Усовершенствованный адсорбционно-каталитический процесс для очистки отходящих газов от примесей летучих органических соединений

Работа посвящена разработке новых способов осуществления адсорбционно-каталитических процессов для очистки отходящих газов промышленных предприятий от примесей летучих органических соединений (ЛОС). Предложены новые технологические схемы для таких процессов, в частности система с локализованным нагревом части слоя катализатора для инициации горения сорбированных ЛОС и схема с разделением общего адсорбционно-каталитического слоя на параллельные секции с неодновременной их регенерацией. Исследования выполнены при комбинировании экспериментов пилотного масштаба и методов математического моделирования. Показано, что схема с расположением инициирующего нагревателя непосредственно в слое адсорбента-катализатора позволяет весьма существенно (на два порядка и более) уменьшить энергетические затраты на проведение регенерации как в плане удельных затрат энергии на очистку единичного объема отходящих газов, так и в плане требуемой мощности нагревателя. Разделение слоя на несколько секций позволяет в несколько раз снизить максимальные концентрации примесей и температуру газа на выходе из адсорбционно-каталитической системы в ходе ее эксплуатации. Предложенные технологии характеризуются высокой эффективностью очистки газов и низким энергопотреблением и могут найти широкое практическое применение в сфере защиты атмосферного воздуха от выбросов ЛОС.

1. Матрос Ю.Ш., Носков А.С., Чумаченко В.А. Каталитическое обезвреживание отходящих промышленных газов. Новосибирск: Наука, 1991.

2. Zagoruiko A.N. Current Topics in Catalysis. 2012. Vol. 10. Р. 113–129.

3. Загоруйко А.Н. // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 7. С. 691–706.

4. Пат. Великобритании 1582441. 1971.

5. Пат. США 4234549. 1979.

6. Заявка на патент Великобритании 2051761. 1979.

7. Orlyk V.M., Tereshenko A.D., Martcenyuk–Kucharuk M.G., Vorobey A.S., Farafonova I.A. In Proc. «№1st World Congress on Environmental Catalysis», Pisa, Italy, 1–5 May 1995, Societa Chimica Italiana, Roma, p. 671, 1995.

8. Рабинович О.С., Гуревич И.Г., Кисаров В.М., Торопкина Г.Н., Калинкина Л.И. Материалы международной конференции по тепломассобмену. Минск: ИТМО, 1988. С. 80.

9. Бровцева В.М., Иголкина С.М., Калинкина Л.И., Квашнина Е.М., Лабзова Л.В., Торопкина Г.Н. В сб. тезисов 5-й Всесоюзной конференции «Каталитическая очистка газов». Тбилиси: Мецниереба, 1989. С. 75.

10. Супрунов В.Е. В сб. тезисов 4-й Всесоюзной конференции по механизму каталитических реакций. Ч. 2. Москва, 1986. С. 401..

11. Супрунов В.Е. В сб. тезисов 3-й конференции «Нестационарные процессы в катализе». Ч. 1. Новосибирск, 1986. С. 170.

12. Kalinkina L.I., Kisarov V.M., Igolkina S.M., Toropkina G.N., Kvashnina E.M., Gurevich I.G., Fateev G.A. Proc. of Int. Conf. on Unsteady–State Processes in Catalysis, Novosibirsk, USSR, 5–8 June 1990, VSP, Utrecht, p. 525.

13. А.с. СССР 1674933. 1989.

14. Мишаков И.В., Ведягин А.А., Володин А.М., Мякишева М.С. // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. Т. 19. № 1. С. 97–104.

15. Темерев В.Л., Афонасенко Т.Н., Балтахинов В.П., Иост К.Н., Цырульников П.Г. Исследования адсорбционно-десорбционных характеристик образцов на основе ZSM-5 и beta-цеолита, модифицированных Ag, для обезвреживания углеводородов при «холодном старте». Материалы Всероссийской научной молодежной школы-конференции «Химия под знаком Сигма: исследования, инновации, технологии». Омск, 2008. С. 121–123.

16. Opitz B., Drochner A., Vogel H., Votsmeier M. // Applied Catalysis B: Environmental. 144, 203–215 (2013).

17. Sarshar Z., Zahedi-Niaki M.H., Huang Q., Eić M., Kaliaguine S. // Applied Catalysis B: Environmental. 87, 37–45 (2009).

18. Zagoruiko A.N., Kostenko O.V., Noskov A.S. // Chem. Eng. Sci., 51(11), 2989 (1996).

19. Загоруйко А.Н., Костенко О.В., Цырульников П.Г., Томилов В.Н., Сальников В.С., Носков А.С. // Химическая Промышленность. 1997. № 4. С. 278.

20. Salden A., Eigenberger G. // Chem. Eng. Sci., 56, 1605 (2001).

21. Vernikovskaya N.V., Zagoruiko A.N., Chumakova N.A., Noskov A.S. // Chem. Eng. Sci. 54, 4639–4643 (1999).

22. Пат. США 5487869. 1996.

23. Пат. РФ 2102119. 1995.

24. Пат. РФ 2147457. 1997.

25. Пат. РФ 2263539. 2004.

26. Zazhigalov S.V., Chumakova N.A., Zagoruiko A.N. // Chem. Eng. Sci. 76, 81 (2012).

27. Зажигалов С.В., Чумакова Н.А., Загоруйко А.Н. // Известия вузов. Физика. 12/2, 38 (2011).

28. Зажигалов С.В., Чумакова Н.А., Загоруйко А.Н. // Теор. осн. хим. технол., 47 (2), 224–234 (2013).

29. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы. Л.: Химия, 1979.