Звоните с ПН по ПТ с 9:00 до 18:00
📞 8-800-234-0-567 или +7 (3412) 477 466
+7(495) 997-77-33 (Москва)
Звоните с ПН по ПТ с 9:00 до 18:00
📞 8-800-234-0-567 или +7 (3412) 477 466
Изготовитель профессиональной аппаратуры для очистки воздуха на производствах – завод «ПЗГО» – предлагает к детальному рассмотрению особенности технологии КТО и оборудование для такого процесса как каталитическое термическое окисление, (термокаталитическое разложение ЛОС и других вредных примесей).
За нашими плечами более 300 выполненных проектов по очистке промышленных выбросов на предприятиях России, СНГ, Евразии. Любые типы сухого, комбинированного оборудования для высокоэффективной сепарации и нейтрализации индустриальных загрязнителей. Полностью собственное производство. КПД до 99.99%. Обращайтесь за консультацией.
Каталитическое термическое окисление (сокр. КТО) – это эффективный метод термической очистки промышленных выбросов от вредных органических (и в меньшей степени неорганических) примесей, основанный на ускорении реакции разложения загрязнителей на углекислый газ и воду в условиях контакта с катализатором.
Катализаторы – это вещества, в присутствии которых химические реакции ускоряются, идя по альтернативному пути с меньшей энергией активации, причем сам катализатор не расходуется и не входит в состав конечных продуктов. То есть, в разрезе КТО катализатор – простыми словами – это вещество, которое позволяет вредным примесям сгорать (разлагаться на безопасные компоненты) при меньшей температуре.
Значения температуры, при которой каталитическое окисление (декомпозиция) ЛОС и схожих загрязнителей протекает с наибольшей эффективностью, лежит в диапазоне +250…+500 °C, (для угарного газа – еще меньше).
КТО показывает исключительно высокий КПД нейтрализации ЛОС / ЛНОС – алифатических и ароматических углеводородов (бензины, керосин, пентан, гексан, октан, бензол, толуол, этилбензол, стирол и др), спиртов, кетонов, альдегидов (изопропиловый спирт, формальдегид, ацетон, метилэтилкетон / МЭК и др), эфиров (диэтиловый эфир, этил-ацетат, бутил-ацетат и др), галогенов и их производных, аммиака и других азанов, кислот, нитрилов, угарного газа и многих других токсичных паров, аэрозолей, газов.
Как показывает собственная статистика «ПЗГО», установки каталитической очистки газов наиболее востребованы в тех промышленных отраслях, которые генерируют высокие объемы газовоздушных выбросов, загрязненных умеренными, но токсичными концентрациями ЛОС / ЛНОС. Среди основных потребителей фильтров термокаталитической очистки воздуха: химия и нефтехимия, фармацевтика, лакокрасочные и окрасочные производства, типографии, печатные предприятия, участки изготовления композитных материалов, сушильные участки и др.
Главными отличиями фильтров, использующих технологию КТО от реакторов (инсинераторов), работающих на принципах высокотемпературного сжигания / дожига являются:
В целом, в широком поле производственных условий, (особенно на околохимических производствах), термокаталитические газоочистные установки являются наиболее технически и экономически предпочтительным вариантом ГОУ в разрезе наладки систем фильтровентиляции отходящих газовоздушных выбросов, хотя следует отметить, что реакторы термического катализа крайне требовательны к чистоте (кондиции) подающегося на фильтрацию потока.
При наличии в обрабатываемой среде загрязнителей – пылей, масел, липких аэрозолей и других веществ, (в том числе разлагающихся на небезопасные, а также каталитических ядов, снижающих эффективность реакций) – требуется предварительное их удаление в скруббере, рукавном, картриджном фильтре или адсорбере.
Несмотря на некоторые конструктивные отклонения, которые могут встречаться в установках КТО-очистки – в силу отчетливой индивидуальности требований в различных отраслях – все системы каталитической фильтрации газов и воздуха содержат принципиально одинаковые узлы и функционируют по схожему базису.
Разобравшись с базовой схемой, опишем фундаментальный принцип работы установки каталитического термического окисления:
Активные элементы фильтров термокаталитической очистки газов могут быть технологически оформлены в различные физические формы – для обеспечения максимально эффективного контакта газовоздушной среды с катализатором (минимизация потерь давления и максимизация рабочей поверхности). Для результативного разложения тех или иных загрязнителей используются различные типы драгоценных и основных металлов, разные конструктивы подложек. Рассмотрим подробнее типы носителей и металлов-катализаторов в соответствующих таблицах.
Таблица 1. Конструктивные типы катализаторов
| Конструктив носителя | Преимущества, особенности |
| Монолитная конструкция (сотовая): керамические или металлические блоки, пронизанные множеством каналов. Активный металл наносится на носитель тонким слоем, (англ. washcoat) | Малое сопротивление, равномерное распределение потока, высокая прочность. Среди недостатков – чувствительность к механическим включениям: закупорка каналов в отсутствие очистки среды от пыли, твердых примесей |
| Насыпной слой (шарики, гранулы, экструдаты): массив нерегулярно уложенных мелких элементов, через который пропускается газовоздушная среда | Огромная площадь контактной поверхности, носитель проще в производстве, замене. Умеренное сопротивление, чуть выше, чем у монолитов |
| Волокнистые структуры: катализатор наносится на волокна, металлическую или керамическую сетку, войлок | Очень быстрый отвод тепла, (малая термическая инерция), низкое сопротивление, малая масса и умеренная площадь контакта. Используются ограничено – в малых, локальных системах фильтровентиляции, в бытовых очистителях воздуха, вытяжках, а также в узкоспециализированных процессах в химии и в смежных областях, (например, окисление аммиака до оксидов азота на платиново-родиевых сетках при производстве азотной кислоты) |
Таблица 2. Материалы носителей (подложки)
| Материал носителя | Преимущества, особенности |
| Гамма-оксид алюминия, γ-Al2O3 | Один из наиболее распространенных и востребованных материалов для производства подложек катализаторов. Обеспечивает высокую удельную поверхность, до 200 м2 / г, обладает высокой пористостью и хорошей адгезией для нанесения активных металлов. Чувствителен к хлорсодержащим примесям, умеренно стоек к серосодержащим соединениям. При высокой температуре, (более +800 °С), может начаться фазовый переход и спекание катализатора (англ. sintering) |
| Оксид титана, TiO2 | Удельная поверхность – 50…200 м2 / г, более высокая химическая инертность, устойчивость к сернистым соединениям (т.н. необратимому сульфатированию носителя), рациональность при обработке многокомпонентных потоков, сернистых ЛОС |
| Кордиерит (синтетический α-кордиерит, кубическая форма), Mg2Al4Si5O18 | Обеспечивает высокопрочный, термостойкий скелет – основной материал для изготовления монолитной сотовой структуры благодаря низкому коэффициенту теплового расширения и высокой механической прочности: сохраняет изначальную форму и объем, не растрескивается при термических ударах, запуске и остановке реактора. Отличается высокой жаропрочностью и химической инертностью. В качестве альтернативы кордиериту нередко применяются сплавы FeCrAl, нередко с подслоем из γ-Al2O3, (для увеличения активной площади контакта) |
| Цеолиты (синтетические) | Специализированные носители избирательного действия с высокой гидрофобностью и, что важно, с фиксированным размером пор, что позволяет их использовать в качестве стойких к закупорке (маскировке) молекулярных сит, например, для работы с определенными изомерами веществ, для отсеивания каталитических ядов перед подачей газовоздушной смеси на чувствительные катализаторы или для концентрации реакции на специфичных целевых веществах. Отличаются меньшей площадью контакта, чем Al2O3 при более высокой стоимости |
Таблица 3. Активные компоненты катализаторов (металлы)
| Катализатор | Преимущества, особенности |
| Драгоценные металлы | |
| Платина, Pt | Наиболее востребованный, универсальный катализатор окисления для фильтров термокаталитического разложения. В большинстве условий обеспечивает наименьшую температуру зажигания и, как следствие, высокую энергоэффективность оборудования. Показывает исключительную результативность в разложении углеводородных соединений. Чувствителен к отравлению серой и галогенами |
| Палладий, Pd | Другой широко применяемый металл для каталитического разложения алканов, топливных паров, угарного газа, водорода, бензола и другой ароматики, показывает высокую стойкость к галогенам и галогенированным ЛОС. Часто используется в сочетании с платиной – как в разрезе нанесения биметаллических частиц Pt/Pd, так и послойного напыления на носитель Pt и Pd – для увеличения универсальности катализатора. Например, палладий хорошо разлагает метан, но чувствителен к влаге, добавление же платины повышает сопротивляемость катализатора к деактивации водой |
| Золото (наночастицы Au), родий (Rh), рутений (Ru) | Самостоятельно эти металлы используются в качестве промышленных катализаторов достаточно ограничено, хотя в определенных операциях газоочистки могут показывать высокую стабильность в некоторых сложных реакциях, устойчивость к коксованию. Золото, в частности, способно окислять CO до CO2 даже при отрицательных температурах |
| Недрагоценные, основные металлы | |
| Медь (Cu), а также смешанные оксиды, шпинели, (например, CuMn2O4) | Широко применяются для разложения угарного газа, проявляют высокую активность в отношении некоторых классов ЛОС (спирты, кетоны). Медь показывает большую, (чем Pt/Pd), устойчивость к галогенам |
| Марганец, Mn | Высокая эффективность в окислении альдегидов, кислородсодержащих ЛОС, угарного газа. Для усиления активности часто используется в паре с медью |
| Кобальт, Co | Активен в отношении углеводородных загрязнителей, (высокая полнота окисления примесей до CO2 и H2O), хорошая термическая стабильность, слабая предрасположенность к спеканию |
| Хром, Cr | Хром обычно играет роль термического стабилизатора и конструкционного компонента – для повышения термостойкости и долговечности катализаторов, изготавливаемых на базе основных металлов. Оксид хрома Cr2O3 широко используется в производстве алюмохромных катализаторов для нефтегазовой промышленности (основное назначение – дегидрирование алканов) |
Интересный факт: чистый хлор, образующийся при разложении хлорсодержащих примесей, (к примеру, HCl), реагирует с наночастицами платины, образуя летучие галогениды (PtClx), которые испаряются с поверхности носителя и уносятся с отходящими газами. Таким образом, платина может быть полностью удалена с носителя за несколько недель, приведя к необратимому падению эффективности очистки – потребуется полная замена дорогостоящего катализатора.
В целом, недрагоценные металлы показывают куда более высокую стойкость к каталитическим ядам, (в том числе к галогенам), но при прочих равных обстоятельствах требуют более высокой температуры для эффективного окисления, (на 50…150 °С выше), отличаясь, вместе с этим, значительно меньшей стоимостью.
Разработка углеродных катализаторов на базе наноструктурного углерода (графит, графен, нанотрубки) является передовым направлением исследований в области КТО, но широкая коммерциализация этих технологий сдерживается ввиду необходимости доработки методов для индустриального масштабирования.
Предлагаемые к производству и внедрению системы и комплексы термокаталитической очистки воздуха бренда EcoSorb® от «ПЗГО» демонстрируют множество преимуществ:
По любым вопросам, связанным с индивидуальным проектированием и конструированием или с приобретением готовой установки, фильтра, реактора для термокаталитического окисления ЛОС и других вредных промышленных примесей, пожалуйста, обращайтесь в «ПЗГО» удобным Вам способом, в том числе – через заполнение Анкеты Заказчика.
В срок от 30 дней индивидуально изготовим оборудование и осуществим его быструю, бережную доставку по России, СНГ, Евразии, а также произведем профессиональный монтаж или шефмонтаж, обучим персонал навыкам эксплуатации. Полная документация. Гарантия изготовителя.
«ПЗГО» – дышите легко!
