Получение на основе активного лигнинного угля адсорбента-катализатора и применение его для очистки выбросов от монооксида углерода

• Автор: Черкашин, Алексей Геннадиевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Источники и условия образования газовых выбросов, загрязненных монооксидом углерода СО

1.2. Методы очистки и обезвреживания газовых выбросов от СО.

1.2.1. Абсорбционный метод

1.2.2. Термическое дожигание .

1.2.3. Метод каталитического дожигания

1.2.3.1. Высокотемпературные катализаторы

1.2.3.2Низкотемпературные катализаторы.

1.2.4. Адсорбционнокаталитический метод

1.3.Выводы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методы и методики анализа, используемые в работе.
2.1.1. Определение основных показателей активных лигниных углей .
2.1.2. Определение величины окисленности поверхности
2.1.3. Оценка адсорбционной активности и построения изотерм адсорбции углеводородов.
2.1.4. Определение концентрации монооксида углерода.
2.1.5. Определение концентрации пентана и гексана.
2.1.6. Приготовление модельных газовых смесей.
2.1.7. Методики определения в составе углей, марганци и меди
2.2. Характеристика лабораторных установок и методика проведения эксперимента
2.2.1. Схема установки получения активных лигнинных углей.
2.2.2. Схема установки окисления активного лигнинного угля
воздухом
2.2.3 Методика модифицирования активнных лигнинных углей солями марганца и меди.
2.2.4. Схема установки изучения хемосорбции СО
2.2.5. Схема установки для изучения динамики адсорбции СО.
2.3. Математические методы обработки результатов исследований.
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ АДСОРБЕНТА КАТАЛИЗАТОРА.
ГЛАВА 4. ВЫБОР МОДЕЛИ АДСОРБЦИОННОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ.
4.1. Изучение кинетики хемосорбции СО на адсорбенте катализаторе
4.2. Изучение динамимки хемосорбции СО на адсорбенте катализаторе.
4.3. Изучение равновесия адсорбции в системе СО адсорбент катализатор
4.4. Изучение регенерации адсорбента катализатора.
ГЛАВА 5. РАЗРОАБОТКА АДСОРБЦИОННОКАТАЛИТИЧЕСКОГО СПОСОБА ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СО С ПРИМЕНЕНИЕМ ОКИСЛЕННОГО ЛИГНИННОГО УГЛЕРОДНОГО АДСОРБЕНТА.
5.1. Разработка опытной установки очистки вентиляционных выбросов от электродуговых сталеплавильных печей.
5.2. Разработка аппарата очистки сжатого воздуха.
5.3. Промышленные испытания адсорбционнокаталитического способа очистки газов от СО с применением окисленного лигниниого углеродного адсорбента
5.3.1. Испы тания установки очистки вентиляционных выбросов от электродуковых сталеплавильных печей
5.3.2. Испытания аппарата очистки сжатого воздуха.
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕК ТИВНОСТИ ПРИМЕНЕН ГИЯ АДСОРБЕНТАКАТАЛИЗАТОРА В СИСТЕМ ОЧИСТКИ
ГАЗОВ ОТ СО
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Образование СО происходит в результате реакции углерода электродов или углерода, находящегося в ванне с железом, с оксидом железа или кислородом при дутье. Величина выбросов зависит от применяемого сырья, технологического режима плавки, использования интенсификаторов и способа отвода газов от печи. В процессе плавки выход газа изменяется, достигая максимальных значений в период кипения. Превышение среднего выхода газа за плавку составляет . Продолжительность максимального газовыделения зависит от емкости печи и технологии плавки и может достигать получаса. В среднем количество выбрасываемых из печи газов может составлять при подсосах воздуха 0 0 м3ч и без них 0 м3ч на 1 т стали. Содержание СО в технологических газах, выбрасываемых из электросгалеплавильных печей в среднем составляет ,0 гм3, а удельный выброс гт стали , . В газовом потоке, поступающем на выброс из трубы концентрация может составлять в среднем мгм3, и для обеспечения нормативов качества атмосферного воздуха во многих случаях необходима очистка. На любом промышленном предприятии имеются сварочные участки. При проведении сварочных работ также образуются выбросы СО. При электродуговой сварке дуга возбуждается путем предварительного соприкосновения и последующего удаления . В момент удаления электрода от изделия места соприкосновения очень быстро расплавляются и доводятся до кипения. Температура за очень малый промежуток времени не успевает возрасти до температуры кипения металла и выделяющееся тепло расплавляет и частично испаряет металл и обмазку электрода. Образование дуги сопровождается выделением в окружающую среду паров металлов, их оксидов и продуктов окисления газов. Валовые выбросы монооксида углерода при этом составляют 0,6 1, гкг используемых материалов , , . Тепловая резка металлов, также часто применяемая на машиностроительных предприятиях, может являться источником выделения СО. Наиболее распространены два вида тепловой резки кислородная газовая и газоэлектрическая. Кислородная резка основана на сжигании металла в струе чистого кислорода. Образующиеся в зоне реза оксиды выдуваются газовой струей. В качестве горючего газа обычно использует ацетилен. Газоэлектрическая резка основана на выплавлении металла по линии реза теплом дуги, возбуждаемой между двумя электродами или между электродом и изделием. Наиболее распространен способ плазменнодуговой резки, при кагором дуга стабилизируется потоком собственной плазмы. Образование плазмы интенсифицируется, по сравнению с обычной дугой, путем продувания газа сквозь дуговое пространство. Газ также удаляет расплавленные продукты из места разряда в виде мелких капель, частично окисленных. Валовые выделения СО при тепловой резке различных марок стали и сплавов могут составлять в г на 1 пог. Основным источником загрязнения воздуха больших городов являются выбросы автотранспорта. За период г выбросы автотранспорта возросли на 0 тыс. Наряду с продуктами сгорания выделяются пыль и частицы свинца, создается повышенный уровень шума 6, . В отработанных газах автомобилей содержится от 0,5 СО для бензиновых двигателей, 0, 0,5 для дизельных ,,,, . Содержание СО в выбросах автотранспорта, одна из наиболее важных причин, препятствующих применению двигателей, работающих на бензине, в условиях закрытых помещений, так как для проветривания последних требуется в 0 раз большее количество воздуха, чем при работе дизелей. Пониженный выброс СО в дизелях объясняется тем, что СО меньше образуется в ходе холодноиламенных реакций при горении топливововоздушиых смесей с некоторым недостатком кислорода, а также вследствие диссоциации СО2 при высоких температурах, которые имеют место в бензиновых двигателях . Причиной образования СО от рассмотренных источников, является присутствие углерода в составе используемых в технологическом процессе материалов топливе, стали, электродах и др. Стандартная энергия Гиббса этой реакции равна 7 кДжмоль, однако стандартная энергия Гиббса реакции С СТ гораздо более отрицательна 4 кДжмоль Поэтому при невысоких температурах углерод сгорает до С, а СО даже при недостатке кислорода почти не образуется.