Процессы и аппараты газоочистки. Ветошкин А.Г. - 176 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

176
C
n
H
m
+ (n + 0,25 m)O
2
→ nCO
2
+ 0,5 mH
2
O.
Результаты испытаний автомобиля с двухступенчатым каталитиче-
ским нейтрализатором (в 1-й ступени — медноникелевый сплав, во 2-й —
платина) приведены в табл. 8.4.
Таблица 8.4
Результаты испытаний автомобиля с каталитическим нейтрализатором
Концентрация токсических веществ
Автомобиль
NO
x
, мг/м
3
C
n
H
m
, % CO, мг/м
3
Без нейтрализатора 1759 100 9100
С нейтрализатором 283 46 3500
Применяют в основном окислительные каталитические нейтрализато-
ры. Эффективность работы нейтрализатора, его массовые и габаритные
показатели, создаваемое им противодавление выпуску ОГ зависят в основ-
ном от характера протекания газодинамических и массообменных процес-
сов.
Одной из основных задач при проектировании нейтрализатора являет-
ся определение длины каталитического слоя, через который проходят газы
в
процессе нейтрализации. В общем случае длина слоя, необходимая для
достижения заданной степени очистки, зависит от скорости кинетических
превращений и скорости потока. Однако вследствие большой скорости ре-
акции, достигаемой на платиновых катализаторах в области малых кон-
центраций оксида углерода, основным фактором, определяющим общую
скорость ее окисления, становится диффузия. Практически это означает,
что
расчет каталитических нейтрализаторов для обезвреживания продук-
тов неполного сгорания ОГ можно без большой погрешности выполнять,
учитывая только процессы массопередачи в диффузионной области.
Расчет профиля концентраций по длине слоя гранулированного ката-
лизатора производится по формуле
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−=
)5,1(Re38,1
exp
41,03/2
0
Sc
xa
c
c
x
,
где
c
x
– текущая концентрация компонента по координате х; c
0
– исходная
концентрация компонента на входе в реактор;
a = 6(1 – ε)/d
к
– удельная
поверхность насыпного катализатора; ε – пористость слоя катализатора;
d
к
– диаметр отдельной гранулы насыпного слоя катализатора; Sc = ν/
D –
число Шмидта; ν – коэффициент кинематической вязкости;
D – коэффи-
циент диффузии; Re =
w d
к
/ν – число Рейнольдса; w – средняя скорость
течения газа через каналы, образующие слой.
Степень очистки ОГ от вредных веществ при
x = l составит η = 1- c
l
/c
0
,
где
l – длина слоя катализатора. 
                 CnHm + (n + 0,25 m)O2 → nCO2 + 0,5 mH2O.
    Результаты испытаний автомобиля с двухступенчатым каталитиче-
ским нейтрализатором (в 1-й ступени — медноникелевый сплав, во 2-й —
платина) приведены в табл. 8.4.
                                                          Таблица 8.4
  Результаты испытаний автомобиля с каталитическим нейтрализатором
    Автомобиль                Концентрация токсических веществ
                        NOx, мг/м3      CnHm, %           CO, мг/м3
Без нейтрализатора        1759             100              9100
С нейтрализатором         283               46              3500

     Применяют в основном окислительные каталитические нейтрализато-
ры. Эффективность работы нейтрализатора, его массовые и габаритные
показатели, создаваемое им противодавление выпуску ОГ зависят в основ-
ном от характера протекания газодинамических и массообменных процес-
сов.
     Одной из основных задач при проектировании нейтрализатора являет-
ся определение длины каталитического слоя, через который проходят газы
в процессе нейтрализации. В общем случае длина слоя, необходимая для
достижения заданной степени очистки, зависит от скорости кинетических
превращений и скорости потока. Однако вследствие большой скорости ре-
акции, достигаемой на платиновых катализаторах в области малых кон-
центраций оксида углерода, основным фактором, определяющим общую
скорость ее окисления, становится диффузия. Практически это означает,
что расчет каталитических нейтрализаторов для обезвреживания продук-
тов неполного сгорания ОГ можно без большой погрешности выполнять,
учитывая только процессы массопередачи в диффузионной области.
     Расчет профиля концентраций по длине слоя гранулированного ката-
лизатора производится по формуле
                         cx       ⎡             ax        ⎤
                            = exp ⎢−                      ⎥,
                                  ⎣⎢ 1,38 Sc (Re − 1,5) ⎦⎥
                                            2/3    0 , 41
                         c0
где cx – текущая концентрация компонента по координате х; c0 – исходная
концентрация компонента на входе в реактор; a = 6(1 – ε)/dк – удельная
поверхность насыпного катализатора; ε – пористость слоя катализатора; dк
– диаметр отдельной гранулы насыпного слоя катализатора; Sc = ν/D –
число Шмидта; ν – коэффициент кинематической вязкости; D – коэффи-
циент диффузии; Re = w dк/ν – число Рейнольдса; w – средняя скорость
течения газа через каналы, образующие слой.
     Степень очистки ОГ от вредных веществ при x = l составит η = 1- cl/c0,
где l – длина слоя катализатора.

                                     176

Страницы