Каталітичне
очищення ґрунтується на процесі знешкодження шкідливих домішок, зокрема метену,
етилену, пропілену, пропану, ацетону, етилацетату, бензолу, ксилолу, толуолу та
ін. Температура початку окислення на каталізаторах для різних речовин є
неоднаковою.
Для
кожного каталізатора існує граничний температурний рівень. Для багатьох
каталізаторів максимальна робоча температура становить 800—850 °С.
В
інженерній практиці нині відомі два конструктивні варіанти газоочисних
каталітичних установок:
—
каталітичні реактори, в яких здійснюється контакт газоповітряного потоку з
твердим каталізатором, розташованим в окремому корпусі;
—
термокаталітичні реактори (апарати), в яких у загальному корпусі розташовані
контактний вузол і підігрівам.
На
рисунку наведена схема каталітичного реактора, призначеного для очищення повітря
від парів толуолу.:
1
— теплообмінник-рекуператор; 2 — контактний пристрій; З — каталізатор; 4 —
пальник; 5 — підігрівач.
Опишемо
принцип дії такого реактора. Забруднене толуолом повітря потрапляє в
теплообмінник-рекуператор / для попереднього підігрівання, звідки через
обхідний канал подається в підігрівач 5. Одночасно до пальника 4 подається
природний газ, який згоряє. Продукти згоряння природного газу змішуються із
загазованим повітрям, підвищуючи його температуру до 250—350 °С, тобто до
такого рівня, при якому відбувається інтенсивна оксидація толуолу з утворенням
нетоксичних продуктів — діоксиду вуглецю та водяної пари.
Процес
хімічного перетворення відбувається на поверхні каталізатора 3, розташованого в
контактному вузлі 2, Суміш повітря та продуктів хімічної реакції при
температурі 350—450 °С подається у рекуператор 1, де віддає тепло забрудненій
газоповітряній суміші, а потім після певного охолодження через канали
виводиться в атмосферу в очищеному вигляді.
Ефективність
очищення каталітичного реактора становить 0,96—0,98 при витраті природного газу
3,5—4,0 м3 на 1000 м* очищеного повітря. Гідравлічний опір реактора при
номінальному навантаженні (800—900 м3/год) не перевищує 150—180 Па. Швидкість
процесу каталітичного очищення знаходиться в межах від 8000 до 10 000 об'ємів
на об'єм каталітичної маси в годину.
Каталітичні
методи очищення широко застосовують і для нейтралізації вихлопних газів
автотранспортних засобів.
