III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Окружающий человека атмосферный воздух непрерывно подвергается загрязнению, поэтому вопросы улавливания и обезвреживания паро- и газообразных веществ являются актуальными.

Целью данной работы является исследование технологического процесса нанесения лакокрасочных материалов ЛКМ как источника загрязнения окружающей среды.

Анализ этапов технологического процесса окраски показал, что наибольшее количество вредных выделений происходит на стадиях нанесения эмали и сушки окрашенного изделия. Расчет выделения загрязняющих веществ произведен  раздельно для элементов краски и для растворителей: ксилол - 195,151 кг/год,  сольвент - 131 кг/год, уайт-спирит - 80,102 кг/год, окрасочный аэрозоль - 91,5 кг/год. Данный технологический процесс является источником загрязнения атмосферы, т.к. концентрации ксилола, сольвента, уайт-спирита превышают установленные нормативы ПДВ.

Одним из современных и перспективных методов обезвреживания органических примесей в газовых выбросах сложного состава является каталитическое окисление, обеспечивающее достаточно высокую степень очистки при минимальном расходе топлива. Суть данного метода заключается в окислении токсичных соединений на поверхности катализатора при относительно невысоких температурах (200-400°С) до безвредных продуктов полного окисления - углекислого газа СО₂ и паров воды Н₂О. Предлагается использовать термокаталитический реактор ТКР-5. Это аппарат башенной компоновки, состоящий из двухпоточного многоходового трубчатого теплообменника с двумя входными патрубками для входа загрязненных газов, смесительного подогревателя газов на базе струйного горелочного устройства линейного типа, и каталитической камеры, с горизонтальным, плоским слоем насыпного катализатора. Термокаталитические реакторы типа ТКР полностью автоматизированы. Эффективность очистки составляет 96-99% и находится на стабильном уровне в течение достаточно длительного срока эксплуатации.

Подбор катализаторов для проведения процесса очистки газовых выбросов от вредных веществ - задача чрезвычайно сложная. В работе выполнен подобор катализатора в соответствии с показателями, характеризующими его качество: активность катализатора, температура зажигания, селективность, пористость, кристаллическая структура, термостойкость, механическая прочность.

Выбран катализатор меднохромовый НИИОГАЗ-8Д. Обоснование выбора: температура реакции каталитическо­го окисления (300 °С) данного катализатора является наименьшей для проведения очистки газовых выбросов от органических паров, а его ката­литическая активность при этом составляет 96-100%, наиболее доступен в экономическом плане.

Выполнен расчет теоретически необходимой толщины слоя и объема ка­тализатора НИИОГАЗ-8Д для очистки газовых выбросов от органических паров. Определена экономическая эффективность от реализации проекта.