Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Очистка отходящих газов от диоксида серы на основе катализатора из отходов производств

Диссертация: Очистка отходящих газов от диоксида серы на основе катализатора из отходов производств
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В работе проведен анализ состояния проблемы очистки газовых выбросов от диоксида серы на примере работы теплоэлектростанций и представлены данные о расходе топлива основными предприятиями теплоэнергетического комплекса Республики Татарстан. Сезонное использование мазута в качестве топлива на теплоэлектростанциях Республики Татарстан привело к большим газовым выбросам диоксида серы. Содержание… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ БОз
    • 1. 1. Мониторинг проблемы и анализ способов очистки отходящих газов от ЭОг
    • 1. 2. Анализ закономерностей процесса окисления 802 в БОз
      • 1. 2. 1. Анализ закономерностей механизма и кинетики гомогенной реакции окисления БОг в БОз кислородом воздуха
      • 1. 2. 2. Анализ закономерностей механизма и кинетики гетерогенной реакции окисления 80 г в 803 на различных катализаторах
        • 1. 2. 2. 1. Закономерности процесса на катализаторах на основе платины
        • 1. 2. 2. 2. Закономерности процесса на катализаторах на основе пентоксида ванадия
        • 1. 2. 2. 3. Закономерности процесса на катализаторах на основе оксидов железа
        • 1. 2. 2. 4. Анализ гидравлического сопротивления различных катализаторов
        • 1. 2. 2. 5. Анализ причин отравления и уменьшения надежности различных катализаторов
    • 1. 3. Анализ технологии изготовления различных катализаторов для интенсификации реакции окисления 802 в 80з
      • 1. 3. 1. Анализ основных процессов производства катализаторов
      • 1. 3. 2. Анализ технологии производства катализаторов на основе бариевой алюмованадиевой контактной массы (БАВ)
      • 1. 3. 3. Анализ технологии производства катализаторов кипящего слоя (КС)
      • 1. 3. 4. Анализ технологии производства катализаторов на основе сульфованадат-диатомитовой массы (СВД)
    • 1. 4. Анализ конструкций реакторов для каталитического окисления БСЬ в БОз и методики их расчета
    • 1. 5. Постановка задачи
  • ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
    • 2. 1. Описание экспериментальной установки
    • 2. 2. Описание методик
      • 2. 2. 1. Методика получения
      • 2. 2. 2. Методика определения концентрации 802 В газе
      • 2. 2. 3. Методика определения 80з в газе
      • 2. 2. 4. Методика определения паров воды в газе
      • 2. 2. 5. Методика определения брызг и тумана Н2804 в газе
      • 2. 2. 6. Методика определения пористости катализаторов
      • 2. 2. 7. Методика определения гидравлического сопротивления слоя катализатора
  • ГЛАВА 3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ 802 В 803 НА КАТАЛИЗАТОРАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
    • 3. 1. Исследование механизма и кинетики процесса каталитического окисления 802 в 803 на различных катализаторах
    • 3. 2. Исследование гидравлического сопротивления гранулированных, сотовых и стружечных катализаторов
  • ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РЕАКТОРОВ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
    • 4. 1. Разработка и описание конструкции промышленных аппаратов для интенсификации процесса каталитического окисления 802 в
    • 4. 2. Регенерация отработанного катализатора типа СВД
    • 4. 3. Изготовление гранулированных, сотовых и пластинчатых катализаторов из шлама Заинской ГРЭС
    • 4. 4. Изготовление катализатора из стальной стружки
    • 4. 5. Расчет предотвращенного эколого-экономического ущерба от внедрения двухстадийной очистки отходящих газов производства серной кислоты от диоксида серы
  • ВЫВОДЫ
  • СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Очистка отходящих газов от диоксида серы на основе катализатора из отходов производств (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Сокращение выбросов токсичных веществ в атмосферу является одной из важнейших задач современных производств. В числе этих задач очистка отходящих газов от диоксида серы является одной из наиболее сложных научно-технических проблем. Большое количество газовых выбросов, содержащих БСЬ образуется при работе металлургических заводов, теплоэлектростанций и химических предприятий. Например, в 2010 году относительная доля газовых выбросов 802 только от стационарных источников в валовых выбросах в атмосферу Республики Татарстан составила 6%.

В работе проведен анализ состояния проблемы очистки газовых выбросов от диоксида серы на примере работы теплоэлектростанций и представлены данные о расходе топлива основными предприятиями теплоэнергетического комплекса Республики Татарстан. Сезонное использование мазута в качестве топлива на теплоэлектростанциях Республики Татарстан привело к большим газовым выбросам диоксида серы. Содержание серы в мазуте достигает 2,5%. Количество газовых выбросов 802 по Республике Татарстан в 2010 году составило 17 тыс. тонн.

Анализ различных способов очистки отходящих газов от диоксида серы показал, что наиболее эффективным является двухстадийный способ, включающий на первой стадии каталитическое окисление 802 в БОз с последующим получением продукционной серной кислоты методом абсорбции БОз.

На сегодняшний день для процесса окисления 802 в ЭОз кислородом воздуха существует множество катализаторов, отличающихся по форме и составу. В промышленности широкое распространение получил катализатор па основе У205. Однако стоимость пятиокиси ванадия относительно высока, а надежность катализатора на основе У205 на практике не более трех лет. Из литературных данных известно, что Сг203 и Ре20з также являются эффективными катализаторами для данной реакции. Следует отметить, что У205, Сг203, Ре203 имеются в большом количестве в отходах различных производств. Например, при работе теплоэлектростанций на мазуте накапливается большое количество шламовых отходов, содержащих смесь У205 и Ре203. Только в шламонакопителе Заинской ГРЭС содержится около 15 тыс. тонн шлама, в котором около 1 тыс. тонн V205 и около 8 тыс. тонн Ре20з. В этой связи были разработаны и исследованы катализаторы для окисления БСЬ в 80з из отходов различных производств.

Большой вклад в теоретические основы процесса каталитического окисления 802 в 80з внесли труды ученых Новосибирского института катализа.

Однако анализ закономерностей механизма и кинетики процесса окисления Б02 в Б03 на различных катализаторах показал, что известные уравнения скорости реакции окисления диоксида серы существенно отличаются друг от друга. Прежде всего отличается величина порядка реакции при концентрации Б02 и 02.

На основе экспериментального исследования закономерностей механизма и кинетики процесса окисления 802 в 803 на различных катализаторах выполнено обобщение и математическое описание кинетики процесса, раскрыта температурная зависимость константы скорости и величина энергии активации.

Исследовано гидравлическое сопротивление и эффективность полученных образцов катализаторов из отходов производств.

Выполнен расчет величины ожидаемого предотвращенного эколого-экономического ущерба от внедрения установки очистки газов от диоксида серы.

выводы.

1. Выполнен мониторинг состояния проблемы очистки отходящих газов от Б02 в различных отраслях промышленности.

2. На основе экспериментального закономерностей механизма и кинетики процесса окисления 80? в 80, на различных катализаторах: выполнено обобщение и математическое описание кинетики, раскрыта температурная зависимость константы скорости и величина энергии активации.

3. Созданы высокоэффективные катализаторы из отходов различных производств разработана технология их промышленного производства в виде: гранул, сотовых блоков и оребренных пластин. Исследовано гидравлическое сопротивление и эффективность полученных образцов. Разработаны конструкции компактных опытно-промышленных реакторов для каталитического окисления 802 в 80з.

4. Выполнен расчет величины ожидаемою предотвращенного эколого-экономического ущерба от внедрения установки очистки газов от диоксида серы. Предотвращенный эколото-экономпческий ущерб составля 58 339 700 руб./год.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Промышленная экология. Основы инженерных расчетов / C.B. Фридланд и др. М.: Колос, 2008. — 176 с.
  2. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2010 году». М.: 201 1. — 571 с.
  3. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2010 году». Казань, 2011. — 428 с.
  4. , A.C. Инженерно-экологический справочник, в 3 т. Т.1. / A.C. Тимонин. Калуга: Изд. Н. Бочкарсвой, 2003. — 917 с
  5. , А.Г. Технология серной кислоты. Учебное пособие для вузов. / А. Г. Амелин 2-е изд., перераб. — М., Химия, 1983. — 360 с.
  6. , Н.Л., Боресков Г. К., Слинысо M Г. Технология серной кислоты / Н. Л. Аркин, Г. К. Боресков, М. Г. Слипько. под ред. проф. K.M. Малина. — Л.: Госхимиздат, 1950.-570 с.
  7. , Н.М., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики / Н. М. Эммануэль, Д. Г. Кнорре. М.: Высш. шк., 1984. — 463 с.
  8. , М.Г. К истории произволе та серной кислоты контактным способом в России / М. Г. Слинько // Катализ в промышленности. 2003. -№ 5.-С. 43−50.
  9. , В.В. Современные представления о механизме и кинетике окисления сернистого ангидрида на ванадиевых катализаторах / В.В. Илларионов//Жури. Общ. Химии. 1954.-24 вып. № 1. — С. 23−29.
  10. , В.В. Некоторые особенности кинетики окисления двуокиси серы низких парциальных давлений па железооксидном катализаторе / В. В. Денисов // Журн. Общ. Химии. 1954 .-15 вып. № 2. С. 35−38.
  11. , И.П. Технология катализаторов / И. П. Мухленов и др. -под ред. проф. И. П. Мухленова. Л.: Химия, 1979.-328 с.
  12. , И.И. Инженерная химия reieporeinioiо катлиза / И. И. Иоффе, Л. М. Письмен. М.: Химия, 1972. — 462 с.
  13. Simon, A. A. Simon, H. Scheibe, К. Pohl. // Z. anorg. Chem. 1962. 61, №½.-S. 61−75.
  14. VDI-Richtlinien 3476. Katalytische Verfahren der Abgasreingung, VDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 6.-1988.
  15. . A.K. Очистка газов oi оксидов азота / НИИТЭХим. М., 1975. — с. 68. (Обзорная инфом.).
  16. , Н. / Catalytic Redaction of Nitrogen Oxides. A Review on the Technology / H. Bosch, F. Janssen // Catalysis Today.- 1987.-V.4.-№ 4. P. 369 521.
  17. Kainer, H. Katalysatoren aus Eisenoxid erschliessen neue Einsatzfelder / H. Kainer, H.-E. Buhler, C. Flockerhaus n.nergic. 1988. — № 10. — S. 56−61.19. Патент США 3 032 387, 1962.20. Патент ФРГ 108 893, 1960.21 Патент США 3 008 796, 1961.
  18. , Н.М. Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств / Н.М. 11опова. М.: Химия, 1991. — 175 с.
  19. М.Ю. Исследование кинетики реакции восстановления оксидов азота аммиаком на различных канализаторах / М. Ю. Лазарев, И. А. Махоткин, Ф. Ш Шарафисламов // Вес шик Казанского технологического университета. -2012. Т. 15, № 7, — С i < -15
  20. Р.Ш. Дифференциальный и интегральный методы определения кинетических параметров / Гаинутдинов P.ILI., Лазарев М. Ю. //Вестник Казанского 1ехнологического унпверси 1ета. 2012. — Т. 15, № 8.- С. 14−18.
  21. Махоткин А. Ф, СосновскпП В. И, i олбев Л.Г. О механизме процесса восстановления окислов азот // Межвузовский сборник «Вопросы кинетики и катализа».- Иваново, ИХТИ, 1981
  22. В.М. Абсорбция гаюв. ~М.: Химия, 1976.-656с.
  23. Коллектив авторов. Вопросы жономики основной химической промышленности.-J1. Химия, 1971.-С.51
  24. И.Н., Поспелова ОС., Чапыжнпкова В. И. // Труды Москов. хим.-технол. ин-та им. Д. И. Менделеева, 1955 -Вып 21.-С 105.
  25. А.П. // Журнал прикладной химии.-1946.-Т.19.-№ 10, -С. 1181 --1947.-Т.20.-№ 11 -С. 1145
  26. П.П. Сборник исследовательских работ. -Л.: ОНТИ, 1936.-275с.
  27. Юшкевич И Ф., Уразаев А. Л, Соловьева Л. С. // Журнал прикладной химии-1930 -Т.7-№ 28-С.1889- -193 1.-Т.8.-№ 5.-С.478- ~№ 7.-С.581- -№ 15.-С. 16.
  28. Н.Ф., Соловьева Л С // Журнал прикладной химии. -1932.-Т.9.-№ 1.-С.23.
  29. P.A., Петров В. И., Махоткин А. Ф. Основы сокращения газового выброса при концентрировании серной кислоты // Абсорбция газов: Тез. докл. 3-го Всесоюз. совещ,-1 аллпнн, 1986.
  30. .И., Ужов В. Н. Ошстка промышленных газов фильт-рами.-М.: Химия, 1970.-273с.
  31. А.И., Винтер А.А // Изв. вузов. Химия и хим. технол. -1966.-№ 6.-С.970−974--1967.-№ 1.-С. 102−106 // Теор. осн. хим. технол,-1967. -'1.1 .-№ 4.-С.481 -487
  32. Westerterp K.R., Van Diercndonk L L. Kraa I. A. // Chem. Eng. Sei.-1963.-V. 18 -N3.-P. 157−176.
  33. V., Maurhoverova I. // Chem. Eng. Sci.-1970.~N 25.-P.787.
  34. Химический метод опредепенпя межфазной поверхности в системе газ-жидкость: Метод указания / С) ст Mjxoikhh А.Ф., Поздеева А. Ф., Колпащикова И. Е., Махоткип И. А. Казан, юс. технол. ун-т.-Казань, 2001.-20с.
  35. Jasten G.E.I I., Dankwerst P.V. // Chem. L ng. Sei-1973.-V.28.-N 2.
  36. Kolev Nicolai // Verfahrenstechnik-1973.-V.7.-N 3.-P. 71−75.
  37. Cook A.L., Moore E.//Chem. Fng. Sei -1972 -V.27.-N 3-P.605−613.
  38. M.X., Армаш A.C. //Журнал прикладной химии.-1966-T. 39.-№ 7.-C. 1487
  39. А.П. Технический анализ. Изд. 2-е. М.: Госхимиздат, 1968 -268 с.
  40. Исследование и расчет профи! я давлений и гидравлического сопротивления: Метод, указания /Сост. Махоткин И. А., Останин Л. М., Махоткин А. Ф. Казан.гос. технол ун-i Казань. 2003.-8с.
  41. Т., Пигфорд Р., Уилки Ч Массопередача. Пер. с англ.-М.: Химия, 1982 696 с
  42. Ф. Измерение ief.iupaTyp в технике: Справочник / под редакцией Чарихова Л.А.-М.: Металлургия, 1980, — 543с.
  43. Ю.С., Березин 13.Г. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха М.: Химия, ! 98 125бс.
  44. Н.И., Коган А.М, Криница Г. И. Гидравлическое сопротивление и удельная поверхносп, зернистых материалов // Химическая промышленность.-! 977.-№ 2.-С.67−6<"
  45. Р.Х., Шафигуллин А. Б. Термокатали гическое дожигание отбросных газов нефтехимических произволе из // Промышленная и санитарная очистка газов.-1975.~№ 4 С. 1 7−1 8.
  46. Красильни ков В.В., Тухватуллин И М, Бусьп ин А.П., Махоткин И. А. и др. Каталитическое окисление оксида уиюрода (II) для очистки газовых выбросов.//Тезисы докл. научной сессии К1 1 У. Казань, 1999.-С.44.
  47. В.В., Тухва1уллпн П.М., Колпащикова И. Е., Махоткин И. А. Очистка газовых выбросов 01 углеводородов // Тез. докл. научной сессии. КГТУ-Казань, 1999.-С.44
  48. Д.Б., Друзь В.А Введение в теорию гетерогенного катализа.-М.: Высшая школа, 1981.-215с
  49. Г. М., Лебедев В. М. Химическая кинетика и катализ.- М.: Изд-воМГУ, 1961.-34 8с.
  50. О.М. Лекции по теории гетерогенного катализа,— М.: Изд-во МГУ, 1968.-155с.
  51. В.В., Бусыгин VII . Ворожцов Ю. Г., Махоткин И. А. Исследование процесса очистки отходящих 1азов от оксида углерода. Матер. Всесоюзн. науч. техн. конф., поев. 90-летшо Арша М.М.- Казань, 1999.
  52. , Г. И. Гетерогенно-катали гпческие реакции с участием молекулярного кислорода.-Киев: Наукова Д) мка, 1977.-360с.
  53. Каталитические свойства веществ: / Справочник под общ. ред. Гороховского Я.Б.- Киев: Наукова Думка, 1977.-Т. 4.-296с.
  54. В.В., Бусыгин АН. Махоткин И. А. Исследование процесса очистки сложных газовых смесей на железооксидном катализаторе.
  55. Тез. докл. научной сессии. КГТУ, — Каза,.ь, 2000 -С.69.148
  56. Красильников В.В., MaxoiKini А.Ф., Шарафисламов Ф. Ш. Исследование кинежки процесса окисления аммиака на различных катализаторах для минимизации выброса в ашосферу. Oine’i по дог. № 15/99 НТ, КМИЦ III. -Казань, 2000.
  57. В.В., Махопспп ИД., Ворожцов Ю. Г. Исследование очистки отходящих газов от окиси умерода на различных катализаторах // Тез. докл. научпе-техн. и учебно-меюд. конф. «Экологическое образование и охрана окружающей среды». КГТУ, — Казань, 1999.
  58. В.И., Фисак 13.11. Термическое обезвреживание промышленных газовых выбросов, —, «лма-Ата: Наука. Каз. ССР, 1978.—250с.
  59. Р.Х., Самойлов 1 I.A. Теория и практика каталитической очистки отходящих газов. -Уфа.: Гил см, 2002.-252с.
  60. Ч. Промышленные какти ические процессы и эффективные катализаторы М.: Мир, 1973. 383с
  61. Попова 11.М. Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств.- М.: Химия, 1991 -175с
  62. Пат. № 585 801 СССР. Способ получения покрытой подложки / Паоло Дела Порта, Бруно Феррарио, Лджсло Кап талуппи // БИ.-1977.~№ 47.
  63. Г. А. Принципы приготовления катализаторов в виде пленочных мегаллоксидных сiрукi>р // Научные основы приготовления и технологии катализаторов.- Новосибирск УрО АН СССР, 1990.-С.94−107.
  64. Bosch Н., Jansen F. Catalytic Redaction of Nitrogen Oxides. A Review on the Technology//Catalysis Technogy //Catalysis 3 oday.-1987.-V. 4-N4.-P.368−521.
  65. Heck R, Bonacci J. С, Chen M. Catalytic Aii Pollution Controls conimnercial Development of SCR foi NO, // 80 th Annual Meeting of APCA New York, — June 21−26.-1987.
  66. Ю.С., Еремин Л. М. Алфеев А.А. Современное состояние исследований по денитрификацип дымовых ¡-азов ТЭС // Известия РАН -1997. -№ 5 -С.74−100. (Сер. Энертпкл).
  67. Р.Х. Очистка ызов в >словпя гетерогенно-гомогенного механизма окисления примесей //Скислиельный катализ в химической технологии и промышленной экологии Свердловск: УрО АН СССР, 1990.-с.789.
  68. Власенко В 11 Каталитические- меюды очистки iазовых выбросов// Роль химии в охране окружающей среды- Киев: Наукова Думка, 1983.— с. 15−28.
  69. Я.Б., Корниенко 1 .П., Шаля В. В. Гегерогенно-гомогенные реакции.- Киев: 1 ехника 1972 -204с
  70. Новые высокие технологии для тзовои и неф1яной промышленности, энергетики и связи». -Казань, 1098.
  71. Патент РФ № 2 111 046. Способ каталитической очистки отходящих газов от оксидов азота / Махогкин А. Ф., Сухарников А. Е., Хайруллин Р. Г., Шкедов В. М. // КГТУ. Казань, 1998.
  72. Технические условия разработанного лселезооксидного катализатора-(ТУ 2178−002−27 897 981).
  73. Каталитические свойства вещееi в: Справочник под общ. ред. Горо-ховатского Я. Б. Том.4.-Киев: Наукова Думка, 1977.-296с.
  74. К.Е. Техника физико-химических исследований.- М.: Госхимиздат, 1954, 342с.
  75. ГОСТ 14 322–73. Оандаршые диафрагмы. Общие техническиеIтребования. Типоразмеры с/= мм. -М.: Изд. Стандартов, 1973.- 8с.
  76. РД 50−213−80. Правила и ¡-мерения расходов газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. М.: Изд. Стандартов, 1982. -12с.
  77. Г. Гидродинамика (методы, факты, подобие).Пер. с англ. И. Б. Погребельского, М.: Изд. Иное гр.лит-ры, 1963. 347с.
  78. A.M. Масштабный переход в химической 1ехноло1ии. М.: Химия, 1980. — 319с.
  79. Каталитические методы очитки воздуха от органических веществ. Обзорная информация, серия «ХМ-14» / Чоропкина Г. П., Калинкина Л. И., Малышева Л. И. и др. ЦИНТИхимнефтемаш.- М., 1977.-71с.
  80. Siemens. Siemens SCR lechnology for Utility Boilers. Catalog.
  81. Operating Experience with NOx Abatement at Stationary Sources. Texte 12/94. UBA 3RD- Berlin, 1994.
  82. Emission Control at Stationaiy Sources in the Federal Republic of Germany. V.l. Sulfur Oxide and NIiiolc i Oxide Emission Control. UBA 1997.
  83. Kobayashi Toshio, Jnoue 1 lakuai, yagi Sakae 4 Karaky koraky, Chem.
  84. Eng. Japan.-l966.~V.30.-N12.-P. 1147−1 148.
  85. Onda Kakusaburo // J. Chem. Lnng, Japan 13.-V. 1 -P.62.
  86. Расчеты по технологии неорганических веществ. Учебное пособие длявузов: изд. 2-е, перераб./ под ред. проф. М.Е. 1 Гозипа. Л., Химия, 1977.
  87. К.В. В кн.: I кг чные основы подбора и производства катализаторов. Новосибирск, Наука, 1964, с. 195-! 97.
  88. Д.Ф. В кн.: Вангдиевые катализаторы для контактного производства ссриой кислоты. М., Госчимиздат, 1963, с. 114−124.
  89. .В., Топчиева К. В., Столярова JI.B. и др. Кинетика и катализ, 1970, г. 11, № 6, с. 1525−1530
  90. Н.И., Макарова Е. И. В кн.: Ванадиевые катализаторы для контактного производства серной кислоты. М., Госхимиздат, 1963, с. 62−67.
  91. А.П. В кн.: Cia^bn по общей химии. Т. 2. М.- Л., Изд. АН СССР, 1953. с. 828−830- РЖХиvi, 1954, т. 22.47 989.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!