ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТОКСИЧНИХ ПОЛЮТАНТІВ В КАТАЛІТИЧНОМУ РЕАКТОРІ З ФЕРИТНИМ ЗАВАНТАЖЕННЯМ

Анотація

Показано, що потрапляння близько 704344,218 тонн на рік токсичного монооксиду вуглецю в атмосферу України становить серйозну проблему, що повинна вирішуватися на рівні промислових виробництв. Обґрунтовано необхідність розробки технічних рішень щодо зниження викидів монооксиду вуглецю димових газів виробництва електродів. Визначено, що необхідними умовами для вибору каталізатора окиснення монооксиду вуглецю є дешевизна, доступність, поширеність в Україні, високі експлуатаційні характеристики та безпечність під час захоронення. Визначено мету дослідження, що полягає в побудові моделі окиснення СО в трубчастому реакторі на хром-феритному каталізаторі на цеолітовому носії з метою подальшого визначення параметрів обладнання для допалювання газів відпрацьованих промислових печей випалу. Описано принцип роботи реактора із нерухомим шаром каталізатора. Проведено порівняння між звичайним реактором із нерухомим шаром каталізатора та реактором ідеального витіснення. Показано, що під час проведення хімічної реакції, в якій беруть участь два або більше реагентів, перемішування учасників реакції є необхідною умовою її здійснення. На відміну, у реакторі ідеального витіснення перемішування є локальним та відбувається в кожному елементі потоку, а між сусідніми по вісі реактора елементами перемішування немає. Відповідно, у реальному реакторі можна наблизитися до режиму ідеального витіснення, якщо реакційний потік турбулентний і при цьому довжина каналу істотно перевищує його поперечний розмір. Наведено розрахунок каталітичного реактора для окиснення СО для реальних витрат димових газів ПрАТ «Укрграфіт» з температурою від 270 до 390°C, що виходять з камери печі випалювання Рідгамера. Використовуючи модель реактора ідеального витіснення з нерухомим шаром каталізатора, було розраховано параметри течії газової суміші через реактор, завантажений хром-феритним каталізатором на цеолітовому носії, у процесі каталітичного окиснення СО. Підсумовуючи результати моделювання та розробки експериментальної установки для конверсії СО з димових газів, можна зробити висновок, що каталізатори, що ґрунтуються на хром-феритних матеріалах, є ефективними. Розраховані аеродинамічні параметри течії газової суміші (час контакту, швидкість течії, гідравлічний опір шару каталізатора) за заданого вихідного та кінцевого вмісту СО дали змогу визначити параметри контейнерів з каталізатором, які розміщують у вогневих каналах печі випалу типу Рідгамера у ПрАТ «Укрграфіт».