Исследование процессов очистки газовых выбросов на базальто- и стекловолокнистых оксидных катализаторах

• Автор: Федеряева, Валерия Святославовна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Источники загрязнения окружающей среды

1.2 Основные токсиканты передвижных установок

1.3 Каталитическое окисление оксида углерода, углеводородов и аммиака

1.4 Системы нейтрализации компонентов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания

1.5 Свойства стекловолокнистых материалов с позиции их применения в катализе

1.6 Использование стекловолокнистых материалов в качестве носителей

катализаторов

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования
2.2 Методы приготовления катализаторов на основе стеклянных волокон и базальтовых волокон
2.3 Методика определения удельной поверхности
2.4 Методика определения содержания металлов в волокне
2.5 Определение способности катализаторов к восстановлению методом термопрограммированнош восстановления в токе водорода
2.6 Определение кислотных свойств катализаторов методом термопрограммированной десорбции аммиака
2.7 Определение конверсии метана и оксида углерода методом
температурного программированного окисления
2.8 Электронная сканирующая микроскопия, совмещенная с энергодифракционным анализом
2.9 Термический анализ катализаторов
2.10 Изучение состава продуктов реакции окисления аммиака с помощью масс-спектрального анализа
2.11 Определение влияния температуры предварительной
термообработки на прочность нитей из стеклянного волокна
2.12 Исследование активности стекловолокнистых катализаторов в реакции окисления органических кислот
2.13 Обеспечение достоверности полученных результатов
Глава 3. Исследование влияния технологических факторов формирования катализатора на его свойства и параметры каталитического процесса
3.1 Взаимосвязь температурных факторов и степени превращения оксида углерода и метана
3.2 Исследование влияния обработки носителя из стекловолокон и базальтовых волокон неорганическими растворами
3.3 Влияние концентрации пропиточного раствора и времени пропитки на степень превращения оксида углерода
3.4 Приготовление катализаторов методом магнетронного напыления
Глава 4. Исследование процессов окисления оксида углерода и метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах
4.1 Влияние изменения скорости подачи газовоздушной смеси и модуля загрузки катализатора на процесс окисления оксида углерода и метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах
4.2 Расчет кинетических параметров процесса окисления оксида углерода на базальто- и стекловолокнистых катализаторах
4.3 Расчет кинетических параметров окисления метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах. Влияние природы металла на процесс окисления метана
4.4 Исследование процесса окисления органических кислот на
стекловолокнистых катализаторах
Глава 5. Исследование процесса окисления аммиака на волокнистых
катализаторах методом масс-спектрометрии
Глава 6. Применение катализаторов на основе стекловолокон в промышленности и в технологии очистки газовых выбросов
6.1 Применение стекловолокнистых катализаторов . в системе
нейтрализации газовых выбросов двигателей внутреннего сгорания
6.2. Использование оксидных катализаторов на носителе из стекловолокон в
производстве азотной кислоты
6.3 Производство технологического газа паровоздушной конверсией метана
на никельсодержащих стекловолокнистых оксидных катализаторах
Список использованных источников
Приложение А

Согласно данным ИК-спекгроскопии [75] после выщелачивания алюмобороси-ликатного стекла количество - ОН групп увеличилось с 1320 мкмоль/г до 3500 -4000 мкмоль/г. В результате травления стекловолокна на поверхности исходного алю-моборосиликатного стекловолокна методом ИК-спектроскопии были обнаружены три типа связей на 3430,3640-3650,3737 см'1. Первый тип связи характерен для ОН-групп, связанных водородными связями, второй для ОН-групп кремнеземного волокна, а третий аналогичен ОН-группам силикагеля.
Влияние термической обработки на прочность стеклянных волокон. Стеклянное волокно обладает высокой температуростойкостью, которая зависит от химического состава стекла [76-85]. При низких и высоких температурах, когда устраняется адсорбционное воздействие влаги воздуха, стеклянные волокна обладают наиболее высоким уровнем прочности. Это объясняется тем, что при нагревании у волокон развивается высокоэластичная и вязкая деформация, способствующая «залечиванию» микродефектов и микротрещин, что приводит к повышению прочности по сравнению с прочностью при комнатной температуре. Установлено, что высокоэластическая деформация у стеклянных волокон с повышением температур до 500 °С возрастает в 3 - 7 раз в зависимости от состава стекла
Состав стекла оказывает значительное влияние на прочность стеклянных волокон, подвергнутых термообработке (рисунок 1.2). Понижение прочности волокон после термической обработки происходит при различных температурах в зависимости от химического состава стекла: для кварцевого волокна - при 600 °С; для бесщалочного алюмоборосиликатного - при 300 °С; для натрийкальцийсиликапшх, борат-ных, свинцовых и фосфатных - при 100 - 200 °С [86-88].

0 100 200 300 т 500 ООО
Температури, С
Рисунок 1.2 — Влияние химического состава стекла на прочность стеклянного волокна после термической обработки:/ — кварцевое; 2 - кремнеземное; 3 - бесщелочное алюмоборо-силикашое;
7-натрийкальцийсиликашое;
5 - боратное и свшщовосиликашое