3.3.Каталитический метод

Каталитическая очистка основана на каталитических реакциях, в результате которых примеси превращаются в безвредные, менее вредные или легко удаляемые соединения.

Суть способа – вступление в реакцию различных веществ при наличии катализатора. Для очистки газов в промышленности используют следующие катализаторы: оксиды железа, хрома, меди, цинка, кобальта, платины и т.д. Данные вещества в процессе газоочистки наносятся на поверхность носителя катализатора, помещенного внутри аппарата-реактора. Необходимо следить, чтобы внешний слой катализатора не был поврежден. В противном случае газоочистка не осуществляется в полном объеме, выбросы в атмосферу вредных веществ превышают допустимые показатели. Требования к оборудованию для производства очистки газов с каждым днем ужесточаются. Следует анализировать уровень выбросов, контролируя весь процесс.

Наиболее крупным источником выбросов в атмосферу твердых частиц - таких как сажа, пыль, зола; газовых примесей - оксидов серы SO2, SO3; азота NOx; а также оксидов углерода CO, CO2 - является энергетика. На долю ТЭС приходится около 60% дымовых газовых выбросов (и в том числе NOx) от общего поступления оксидов азота в атмосферу.

Применение каталитических методов чаще всего ограничивается трудностью поиска и изготовления пригодных для длительной эксплуатации и достаточно дешевых катализаторов. Гетерогенно-каталитическое превращение газообразных примесей осуществляют в реакторе, загруженном твердым катализатором в виде пористых гранул, колец, шариков или блоков.

Основным направлением развития термокаталитических методов является создание дешевых катализаторов, эффективно работающих при низких температурах и устойчивых к различным ядам, а также разработка энергосберегающих технологических процессов с малыми капитальными затратами на оборудование.

По способу взаимодействия газов с катализатором каталитические реакторы подразделяют на следующие; с фильтрующим слоем катализатора; со взвешенным (кипящим) слоем катализатора; с пылевидным слоем катализатора.

Каталитический реактор:

1—катализатор; 2—панельные горелки; 3—кожухотрубчатый теплообменник; I—природный газ; II, III—соответственно выход и вход газов.

Газы поступают в трубное пространство теплообменника и далее в реактор, где смешиваются с дымовыми газами сжигания топлива в панельных горелках, проходят через слой катализатора, а затем через межтрубное пространство теплообменника сбрасываются в атмосферу.