Очищення викидних газів абсорбції від оксидів нітрогену у виробництві нітратної кислоти

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 – Технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці технології приготування каталізатору для промислових процесів селективного каталітичного відновлення (СКВ) оксидів нітрогену аміаком. На основі експериментальних досліджень визначені оптимальні параметри технології підготовки носія на основі оксиду титану для подальшого нанесення каталітично активної речовини. Встановлені оптимальні умови нанесення активної речовини – платини – з розчину H₂[PtCl₆] на поверхню носія, а саме: число просочень – 1, час просочення – 5 хв., концентрація розчину для просочення – 10%. Доведений позитивний вплив модифікаторів у процесі приготування каталізаторів методом просочення. Фізико-хімічними дослідженнями обґрунтовано застосування в процесі просочення мурашиної кислоти, в якості конкуруючого адсорбату, та доведені її відновлюючи властивості. Проведені експериментальні дослідження стосовно впливу промислових параметрів (температури, об’ємної швидкості) на активність отриманих каталізаторів. Показано кореляцію між розміром платинових кристалітів та тривалістю експлуатації каталізатора, що підпорядковується експоненціальній залежності і показує зменшення часу роботи каталізатора зі збільшенням розміру кристалітів при спіканні. Створено математичну модель процесу. Досліджені кінетичні характеристики процесу відновлення NOx аміаком, що дозволило визначити оптимальні умови процесу очищення: Т = 473 – 523 К, об'ємна швидкість 50 000 – 60 000 м³/год на каталізаторі, модифікованому мурашиною кислотою. Розроблено блочний каталізатор, реактор відновлення до нього та запропоновано принципову схему виробництва. Виконано техніко-економічне обґрунтування виробництва блочного каталізатору та проведена еколого-економічна оцінка його роботи. Показано, що розроблений каталізатор має гідравлічний опір в 12 разів нижче, ніж у промислового АВК-10. Еколого-економічні розрахунки показали, що зниження газового опору та зменшення у 2,5 рази екологічних витрат призведе до економії в розмірі 16 038 720 грн протягом 8 років, тобто протягом всього періоду роботи каталізатора.