Реферат дипломдық жұмыстың көлемі 48 бет; оның құрамы 18 сурет, 13 кесте, және 37 әдебиеттер тізімінен тұрады


Метан мен пропанның толық тотығу үрдістеріндегі блокты



Pdf көрінісі
бет23/29
Дата25.10.2022
өлшемі3.84 Mb.
#463321
түріРеферат
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   29
КульджановаТ.Т.Өнеркәсіптік газ шығарындыларды каталитикалық әдіспен кәдеге жарату мүмкіндігін зерттеу.2019ж.

 
3.4 Метан мен пропанның толық тотығу үрдістеріндегі блокты 
катализаторларды сынау
Алюминий оксидінің негізінде блокты металл катализаторлар 
дайындалды,белсенді каталитикалық фаза ретінде катализатордың жалпы 
массасынан 3%-дан 20 %-ға дейінгі мөлшерде никель мен кобальт 
қолданылды. Дайындалған блокты металл катализаторлары СО, СН
4
және 
C
3
H
8
тотығу реакциясында сыналды. 
Катализаторларды зерттеу температурасы 200 °C-тан 500 °C-қа дейінгі 
аралықпен 50 °C-қа дейінгі аралықпен өзгеріп отырды. Реакция газ 
қоспасының көлемдік жылдамдығы 36000 сағ
-1
кезінде жүргізілді.


34
Көміртегі монооксидінің тотығуы кезінде блоктық катализаторлар 
сынағы өткізілді. 100 °С бастап СО толығымен (100%) газ қоспасынан 1,0% 
ауамен алынып тасталатыны 5-кестеде көрсетілген. 
Кесте 5 – Никель-кобальт катализаторларындағы СО тотығуы (көлемдік 
жылдамдығы 25000 сағ
-1

Үрдістің 
температурасы, 
о
С 
CO-ның улы газдардағы, ppm 
Катализаторға дейін 
Катализатордан кейін 
25 
0,036 
0,035 
100 
0,034 
0,00 
250 
0,030 
0,00 
300 
0,021 
0,00 
450 
0,014 
0,00 
Газ фазасында каталитикалық өңдеуге дейін 0,014-0,036 ррм болды, 
тотығу үрдісінде 100 °С бастап көміртегі оксиді толығымен көмірқышқыл 
газына айналады. Айналу дәрежесі 100%. 
Катализатордың белсенділігін арттыру үшін белсенді фазаға 0,05-0,2% 
мөлшерде палладий және 5% мөлшерде марганец енгізілді. 6-кестеде ауадағы 
1% СО тотығу реакциясында Со, Co+Mn, Ni, Ni+Mn конверсиясының 50 және 
100% сынақтарының нәтижелері берілген. 
Бұл кестеден көрініп тұрғандай, СО-ның өзгеру дәрежесі өнеркәсіп 
моторларының құрамынан айтарлықтай өзгереді. СО
2
-ге (T = 95
о
С кезінде 
СО
2
-ге 100% тотығу) айналдыру үшін ең тиімді катализатор Co+Mn+Pd-0,2 
құрамының 
катализаторы 
болды. 
Катализаторларды 
металдармен 
промотирлеу 
азот 
оксидтерін 
көмірсутектермен 
қалпына 
келтіру 
реакциясында 
катализаторлардың 
белсенділігін 
айтарлықтай 
жоғарылататыны анықталды.
Кесте 6 – 50
о
C (Т
50
) және 100
о
C (Т
100
) температуралары кезінде әр түрлі 
блокты катализаторларда ауаның оттегімен 1% конверсиясы
Каталитикалық жүйе 
T
50
T
100
Со+Pd-0,05 
Со+Pd-0,1 
Со+Pd-0,2 
130 
120 
95 
150 
135 
110 
Co+Mn+Pd-0,05 
Co+Mn +Pd-0,1 
Co+Mn+ Pd-0,2 
125 
115 
90 
140 
120 
95 
Ni+Pd-0,05 
Ni+Pd-0,1 
Ni+Pd-0,2 
135 
130 
110 
150 
135 
135 
Ni+Mn+Pd-0,05 
Ni+Mn +Pd-0,1 
Ni+Mn +Pd-0,2 
120 
110 
100 
130 
115 
105 


35
7-кестеде ауа қатынасы:пропан 60:20 арқылы пропанның толық тотығу 
реакциясында блокты металл катализаторларды сынау нәтижелері берілген. 
Белсенді фазаның құрамы 5 %-дан 20 %-ға дейін өзгерді. № 1 Co-Ni 
катализаторда (5%) 250-ден 700
о
С-қа дейінгі температураның өзгеруімен 
көміртегі диоксидінің шығуы 14,8-ден 37,0 %-ға дейін артады. Белсенді 
фазаның құрамының ұлғаюымен СО
2
шығуында айқындалған пропанның 
айналу дәрежесі 100%-ға дейін артады және белсенді фазаның 20% 
катализаторында көмірқышқыл газының шығуы 300
о
С кезінде 100 %-ға тең. 
Демек, катализатордың белсенділігі белсенді металдар құрамының 
ұлғаюымен өседі. 
СО
2
-ның жоғары шығымы кезінде жоғары температураларда пропанның 
толық тотығу үрдісі қарқынды өтеді. Осы блокты металл катализаторлары 
метанның толық тотығуы реакциясында 150-300
о
С температура интервалында 
сыналды және 9:1 ауа:метан қатынасында. Белсенді фазаның құрамы 5%-дан 
20%-ға дейін өзгерді. 8-кестеде блоктық металл катализаторларды ауамен 
қоспадағы метанның толық тотығу реакциясында сынау нәтижелері берілген.
№1 Co-Ni катализаторында (5%) реакция осы температуралық 
интервалда мүлдем болмайды, катализаторда 10%-дан бастап реакция тек 
200°С кезінде ғана басталады, 300°С кезінде СО

максималды шығуы 38 %-ға 
тең. Белсенді фазаның құрамының ұлғаюымен, СО
2
шығуында айқындалған 
метанның айналу дәрежесі 99,8 %-ға дейін артады. Және белсенді фазаның 
20% катализаторында көмірқышқыл газының шығуы 300°С кезінде 100 %-ға 
тең. Метан үшін, сондай-ақ, пропан үшін катализатордың белсенділігі 
белсенді металдардың құрамының ұлғаюымен өседі. 
Кесте 7 – 250-500
о
С температура аралығында әртүрлі катализаторларда 
пропанның толық тотығуы 
Катализатор 
Ауа қатынасы: пропан 
Температура, 
о
С 
Шығыс СО
2
№ 1 
Co-Ni (5%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60:20 
60:20 
250 
300 
350 
400 
500 
14,8 % 
15,8 % 
21,2 % 
34,0 % 
37,0 % 
№ 2 
Co-Ni (10%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
200 
250 
300 
350 
20,0 % 
48,0% 
49,0% 
76,0 % 
№ 3 
Co-Ni (15%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
200 
250 
300 
350 
28,0 % 
63,0% 
74,0% 
89,0 % 
№ 4 
Co-Ni (20%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
200 
250 
300 
350 
34,0 % 
78,0% 
84,0% 
100,0 % 


36
СО
2
-ның жоғары шығымы кезінде жоғары температураларда пропанның 
толық тотығу үрдісі қарқынды өтеді. 
Осы блокты металл катализаторлары метанның толық тотығуы 
реакциясында 150-300
о
С температура интервалында сыналды және 9:1
ауа:метан қатынасында. Белсенді фазаның құрамы 5%-дан 20%-ға дейін 
өзгерді. 8-кестеде блоктық металл катализаторларды ауамен қоспадағы 
метанның толық тотығу реакциясында сынау нәтижелері берілген.
№1 Co-Ni катализаторында (5%) реакция осы температуралық 
интервалда мүлдем болмайды, катализаторда 10%-дан бастап реакция тек 
200
о
С кезінде ғана басталады, 300
о
С кезінде СО

максималды шығуы 38%-ға 
тең. Белсенді фазаның құрамының ұлғаюымен, СО
2
шығуында айқындалған 
метанның айналу дәрежесі 99,8%-ға дейін артады. Және белсенді фазаның 
20% катализаторында көмірқышқыл газының шығуы 300
о
С кезінде 100%-ға 
тең. Метан үшін, сондай-ақ, пропан үшін катализатордың белсенділігі 
белсенді металдардың құрамының ұлғаюымен өседі. 
Метанның толық тотығуы үшін пропанның толық тотығуы секілді, 
сондай-ақ Co-Ni (20%) құрамының катализаторы да белсенді болып табылады, 
150
о
С температурасының 300
о
С-қа дейін өсуімен СО
2
шығымы 99,8%-ға дейін 
артады.
Метанның толық тотығу үрдісінің оңтайлы температурасы 300
о
С-қа тең 
температура болып табылады. Осы температурада барлық катализаторларда 
ең жоғары шығулары байқалады. 
 
Кесте 8 – 150-300
о
С температуралар аралығында әртүрлі 
катализаторларда метанның толық тотығуы 
Катализатордың 
номері 
Ауа 
қатынасы:метан 
Температура, 
о
С 
Шығыс СО
2
№ 1 
Co-Ni 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
Катализатор белсенді 
емес 
№ 2 
Co-Ni (10%) 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
Реакция жүрмейді 
25,1 % 
35,3 % 
38,0 % 
№ 3 
Co-Ni (15%) 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
25,0 % 
52,9 % 
70,0 % 
88,7 % 
№ 4 
Co-Ni (20%) 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
33,1 % 
52,7 % 
81,2 % 
99,8 % 


37
Катализаторлардың 
белсенділігі 
200-ден 
600
о
С-қа 
дейінгі 
температуралық интервалда анықталды. Катализатор белсенділігінің 
сипаттамасы (

) CO, келесі теңдеумен (14) анықталады:

= С
баст

соң

С
баст

100 % (14) 
Мұндағы, С
баст
және С
соң 
-сынама көлеміндегі реагенттің бастапқы және 
соңғы концентрациясы (мысалы, пропан немесе көміртегі тотығы) 
көрсетілген. 
Талдау нәтижелері синтезделген катализаторларды пайдалану, CO 
құрамын 97%-дан (25
о
С -та) 0%-ға дейін, CH
x
92%-дан (25
о
С-та) 4%-ға дейін 
(300
о
С-та) төмендететінін көрсетеді.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   29




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет