Исследование фотокаталитических процессов разложения экозагрязнителей воздуха промышленных и административных помещений металлургических производств

• Автор: Першин, Антон Алексеевич
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Состояние загрязнение воздуха органическими и неорганическими соединениями антропогенного происхождения

1.2 Загрязнение воздуха предприятиями черной и цветной металлургии

1.4 Оборудование для очистки воздуха в помещениях. Преимущества и недостатки.

1.5 Фотокаталитическая очистка воздуха

1.5.1 Обшне принципы действия фотокатазнзаторов на основе ТЮ

1.5.1.1 Первичные процессы фотовозбуждения.

1.5.1.2. Адсорбция и фотопревращения кислорода на поверхности ТЮ

1.5.1.3 Влияние степени гидроксилирования новерхностн ТЮ2 на фотопревращенне кислорода

1.5.2 Адсорбция и превращение на поверхности ТЮ2 различных загрязнителей воздуха.

1.5.2.1 Органические соединения

а Адсорбция органических соединений.
б Превращение органических соединений.
с Механизм фотокаталитического окисления органических соединений
1.5.2.2. Минерализация неорганических соединений.
1.5.3. Влияние различных факторов на эффективность фотокаталитического разложения
1.5.3.1 Влияние паров воды на процессы фотокаталитического окисления.
1.5.3.3. Влияние интенсивности света.
1.5.3.4. Влияние свойств и природы диоксида титана.
1.6 Заключение
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1 Обоснование выбора направления экспериментальных исследований и постановка задачи.
2.2 Материалы и методы
2.2.1 Экспериментальное оборудование и методики анализа
2.2.1.1 Использованные реактивы и материалы
.1.2 Измерительное оборудование
Изучение основных факторов, влияющих на эффективность фотокаталнтической очистки воздуха .
2.3.1 Выбор носителя фотокатализатора
2.3.1.1 Изучение устойчивости образцов материалов к воздействию УФ имучення.
2.3.1.2 Прозрачность образцов носителя для УФ света
2.3.1.3 Статическое сопротивление носителей воздушному потоку и прочность связи носителя с фотокатализатором.
.2 Разработка фото катализатора для воздухоочистительного оборудования.
2.3.2.1 Допирование фото катализаторов платиной
Модифицирование поверхности фотокатазизатора минеральными кислотами.
2.3.2.3 Испытания фотокатазнзаторов
2.3.2.4 Дезактивация фотокаталнзаторов.
2.3.2.5 Выводы по разделу 2.3.
2.3.3 Выбор оптимальной плотности УФ света.
2.3.4 Разработка адсорбционнофотокаталитичсского блока для уничтожения залповых выбросов загрязнителей
2.3.5 Выводы по главе
3 ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ГАЗОФАЗНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ВОЗДУХА В СТАТИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ.
3.1 Изучение фотокаталитичсского окисления ацетона.
3.2 Изучение фотокаталитического окисления бензола и фенола
3.3 Изучение фотокаталитического окисления оксида углерода
3.4 Изучение фотокаталитического окисления аммиака .
3.5 Изучение фотокаталитического окислсни пиридина, цианистого водорода и формальдегида.
3.6 Константы скорости фотокаталитского окисления химических соединений
4. ИСПЫТАНИЯ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОЧИСТИТЕЛЯ ВОЗДУХА В УСЛОВИЯХ ПРИБЛИЖЕННЫХ К УСЛОВИЯМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЦЕХА
4.1 Диффузионная модель очистки воздуха в промышленном помещении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Распределение выбросов в атмосферу от различных производств. Из приведенных данных, очевидно, что металлургическая промышленность занимает ведущее место после электроэнергетики по количеству выбросов, загрязняющих атмосферный воздух вредными веществами, среди которых присутствуют токсические, канцерогенные и мутагенные соединения. Ниже, в табл. Перечень основных загрязняющих вещества, присутствующие в выбросах металлургических производств. Черная металлургия Подготовительные производства Основные металлургические производства Пыль минеральных веществ, , x, СО, С, предельные и непредельные углеводороды Формальдегид, амины, амиды, растворители, соединения серы, ацетилен, фенол, , , 3, , 2 5, . Работа основных и вспомогательных цехов заводов черной металлургии сопровождается выбросами в атмосферу большого количества пыли и газов, содержащих сернистый ангидрид, оксид углерода, сероводород, углеводороды и другие вредные соединения. Количество вредных выделений зависит от перерабатываемого сырья и принятого технологического процесса. Основным сырьем при производстве металлов является железная руда, коксующие угли, флюсы. Валовое выделение пыли и газов на 1 млн. Кроме того, основные цеха завода черной металлургии ежесуточно выбрасывают в атмосферу до т углеводородов. Средствами очистки газа улавливается лишь часть загрязняющих атмосферу веществ, которые содержатся в газах, отводимых от технологических агрегатов в системах газоочистки. Большое количество пыли и оксида углерода выбрасывается в атмосферу неорганизованно, минуя системы газоочистки. Источниками этих неорганизованных выбросов являются места измельчения, сортировки, транспортировки и складирования пылящих материалов, а также зазоры в конструкциях, рабочие проемы технологических линий и цехов др. Анализ эволюции развития методов и способов очистки газовых выбросов от вредных веществ показывает, что до начала XX века основными методами борьбы с вредными выбросами являлись физикомеханические методы. Это объясняется тем, что данные методы реализуются в сравнительно простой аппаратуре, не требуют сложных технологических схем, имеют невысокие энергозатраты на обезвреживание единицы массы вредных компонентов. К тому же воздушный бассейн планеты легко справлялся самостоятельно с утилизацией и обезвреживанием основной массы вредных выбросов. Концентрация вредных веществ на территориях предприятий и в близлежащих окрестностях создавала не только некомфортные условия труда и проживания населения, но и отражалась на состоянии здоровья. Конечно, в этот период о серьезных научных разработках в области общей и производственной санитарии и гигиены труда не могло быть и речи, регламента по нормативам выбросов не существовало как у нас, так и в развитых странах Запада. Поэтому до начала XX века основным методом борьбы с загрязнениями вредными веществами воздуха рабочих зон и населенных близлежащих территорий являлся метод рассеивания газовых выбросов через дымовые и вентиляционные трубы. С начала XX века в большинстве развитых стран уже были заложены основы производственной санитарии и гигиены труда. Появились систематизированные исследования влияния вредных газовых выбросов на человека и окружающий мир. Были сделаны выводы о вредном влиянии многочисленных веществ, выбрасываемых в атмосферу промышленными предприятиями, особенно металлургическими и пороховыми заводами, предприятиями по производству серной кислоты, щелочей, переработки нефти, кожевенными и бумажными фабриками и т. С этого периода началось бурное развитие сухих и мокрых методов очистки газовых выбросов, появилась высокоэффективная техника для очистки воздуха от пыли циклоны, мокрые скрубберы, тканевые и насыпные фильтры. Однако только к началу х годов XX века начало приходить осознание, что физикомеханические методы борьбы с вредными выбросами вряд ли приведут к перелому в борьбе за чистоту воздушного бассейна. При этом основной составляющей вредного выброса стали не пылевидные частицы, а вредные газовые примеси, особенно углеводороды, БОг, ЫОх, СО и др.