Малообъемные блочные каталитические системы ячеистой структуры с развитой регулируемой внешней поверхностью

Малообъемные блочные каталитические системы ячеистой структуры с развитой регулируемой внешней поверхностью

Автор: Грунский, Владимир Николаевич

Шифр специальности: 05.17.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Москва

Количество страниц: 329 с. ил.

Артикул: 4591389

Автор: Грунский, Владимир Николаевич

Стоимость: 250 руб.

Малообъемные блочные каталитические системы ячеистой структуры с развитой регулируемой внешней поверхностью  Малообъемные блочные каталитические системы ячеистой структуры с развитой регулируемой внешней поверхностью 

Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Тенденции развития современного гетерогенного катализа
1.2. Основные потребительские характеристики промышленных катализаторов
1.3. Носители и нанесенные катализаторы различной структуры
1.3.1. Блочные проницаемые материалы в качестве носителей катализаторов
1.3.2. Свойства блочных носителей различной струкгуры
1.3.3. Сравнительная оценка блочных носителей сотовой и ячеистой струкгуры
1.3.4. Методы развития внешней поверхности и нанесение катализирующих слоев на блочные носители различной структуры.
1.4. Технология блочных катализаторов на основе высокопропицаемых ячеистых материалов.
1.5. Свойства и характеристики блочных катализаторов различной структуры
1.5.1 Основные физические свойства высокопористых ячеистых материалов
1.5.2. Гидродинамические модели и режимы течения различных сред через неупорядоченные и упорядоченные структуры и структуры типа ВГ1ЯМ
1.5.3. Гидравлические свойства катализаторов с неупорядоченной, с упорядоченной структурой и структурой тина ВПЯМ
1.6. Регенерация катализаторов для слоев с упорядоченной структурой и структурой типа ВПЯМ.
1.6.1. Регенерация нанесенных блочных катализаторов сотовой структуры
1.6.2. Регенерация блочных катализаторов ячеистой структуры
1.7. Область применения блочных высокопроницаемых материалов и катализаторов ячеистой структуры.
1.7.1. Газофазные процессы.
1.7.2. Жидкофазные процессы
ГЛАВА 2. Шликерная технология высокопроницаемых ячеистых материалов ВПЯМ на основе глиноземсодержащих масс и электроплавленного корунда.
2.1. Методология направленного синтеза ВПЯМ
2.1.1. Классификация каркасных и структурных характеристик ВПЯМ
2.1.2. Основные стадии синтеза ВПЯМ
2.1.3. Реологические свойства керамических шликеров.
2.1.4. Особенности спекания ВПЯМ с различными составами дисперсной фазы шликера в лабораторных и промышленных условиях
2.1.5. Каркасные и структурные характеристики ВПЯМ, полученных в лабораторных и промышленных условиях.
2.1.6. Кислого и щелочестойкость блочного высокопористого ячеистого материала
2.2. Технологическая схема и аппаратурное оформление процесса получения ВПЯМ.
2.2.1. Описание технологической схемы производства ВИЯМ с основным связующим в виде глинозема ГН
2.2.2. Каталитическое обезвреживание дымовых газов на стадии получения высокопроницаемых ячеистых материалов ВПЯМ.
ГЛАВА 3. Технология высокоиористых ячеистых носителей ВПЯН на основе синтезированных высокопроницаемых ячеистых материалов В1ЯМ с различным держанием глинозема
3.1. Схема получения ВГЯТ.
3.2. Методика нанесения акгивной подложки из уАОз
3.2.1. Особенности нанесения первичной подложки из алюмозоля.
3.3. Методы развития и модифицирования внешней поверхности ВПЯ
3.3.1. Модифицирование внешней поверхности с помощыо поливинилового спирта ПВС.
3.3.2. Получение углеродкомпозитных подложек.
3.3.3. Получение сверхкислой подложки на основе сульфатированиого диоксида циркония.
3.4. Методы исследования поверхности активной подложки ВПЯН
3.4.1. Измерение удельной поверхности ВПЯ методом БЭТ
3.4.2. Ртутная порометрия и морфологический анализ.
3.5. Структурные характеристики ВПЯМ и носителей на их основе с модифицированными подложками.
3.5.1. Влияние первичной подложки на структуру внешней поверхности
3.6. Влияние нанесенных подложек на механические свойства ВПЯН.
3.7. Технологическая схема и аппаратурное оформление получения ВПЯН
ГЛАВА 4. Технология и гидродинамические свойства малообъемных блочных каталитических систем на основе носигелей с развитой внешней поверхностью различной химической природы.
4.1. Методика нанесения каталитически активных металлов из растворов и расплавов кристаллогидратов соответствующих нитратов.
4.1.1. Методика синтеза растворов расплавов кристаллогидратов нитратов металлов.
4.1.2. Методика нанесения катали тически активных металлов 1, Со, Сг, Рс1, и др. на ВПЯН из растворов расплавов кристаллогидратов соответствующих нитратов металлов
4.1.3. Варианты пропитки.
4.2. Особенности нанесения палладия из раствора хлористого палладия
4.3. Восстановление оксидных блочных катализаторов ссгчатоячсистой структуры
4.4. Модифицирование поверхности ВПЯК методом радиационнохимического синтеза
4.5. Гидравлические свойства блочного высокопористого ячеистого катализатора.
4.5.1. Удельная объемная поверхность.
4.5.2. Фильтрация газа на блочных высокопористых ячеистых керамических носителях
4.5.3. Коэффициент газопроницаемости.
4.5.4. Масштабный переход при исследовании гидравлического сопротивления блочных катализаторов сетчатоячеистой структуры.
4.5.5. Расчет гидравлического сопротивления носителей на основе ВИЯМ для газофазных процессов.
4.5.6. Гидравлические свойства нерегулярных, регулярных и сгруктур типа ВЯМ при малых скоростях фильтрации газа
4.5.7. Расчет гидравлического сопротивления ВПЯМ для жидкофазных процессов
4.5.8. Гидравлические свойства нерегулярных, регулярных структур и структур типа ВЯМ при малых скоростях фильтрации жидкости
4.5.9. Проницаемость по жидкости блочных ВПЯН.
4.5 Расчет гидравлического сопротивления блочного высокопористого ячеистог о катализатора для жидкофазного процесса в диапазоне скоростей жидкости 0, 0,3 мс.
4.5 Рекомендации по расчету гидравлического сопротивления для газо и жидкофазных процессов.
4.6. Технологическая схема и аппаратурное оформление получения высокопористых ячеистых катализаторов.
4.6.1. Описание технологической схемы.
4.7. Обоснование выбора корундового материала для синтеза высоконористых ячеистых катализаторов ВПЯК.
Глава 5. Испытания синтезированных катализаторов в лабораторных, опытнопромышленных и промышленных условиях
5.1. Лабораторные испытания разработанных катализаторов в жидкофазных процессах.
5.1.1. Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов
5.1.2. Восстановление нитрососдинений на примере восстановления тринитробензанилида ТНБА
5.1.3. Каталитическая гидродесульфуризация бензина
5.1.4. Каталитическое гидрооблагораживание нитрильного каучука
5.1.5. Каталитическое гидрооблагораживание сульфатированного скипидара.
5.2. Опытнопромышленные и промышленные испытания синтезированных катализаторов.
5.2.1 Опытнопромышленные испытания синтезированных катализаторов в жидкофазных процессах с участием водорода.
5.2.2. Нейтрализация выхлопных газов дизельных двигателей автотранспорта.
5.2.3. Воздушная конверсия углеродсодержащих газов с целью получения эндотермического газа.
Глава 6. Экономическое обоснование производства и применения блочных катализаторов сетчатоячеистой структуры
6.1. Каталитическое жидкофазное восстановление нитросоединений
6.2. Расчеты экономической эффективности блочного высокопористого ячеистого катализатора для газофазных процессов.
6.2.1. Взаимосвязь структурных характеристик неподвижного катализаторного слоя различной структуры с экономическими показателями
6.2.2. Расчет мощности вентиляторной установки, затрачиваемой на преодоление гидравлического сопротивления неподвижных катализаторных слоев различной структуры.
6.2.3. Стоимость энергозатрат на преодоление гидравлического сопротивления неподвижных катализаторных слоев различной структуры
6.2.4. Стоимость объема катализатора различной структуры для загрузки в реактор.
6.2.5. Затраты на создание неподвижного катализаторного слоя различной структуры.
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение


ВЯМ изготавливают дублированием сетчатоячеистой полимерной матрицы разнообразного состава из металлов никель, медь, сплавов инвар нихром, керамических материалов цельзианового электрофарфора, перталитового фарфора, кордиеритовогоультрафарфора, карбида кремния, с последующим удалением полимерной матрицы термодеструкцией , Вкачестве структурообразующей матрицы ВПЯМ используют открытоячеистый ретикулированньтй пенополиуретан. Следовательно, структура ВПЯМ, в целом, определяется структурой пенополиуретана, представляющей собой пространственный каркас, образованный, перемычками, соединяющимися в узлах по четыре, имеющими в поперечном сечении форму криволинейного треугольника. В настоящее время нет чткого взгляда на тип. ВПЯМ. У м2 и нерегулярной структуре, обеспечивающей турбулентность газовых потоков, существенно увеличивается эффективность работы катализатора на основе ВПЯМ. С другой стороны, оценивая структуру ВПЯМ, считают , что она является более регулярной, чем совокупность пор в других пористых материалах, а е элементы както, перемычки, ячейки, узлы, окна обладают большим геометрическим однообразием рис. Рис. Структура ВПЯМ. Исходя из вышесказанного, структуру ВПЯМ отнести к структурам, подобным блочным катализаторам и носителям сотовой структуры, представляется практически невозможно. Что касается первого параметра, то и сотовые, и ячеистые носители, как уже было сказано, обладают высокой и легко регулируемой, за счт изменения размеров каналов, проницаемостью. Третий параметр, определяемый химическим составом материала, практически не зависит от макроструктуры и поэтому может быть одинаковым для обоих классов сравниваемых материалов. Для оценки четвртого параметра ВПЯМ и ВПСМ, имеющих высокие значения порозности и размеров каналов, необходимо провести анализ тепло и массопереноса в таких материалах. Величина коэффициента тепло и массопереноса при течении газов в проницаемых структурах зависит от многих факторов. Наиболее существенным из них являются причина движения естественная или вынужденная конвекция, режим течения ламинарный или турбулентный, линейная скорость, теплофизические параметры газа, геометрическая форма и размеры каналов. Ии, Ре, Рг критерии Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля Кл, Кт коэффициенты, зависящие от геометрической конфигурации каналов. Критерий Нуссельта для газов определяется в основном режимом течения, критерием Рейнольдса и геометрией каналов. В каналах блочных катализаторов сотовой структуры при скоростях фильтрации 5 мс Яе 0 реализуется режим течения среды, близкий к ламинарному . Ш Кг Яе0,8 Рг0,4,
1. В блочных носителях и катализаторах ячеистой структуры, как утверждается в , начиная со скорости 0,1 мс, наблюдается турбулизация газового потока. В было показано, что при Яе 0 критерий Нусссльта для ячеистых материалов в раза больше, чем для сотовых, и во столько же раз больше коэффициенты внешнего массообмена. В связи с вышесказанным следует ожидать, что каталитические процессы, протекающие во внешнедиффузионном режиме,. Следствием относительно невысокого значения критерия Нуссельта в каналах ВГТСМ является ограничение скорости каталитических реакций изза неэффективного массообмена между газом и катализатором. ВПЯМобеспечивает лучшие условия массообмена и более эффективное использование поверхности, при этом все преимущества проявляются при высоких нагрузках на катализатор э ч1 и выше. На практике увеличение коэффициента внешнего массообмена позволяет, не снижая каталитической активности блочного катализатора, уменьшить его объем, а значит, и стоимость. Поэтому по четвертому параметру ВПЯМ имеют преимущества перед ВПСМ. Таким образом, совокупность свойств ВПЯМ позволяет рекомендовать их к использованию в качестве носителей катализаторов в процессах, где необходимо сочетание низких гидравлических потерь и эффективного массообмена газового потока с поверхностью катализатора, например, для процессов с незначительными концентрациями реагирующих веществ. Расчеты, выполненные в , нуждаются в дополнительной проверке, так как точное значение коэффициентов Кл и Кг в уравнениях 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.198, запросов: 242