Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 170 стр.

температуры, требуемой для полного обезвреживания при прямом сжигании
в печах и равной 950…1100°С. При температуре 100…150°С процессы рас-
сматриваются как необратимые, что позволяет получать газ с весьма низким
содержанием примесей.
     Щелочные материалы и их соединения, нанесенные на различные носи-
тели (например, оксиды металлов), часто оказываются более эффективными
и надежными, а также гораздо более дешевыми, чем катализаторы из благо-
родных металлов. На таких катализаторах реакция окисления начинается при
невысоких температурах (около 200°С), что значительно повышает возмож-
ность их использования для каталитического сжигания газов. В качестве но-
сителя катализатора рекомендуются оксид алюминия, кизельгур и силикаты.
     Каталитические методы очистки газов основаны на гетерогенном ката-
лизе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые
соединения. Суть каталитических процессов газоочистки заключается в реа-
лизации химических взаимодействий, приводящих к конверсии обезврежи-
ваемых примесей в другие продукты в присутствии специальных катализато-
ров. Катализаторы не вызывают изменения энергетического уровня молекул
взаимодействующих веществ и смещения равновесия простых реакций. Их
роль сводится к увеличению скорости химических взаимодействий. Катали-
тические взаимодействия в гетерогенном катализе происходят на границе
раздела фаз газовой смеси и поверхности катализатора. Катализатор обеспе-
чивает взаимодействие на его поверхности конвертируемых веществ с обра-
зованием активированных комплексов в виде промежуточных поверхност-
ных соединений катализатора и реагирующих веществ, формирующих затем
продукты катализа, освобождающие и восстанавливающие поверхность ка-
тализатора. Схема этого процесса для газовой реакции А + В → С в присут-
ствии катализатора K может быть представлен в виде:
         А + B + K → K [ АB ];            K [ АB ] → C + K ,             (4.96)
где K[АВ]- активированное промежуточное соединение на поверхности ката-
лизатора.
     Изменение пути химического взаимодействия в присутствии катализа-
тора приводит к понижению его энергии активации, что выражается в уско-
ряющем действии катализатора. Это следует из уравнения Аррениуса:
              k = k 0 ⋅ exp( − E / RT ) ,                      (4.97)
где k - константа скорости реакции; k0 - предэкспоненциальный множитель; Е
- энергия активации; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура.
     Ускоряющее действие катализатора выражают его активностью А, ха-
рактеризующей отношение констант скоростей реакций, происходящих с
участием катализатора kк и без него:
       A = kк/k = [k0/exp(Eк/R.T)]exp(E/R.T)/k0 = exp(ΔE/R.T),        (4.98)
где ΔЕ = (Е – Ек) - энергия активации реакции в присутствии катализатора.
Активность катализатора определяется совокупностью физико-химических
свойств как самого катализатора, так и конвертируемого газового потока. В
наибольшей степени она зависит от температуры каталитического превраще-
                                      170