Разработка и использование катализаторов для синтеза аммиака
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?вления аммиачных катализаторов на термогравиметрической установке и установке высокого давления был исследован ряд промышленных катализаторов (СА-1В, СА-КЖ, А-301-1, АММОМАХ-10) и образцов, приготовленных в лабораторных условиях (железные восстановленные катализаторы с различным содержанием промоторов и отличающимися условиями приготовления).
. Результаты экспериментов, проведённых на термогравиметрической установке позволили оптимизировать температурный режим восстановления катализаторов синтеза аммиака на установке высокого давления: образцы выдерживались в интервале температур 350-525С.
. Анализ режима восстановления для P=50 атм., W=30000 ч-1 показал возможность сокращения времени выдержки при температурах: 375С - до одного часа, 400С - до двух часов, 425С - до трёх часов, 450С - до трёх часов, 475С - до трёх часов, в зависимости от типа катализаторов. Для китайских образцов на основе вюстита возможно прекращение выдержки уже при 475С.
. Анализ внеколонного восстановления при атмосферном давлении и W=15000 ч-1 показал возможность сокращения времени выдержки при температурах 375С - до трёх часов, 400С - до двух часов, 425С - до двух часов, 450С - до трёх часов, 475С - до 3,5 часов, 500С - до семи часов, 525С - до одного часа.
. Рациональные режимы восстановления позволили сократить общее время процесса без потери активности на 13-16 часов при атмосферном давлении и на 13-20 часов при давлении 50 атм.
5. Приложения
5.1 Охрана окружающей среды
5.1.1 Введение
Охрана окружающей среды - это совокупность мероприятий, направленных на рациональное использование, сохранение и воспроизводство природных ресурсов, используемых человеком в народном хозяйстве. Сбережение атмосферы Земли, её недр, фауны и флоры - залог сохранения природных условий развития человеческого общества.
Воздействие населения планеты на её природу приобрело глобальный характер с середины прошлого столетия. Из года в год из недр Земли добывается более 100 млрд. т различных пород, топлива и выбрасываются в атмосферу сотни миллионов тонн оксидов азота и углерода, CO2 и SO2, более 400 млн. т твердых частиц сажи, золы и пыли; сбрасывается в реки, моря и океаны около 10 млн. т. нефти и нефтепродуктов, порядка 600 млрд. т бытовых и промышленных стоков. Химическая промышленность входит в десяток основных источников загрязнений, а также является одним из основных потребителей природных ресурсов. В свою очередь неорганическая химия - одна из основных составляющих отрасли, для неё характерны крупнотоннажность и энергоёмкость. Поэтому охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов, несомненно, важный вопрос в технологии неорганических веществ.
Прежде всего, необходимо уделять внимание очистке вредных выбросов. Важно совершенствовать и внедрять новые технологические схемы производства, позволяющие возвращать в цикл часть тепловых и материальных потоков, чтобы использовать долю отходов в качестве вторичного сырья. Водопотребление должно быть замкнутым.
5.1.2 Экологическая характеристика технологической схемы
С точки зрения экологии данная работа, посвященная вопросам оптимизации условий восстановления катализаторов синтеза аммиака, что должно позволить, в конечном счете, более рационально использовать сырьё и энергоресурсы и снизить нагрузку на окружающую среду.
Цель данной дипломной работы - исследование процесса восстановления катализаторов синтеза аммиака.
Процесс исследования катализаторов проходит по замкнутой схеме. Аммиак из баллона поступает в прямой крекер и разлагается на азото-водородную смесь (АВС) стехиометрического состава. Далее АВС после очистки поступает в колонну с образцами, где образуется аммиак. разлагается на азото-водородную смесь в обратном крекере и поступает в голову процесса.
Рис.11. Блок-схема процесса.
Как видно из схемы, образуются два вида отходов: раствор сульфата аммония (NH4) 2SO4 (0,05М) с некоторым содержанием аммиака в количестве около сорока литров за один цикл и катализаторная пыль (0,1 - 0,3 процента от загрузки 8 г, т.е.0,008 - 0,024 г).
Табл.9. Отходы производства.
Вид отходовКоличество Раствор (NH4) 2SO4 (от 0,01 до 0,05М) 40 лКатализаторная пыль (Fe3O4) 0,008 - 0,024 г
5.1.3 Переработка и обезвреживание газообразных отходов
В процессе работы установки газообразные отходы не образуются.
5.1.4 Переработка и обезвреживание жидких отходов
Табл.10. Жидкие отходы производства.
Состав стоковКонцентрация, г/лТемператураОбщее количество, м3Вода, содержащая аммиак, сульфат аммония0,26,615-200,06
Сброс периодический, до 0,001 м3/час, загрязнен механическими примесями, направляется в канализацию. Тип канализации - хозяйственно-бытовая. (В лаборатории имеется 8 приемных устройств и 8 гидрозатворов, предназначенных для предотвращения проскока вредных веществ и пожароопасных веществ (паров) из канализации в помещение и воспрепятствования распространению огня в случае пожара).
5.1.5 Переработка и обезвреживание твердых отходов
Твердыми отходами являются отработанные катализаторы. Отработанные катализаторы направляются на переработку на заводы-производители.
5.1.6 Экономическая оценка природоохранных предприятий
1. Оценка ущерба от загрязнений гидросферы.
Схема 1: Обезвреживание сточных вод.
Общая величина ущерба от загрязнения