Лесная техника

Реакции окисления или восстановления токсических веществ происходят в поверхностном слое катализатора. В связи с этим оказывается целесообразным применение катализаторов, нанесенных тонким слоем на внешнюю поверхность химически инертного материала, называемого носителем. По виду геометрических форм носителя различают каталитические нейтрализаторы с гранулированным носителем и блочным или монолитным носителем. Гранулированный носитель  выполняют чаще в форме шариков диаметром 2 – 5 мм (рис. 17, а), а также в форме цилиндрических тел, колец и т.п. Чем меньше размеры гранул, тем выше степень превращения. Однако следует учитывать, что с уменьшением размеров гранул возрастает гидравлическое сопротивление нейтрализатора. 

Гранулы изготавливают обычно из окиси алюминия Al2O3, алюмосиликатов или из окислов кальция, циркония, бериллия. Насыпная масса гранулированного носителя составляет 0,4 – 0,8 г/см³ ;удельная площадь «активной» поверхности, вычисленная по поверхности пор, 50 – 100 м²/г.

Гранулы с нанесенным на их поверхности катализатором помещают в пространство между двумя перфорированными решетками из листовой жаропрочной стали с приваренной к ним металлической сеткой. Этот узел каталитического катализатора называют реактором. Реактор устанавливают в корпусе из жаропрочной стали, который имеет входной и выходной патрубки (рис.17, б).

В блочном или монолитном носителе отработавшие газы проходят по поперечным каналам, образованными тонкими стенками единого, монолитного тела-блока (рис. 17, в). В поперечном сечении каналы имеют треугольную, прямоугольную или круглую форму.

 Гидравлический диаметр каналов равен 1 – 2 мм. Чем меньше размеры поперечного сечения и тоньше стенки каналов, тем больше число каналов, приходящихся на единицу площади блока (плотность расположения ячеек),  и тем больше площадь активной поверхности катализатора, меньше размеры и масса реактора и нейтрализатора  при заданном расходе отработавших газов.

Плотность расположения ячеек нейтрализатора составляет 30 – 60 1/cм², а в некоторых конструкциях она повышена до 95 1/ cм². Отношение суммарной площади поперечного сечения каналов к общей площади блока равно 0,65 – 0,70. Необходимо учитывать, что по мере уменьшения поперечного сечения канала повышается их гидравлическое сопротивление.

Блочные носители изготавливают из окиси алюминия, кордиерита, муллита и т.п. Площадь активной поверхности материала носителя, как правило, недостаточна (до 0,5 м²/г), поэтому эффективность нейтрализатора оказывается невысокой, если слой катализатора наносят непосредственно на материал носителя. Чтобы повысить площадь активной поверхности катализатора до необходимой величины (8 – 10 м²/г), поверхность носителя покрывают тонким слоем окиси алюминия.

4 Responses to “Реакции окисления”