Katalytické čištění plynných emisí: metody a technologie

Katalytické čištění plynných emisí, které nevyhnutelně doprovází mnoho výrobních procesů, je jednou z nejúčinnějších metod chemické neutralizace škodlivých látek v nich obsažených. Podstatou katalytických metod čištění emisí plynů je provádění chemických interakcí vedoucích k přeměně škodlivých látek určených k neutralizaci na jiné, neškodné nebo málo škodlivé, za přítomnosti speciálních katalyzátorů.

Mezi škodlivé látky znečišťující ovzduší patří nejen četné těkavé organické sloučeniny (VOC) vznikající při provozu různých průmyslových závodů, jako jsou chemické a petrochemické závody, ale také zapáchající látky vypouštěné např. z komunálních čistíren odpadních vod a také škodliviny, které jsou součástí emisí plynů produkovaných průmyslovými zařízeními na spalovací motory.

Na legislativní úrovni byly schváleny normy, které mají zajistit snižování emisí škodlivých látek do ovzduší.

Řešení pro průmysl: katalytické metody čištění emisí plynů

Je známo několik typů katalytických čisticích metod, lišících se mechanismem, povahou použitých a aplikovaných katalyzátorů v závislosti na typu převládající škodlivé látky v plynných emisích výroby: pyrolusitové, ozonové katalytické, kapalné a radikálové katalytické.

Ke snížení emisí škodlivých látek do ovzduší obsažených v průmyslových emisích např. z hutní výroby, a to především NOx, lze využít primární i sekundární opatření.

Primární opatření jsou zaměřena na předcházení vzniku škodlivých látek ve fázi přípravy výroby (využívání nových moderních technologií, přechod na alternativní spotřební materiály a zdroje energie jsou poměrně účinné, ale velmi nákladné);

Sekundární opatření zahrnují odstraňování škodlivých látek čištěním plynných emisí vznikajících v různých fázích výroby. Použití těchto opatření nevyžaduje žádné strukturální změny a neovlivňuje průběh přijatého technologického postupu výroby.

Při volbě vhodných opatření je obvykle brán zřetel na environmentální a ekonomické aspekty, tedy zda investiční náklady spojené se snižováním emisí škodlivých látek budou adekvátní zisku z výroby. Trh nabízí širokou škálu zařízení, která implementují různé metody katalytického čištění plynných emisí, které dokážou účinně snížit koncentraci emitovaných škodlivých látek.

V závislosti na objemu výroby a finančních možnostech firmy se podnikatel musí rozhodnout, zda může použít sekundární opatření – katalytické metody pro čištění emisí plynů, nebo využije primární opatření, při kterých bude využívat obnovitelné zdroje energie a nebude se potýkat s problémem odpadového hospodářství.

Pro minimalizaci koncentrace škodlivých látek v emisích plynů lze využít různé chemické reakce, jako je absorpce a adsorpce, ale i katalytická redukce a katalytická oxidace.

Průmyslové katalyzátory

Katalytický konvertor, což je systém pro čištění výfukových plynů, instalovaný na generátorové stanici, se speciálním zařízením poskytuje stupeň čištění výfukových plynů spalovacího motoru:

• pro oxid uhelnatý (CO) – 90-97 %;
• pro uhlovodíky (CH) – 85-95 %;
• pro oxidy dusíku (NOx) – 65-95 %;
• podle obsahu pevných částic (saze, PM) – 85-95 %.

Systém čištění výfukových plynů se může v závislosti na požadavcích výroby skládat ze tří po sobě jdoucích fází:

Filtr pevných částic.

Jemné částice sazí produkované spalovacími motory mohou být karcinogenní, pokud se přichytí k plicní tkáni. Vláknitý filtr pevných částic dokáže filtrovat malé částice výfukových plynů. Částice hoří při provozní teplotě uvnitř systému na povrchu vlákna impregnovaného katalyzátorem.

Saze usazené na filtru se skládají převážně z částic uhlíku (C) a uhlovodíků. Existují dva hlavní způsoby odstraňování částic:

1. spalování s kyslíkem (O2): [C] + O2 → CO 2 2. spalování s oxidem dusičitým (NO2): [C] + NO2 → CO2 + NO

Charakteristiky dvou různých metod jsou uvedeny v tabulce:

Regenerace na bázi O2 Regenerace na bázi NO2 Teplota požadovaná pro regeneraci Je vyžadována teplota přibližně 600 °C (nebo 400 °C s palivovým katalyzátorem). Reakce probíhá při 250 °C. Plyn O2 použitý ve výfukovém proudu. NO2 musí být reprodukován z NO v proudu výfukových plynů.

Zařízení pro selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku (NOx).

Tento proces se používá ke snížení oxidů dusíku produkovaných během procesu spalování uhlovodíkových paliv uvolňujícím energii. NO (oxid dusíku) je bezbarvý plyn, který na vzduchu oxiduje za vzniku NO2 (oxid dusičitý). Ve vysokých koncentracích způsobuje příznaky paralýzy nervového systému. NO2 je červenohnědý plyn se štiplavým zápachem. Při vystavení slunečnímu záření a uhlovodíkům tvoří smog. Oxidy dusíku jsou redukovány ve výfukových plynech obsahujících kyslík pomocí procesu SCR (Selective Catalytic Reduction). Výfukové plyny ošetřené dávkovaným močovinovým činidlem procházejí tenkostěnnými voštinovými konvertory, redukujícími oxidy na vodu a dusík. Močovinový proces je cenově výhodná alternativa k čpavku jako činidlu pro snížení hladiny toxických látek ve výfukových plynech motoru. Ve srovnání se svým analogem má činidlo významné výhody z hlediska přepravy, skladování a zpracování, přičemž je výrazně levnější.

Zařízení pro katalytickou oxidaci CO a nespálených uhlovodíků.

Tento proces se používá ke snížení úrovně oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodíků ve výfukových plynech. Toho je dosaženo prostřednictvím katalytické oxidace. Takový katalyzátor může být instalován za stupněm SCR. Nespálené uhlovodíky lze nalézt ve výfukových plynech spalovacích motorů. Takové výfukové plyny obsahují různé látky s různými vlastnostmi:

Nasycené uhlovodíky (parafíny) jsou prakticky bez zápachu a mohou mít mírný narkotický účinek.

Nenasycené uhlovodíky (olefiny, acetyleny) jsou jednou ze složek městského smogu.

Aromatické uhlovodíky jsou nervové jedy s omamným účinkem a některé jsou karcinogenní aldehydy štiplavého zápachu a již v nízkých koncentracích silně dráždí sliznice očí a nosu.

Systémy čištění výfukových plynů lze instalovat na stacionární i mobilní zařízení na primární spalovací motory na plynné a kapalné palivo.

Reverzibilní metoda katalytického čištění plynu

Z katalytických metod dodatečného spalování lze vyčlenit reverzibilní způsob katalytického čištění plynů, který je pro svou nízkou spotřebu energie vhodný zejména pro čištění plynů od organických polutantů vypouštěných do ovzduší průmyslem. Zařízení reverzního typu jsou vyráběna podle standardní řady s rozsahem výkonu od 300 do 15 000 m3/h pro koncentrace organických látek od několika set mg do několika gramů na m3.

Účinnost čištění závisí na typu znečištění a je až 98 %. Při koncentracích organických sloučenin nad 0,7 g/m3 jednotka pracuje autotermicky (bez spotřeby energie na ohřev reaktoru). Vedlejší produkty – dusík a voda – jsou ekologicky neutrální. Metoda je ekonomičtější než tepelné spalování, protože funguje při nižších teplotách. Nevýhodou jsou vysoké náklady na realizaci vzhledem k ceně katalyticky aktivních kovů.

Vlastnosti provozu katalyzátorů

Katalytický konvertor využívá katalytickou chemickou konverzi k přeměně oxidu uhelnatého (CO) a nespálených uhlovodíků (CH) na netoxický oxid uhličitý a vodu. Tato konverze se provádí na kovovém voštinovém substrátu potaženém aktivním katalytickým materiálem. Katalyzátor je schopen zajistit stupeň čištění znečišťujících látek až 90 % při optimální provozní teplotě 250 °C.

• Rozsah použití.
  Katalyzátor je vhodný pro všechny dieselové motory používané v zařízeních, jako jsou generátorová soustrojí s primární energií nebo záložní generátory, zemní a nakládací a vykládací zařízení (speciální zařízení, nakladače). Katalyzátory se používají zejména k vybavení zařízení používaných ve stísněných prostorách, jako jsou tunely, sklady a doly.
• Instalace.
  Je důležité namontovat jednotku co nejblíže k výfukovému potrubí motoru. Pro zajištění maximální katalytické účinnosti katalyzátoru je nutná dostatečně vysoká teplota.
• Život.
  Činnost katalyzátoru je založena na realizaci katalytické reakce, životnost katalyzátoru je proto teoreticky neomezená. Jednotka může selhat v důsledku provozních chyb (zvýšené vibrace motoru, chyby instalace, abrazivní účinky výfukových plynů).

Řešení od ECOENERGOTECH

Společnost „ECOENERGOTECH“ se snaží upozorňovat na problém škodlivých látek, jako jsou oxid uhelnatý, NOx, SOx, pevné částice a uhlovodíky vstupující do atmosféry jako součást technických plynů. V souladu se zákonnými požadavky budou majitelé podniků nuceni zavádět řešení ke snížení emisí. Mohou to být operace jak konstruktivního charakteru, tak zavádění metod katalytického čištění. V katalogu společnosti naleznete projekty různých instalací, které umožňují snížení emisí toxických sloučenin a CO2 a přizpůsobení požadavkům aktuálních ekologických norem a podmínek. Pomůžeme vám implementovat čisticí systémy do výroby v souladu s poskytnutými požadavky.

Další články

Lapače jisker: proč jsou potřeba a jak vybrat správný model?

Lapače jisker hrají důležitou roli při zajišťování požární bezpečnosti v podnicích a průmyslových areálech. Jsou určeny pro.

Jaké jsou účely tlumičů na generátorových soustrojích?

Při provozu generátorových soustrojí hrají důležitou roli tlumiče hluku. Jejich hlavní funkcí je snížit hladinu hluku vznikajícího při provozu generátoru.

Co jsou katalyzátory a jak fungují?

Katalyzátory jsou zařízení určená ke snížení toxicity výfukových plynů emitovaných spalovacími motory a jinými zdroji. Katalyzátory jsou potaženy speciálními látkami, které výrazně urychlují.

řezání laserem

Řezání laserem je technologie pro zpracování kovu, dřeva, keramiky a dalších materiálů. Používá se ve výrobních provozech a umožňuje získat hotové díly požadovaných velikostí z přířezů/surovin.

Příčiny klimatických změn

Moderní lidstvo se stále více zabývá otázkou globální změny klimatu na Zemi. Klimatické změny jsou stále žhavým tématem pro diskusi ve vědecké komunitě a každodenním životě, důležitým faktorem v ekonomice a politice, jak dosvědčují

• Katalyzátory OP-28129-EET pro elektrocentrály
• Tlumiče hluku OR-28129G-EET pro generátorové stanice
• Katalyzátory OR-28129-EET pro průmyslové kotle
• Lapače jisker
• Kompenzátory
• Slams
• Katalyzátory OR-28129-EET pro speciální zařízení a nakladače
• Tlumiče výfuku OR-28129G-EET pro speciální zařízení a nakladače
• Systémy SCR (Selective Catalytic Reduction).
• Y-adaptéry
• Závitníky
• příruby
• Plynovody pro elektrárny
• Komíny pro kotelny
• Průmyslové kouřovody
• Tlumiče vypouštění páry
• Tlumiče hluku spalin