02.12.2014
Каталитический «Дожиг» для обезвреживания токсичных выбросов
Технология каталитической очистки газов – достаточно универсальный и прошедший многолетнюю проверку практикой способ решения экологических задач. Он пригоден различным предприятиям, выбрасывающим схожие загрязнения, и может быть применен для очистки от разнообразных органических веществ.
Установка французской фирмы «Окси–Франс», работающая на ОАО «Пластик» в Сызрани, – очередной пример использования подобной технологией.
Установка была запущена в 1975 г. и предназначалась для очистки паровоздушной смеси от содержащихся в ней органических растворителей. Паровоздушная смесь аспирировалась от участков приготовления полимерного матирующего лака и красок от печатно-лакировочной машины отделения нанесения печати. Все указанные участки относятся к производству пленок на основе поливинилхлорида и его смесей с АБС-пластиком.
Принципиальная схема установки приведена на рис. 1.
Паровоздушная смесь с температурой 25–30°С, содержащая пары растворителей (метилэтилкетон, циклогексанон, бутан-2-он) с помощью вентилятора подается в нагревательную камеру, температура в которой поддерживается за счет сжигания пропано-бутановой смеси. В камере паровоздушная смесь нагревается до 550°С и поступает в каталитический
реактор, где в слое катализатора происходит интенсивное окисление паров растворителя.
Рис. 1. Установка каталитической очистки
Каталитический реактор имеет 4 секции, куда загружается 2 т катализатора. Производительность установки – 25 000 м3/ч. Очищенный горячий воздух поступает в рекуператор тепла, где температура снижается до 300°С, далее в дымовую трубу высотой 40 м, после чего рассеивается в атмосфере.
Первоначально в установке использовался катализатор фирмы «Окси-Франс», в 1983 г. он был заменен на отечественный аналог П-4, производства Редкинского завода. Степень очистки от органических растворителей на новом катализаторе оказалась выше. Так средняя степень очистки по метилэтилкетону возросла на 12%, а по циклогексанону на 7% и составила 90–95%.
Катализатор П-4 представляет собой гранулы сферической формы диаметром 4 мм с нанесенным слоем активных компонентов – палладия, хрома и меди. Содержание драгоценного металла (Рd) – 0,05%.
Насыпная плотность катализатора 0,8 кг/дм3.
Производительность катализатора – или его «активность» – связаны с наличием в его составе палладия и высокой удельной поверхностью, равной 120–140 м2/г.
При этом катализатор имеет прекрасные механические свойства: износостойкость не менее 95% и прочность не менее 50 кг/см2, что обеспечивает стабильную работу в течение по крайней мере двух лет
К сожалению, эксплуатация установки связана с очень большим потреблением топлива (углеводородов). Несмотря на проведенную модернизацию: изменение конструкции горелки, увеличение толщины футеровки в печи, изменение конструкции топочного устройства, узла сжигания установки приборов температурного контроля и др., удельный расход газового топлива составляет 4,4 кг/1000 м3 ПВС.
В связи с этим создалась необходимость модернизации установки с целью снижения потребления греющего природного газа. Действующая технология предполагает использование катализатора со сверхнизким содержанием активного металла – платины. Но такой катализатор требует более высоких температур подаваемого на очистку загрязненного выброса. Повышение концентрации платины в катализаторе способно снизить температуру начала реакции – «зажигания», и, следовательно, расход природного газа.
Таким образом, для действующих установок каталитической очистки практически всегда необходим поиск оптимального соотношения цены катализатора и текущих эксплуатационных расходов, которые находятся в обратной зависимости друг от друга.