод являются: 1) воды, образующиеся при протекании хи­мических реакций (они загрязнены исходными веществами и про­дуктами реакций); 2) воды, находящиеся в виде свободной и связан­ной влаги в сырье и исходных продуктах и выделяющиеся в процес­сах переработки; 3) промывные воды после промывки сырья, про­дуктов и оборудования; 4) маточные водные растворы; 5) водные эк­стракты и абсорбенты; 6) воды охлаждения. Химические загряз­нители воды: 1) биологически нестойкие органические соединения; 2) малотоксичные неорганические соли. 3) нефтегтродукты; 4) био­генные соединения; 5) вещества со специфическими токсичными свойствами, в том числе тяжелые металлы, биологически жесткие неразлагающиеся органические синтетические соединения.

Сточные воды многих производств, кроме растворимых неор­ганических и органических веществ, содержат коллоидные примеси, а также взвешенные грубодисперсные и мелкодисперсные примеси.