Беспламенное сжигание метана на палладиевых и оксидных катализаторах
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ределы обнаружения составляли по: метану - 0,01%, СО - 0,001% и СО2 - 0,01%. Процедура обработки включала следующие этапы:
Представление в графической форме (рис.24) первичной информации об изменении концентрации СН4 и СО2 во времени.
Рис.24. Первичная информация о составе газовой смеси () СН4, (^) СО2 (Вж) СО
Обработка первичного массива данных с преобразованием к степени превращения метана от времени (рис.25).
Рис.25. Зависимость степени превращения метана при ступенчатом нагревании реактора
Представление данных в форме температурной зависимости степени превращения, основываясь на значениях , характеризующих стационарное состояние при каждой температурной паузе (рис.26).
Рис.26. Вид зависимости степени превращения метана от температуры после обработки первичной информации
Степень превращения () метана вычисляли по уравнению:
где - -степень превращения метана;
- процентное содержание метана на входе и на выходе;
- скорости газового потока на входе и на выходе соответственно.
Поскольку объем газовой смеси в результате реакции изменялся незначительно (СН4=2,5%) то, выражение для степени превращения приобретало вид:
Модифицирование промышленного катализатора НТК-10-7Ф
Промышленный катализатор НТК-10-7Ф разработан в Новомосковском институте азотной промышленности (НИАП). Катализатор предназначен для очистки отходящих газов от органических примесей (ксилол, толуол, бензол, стирол, кумол, ацетон, этилацетат, бутанол, бутилацетат, нитрил акриловой кислоты, циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, крезольные и бескрезольные лаки и др.) и оксида углерода методом глубокого окисления. [информация взята из каталога НИАП]
Выпускаются следующие модификации катализатора: НИАП-10-04 (НТК-10-7Ф) и НИАП-15-06 в не прокаленном виде и НИАП-15-05 и НИАП-15-07 в прокаленном виде.
Таблица 11
Технические характеристики
Техническая характеристика (ТУ 113-03-00209510-76-95) НТК-10-7Ф (НИАП-15-04) Внешний видГранулы цилиндрической формы серого и серо-зеленого цветаРазмеры, мм Диаметр Длинна 5,00,5 или 6,00,5 4,0~15,0Насыпная плотность, кг/л1,15~1,45Механическая прочность: Индекс прочности на раскалывание, кг/мм диаметра гранулы не менее 1,7 1,0Химический составCuO, Mn2O4, ZnO, Al2O3, CaO
Эксплутационные показатели катализатора НТК-10-7Ф:
возможность достижения высокой степени очистки (91~99,9%) при относительно низких температурах (250~450С);
высокая термостабильность;
высокая стойкость к истиранию;
высокая активность при очистке газовых выбросов от органических соединений различного состава.
Выпуск катализаторов осуществляет ОАО "НИАП" в виде гранул, таблеток или колец.
В товарном продукте гранулы катализатора представляют собой углекислые соли металлов, поэтому, предварительно катализатор разлагали в муфельной печи при температуре 400С, в течении часа.
Для модифицирования промышленного катализатора проводили пропитку гранул катализатора раствором нитрата церия с различной концентрацией. Последовательность операций при проведении процедуры модифицирования показана в виде схемы на рис.27.
Рис.27. Последовательность операций при приготовлении модифицированного катализатора НТК-10-7Ф
Использовались 0,5, 1,0, 2,0-х молярные растворы церия. Для обеспечения равномерного распределения раствора церия по пористой структуре НТК-10-7Ф пропитку проводили при нагревании до 80С, с последующим охлаждением катализатора в растворе.
После охлаждения катализатор сушили и прокаливали в печи при 350С в течении часа для удаления молекулярно связанной воды.
Концентрацию нитрата церия, фиксированного в пористой структуре катализатора, определяли по разности масс. Например, для одно-молярного раствора увеличение массы катализатора составило порядка 4,74 масс. %.
Для тестирования гранулы катализатора размалывали, просеивали и отбирали фракцию с размером частиц 0,063<x<0.125 мм.
Для выравнивания температуры по слою катализатора и для улучшения теплообмена при тестировании использовали смесь катализатор-балласт (Al2O3) в массовом соотношении 1/10. Для обеспечения равномерного смешивания размер частиц балласта варьировался в тех же пределах что и размер частиц катализатора. После этого проводили исследования каталитической активности на установке (рис.23).
Список литературы
1.Forzatti P. /Catalysis Today.83 (2003) 3.
2.Cimino S. et al. /Catalysis Today.83 (2003).33.
.Carroni R. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 157.
.Di B. A. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 171.
5.Lyubovsky M. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 183.
.Yasushi O. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 247.
7.Ersson A. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 265.
8.Shinichi K., Dalla Betta R. /Catalysis Today.83 (2003) 279.
.Sohn J. M., Kim M. R. and Woo S.I. /Catalysis Today.83 (2003) 289.
.Spivey J. J. /Industrial and Engineering Chemistry Research.26 (1987) 2165.
.Trimm D. L. /Applied Catalysis.7 (1983) 249.
.Prasad R., Kennedy L. A., Ruckenstein E. /Catalysis Reviews-Science and Engineering.26 (1984) 1.
.Pfefferle L. D., Pfefferle W. C. /Catalysis Reviews-Science and Engineering.29 (1987) 219.
.Ismagilov Z. R., Kerzhenzev M. A. /Catalysis Reviews-Science and Engineering.32 (1990) 51.
.Zwinkels M. F. M. et al. /Catalysis Reviews-Science and Engineering.35 (1993) 319.
.Caronni R., Schmidt V., Griffin T. /Catalysis Today.75 (2002) 287.
.Gelin P., Primet M. /Applied Catalysis B: Environmental.39 (2002) 1.
18.Cerri I. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 19.
19.Gelin P. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 45.
.Lyubovsky M. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 71.
.Ibashi W., Groppi G., Forzatti P. /Catalysis Today.83 (2003) 115.
.Robbins F. A., H. Zhu, Jackson G. S. /Catalysis Today.83 (2003) 141.
23.Ersson A. et al. /Catalysis Today.83 (2003) 265.
24.Hicks R. F. et al. /Journal of Catalysis.122 (1990) 295.
.Hicks R. F. et al. /Journal of Catalysis.122 (1990) 280.
.Oh S. E., Mitchell P. J., Siewert R. M. /Journal of C