Novinky z oboru

Jaké jsou různé formy katalyzátorů?

Hlavní formy katalyzátorů

Formulář	Vlastnosti procesu
Prášek	Jemný prášek na micron/nano-scale se obvykle syntetizují přímo chemickými metodami, jako jsou srážky a hydrotermální procesy.
Granule	Nepravidelně tvarované pevné hrudky se vyrábějí lisováním prášku do tablet nebo jejich válcováním granulátorem, po němž následuje kalcinace.
Sloupec/válcovitý	Pravidelné válcové tvary se vytvářejí vytlačením směsi prášku katalyzátoru a spojiva, následované řezáním a kalcinací.
Ďatelina/čtyřlistová ďatelina a jiné pruhy nepravidelně tvarované	Je to pásek s mnohočetnými zdviženými listovými laloky, které je vytlačeno speciální plísní.
Sférické	Perfektní koule jsou vyráběny olejovým sloupkem, rozprašováním granulací nebo válcovací granulací.
Filtrovací prvek z medového hřebenu (honeycomb filter element)-------------------------------------------------------------------------------------------------------------	Nedílná struktura má velké množství souběžných, pravidelných rovných kanálů (vzhled může být kubický, válcový atd.) a nosič zahrnuje kordiřit, aktivovaný uhlík, atd. (nosič je potažen katalytickým povlakem nebo postřikován práškem).
Jiné struktury filtračních prvků	Nepravidelná porézní struktura vyrobená z kovu nebo keramiky, s katalyzátorem potaženým v pórech. Mezi příklady patří vlnité plechy, kovová pěna a plst.

Srovnání výhod a nevýhod každé formy

Formulář	Základní výhody
Prášek	Má největší specifickou plochu, nejúplnější expozici aktivních míst a nejvyšší vnitřní aktivitu; v laboratoři je snadné provést detekci aktivit.
Částice	It has high strength and good wear resistance; it is easy to fill and has a large bed porosity, which is conductive to gas-liquid flow.
Sloupec/válcovitý	Má pravidelný tvar, rovnoměrné plnění a může snížit kanalizaci; má dobrou mechanickou pevnost; a výrobní proces je zralý.
Ďatelina/čtyřlistová ďatelina a jiné pruhy nepravidelně tvarované	Pro stejný objem je specifická plocha povrchu o něco větší než u válce; struktura čepele zvyšuje povrchovou turbulenci a zlepšuje přenosy hmotnosti; porozita postele je velká, výsledkem je nižší tlak průtoku vzduchu.
Sférické	Je izotropní, má extrémně vysokou pevnost a nejlepší odolnost proti opotřebení; má dobrou fluiditu a nejrovnoměrnější distribuci během plnění; struktura pórů postele je nejrovnoměrnější a tlak vzduchu se snižuje.
Filtrovací prvek z medového hřebenu (honeycomb filter element)-------------------------------------------------------------------------------------------------------------	Má obrovskou geometrickou plochu; přímé kanály průtoku vzduchu a extrémně nízký pokles tlaku vzduchového průtoku (1/10 až 1/20 počtu ložiska částic); it is clogging-resistant (dust can pass through); and it is modular, making installation and replacement convenient.
Jiné struktury filtračních prvků	Má extrémně vysokou pórovitost (>85%), nízký tlak plynu, vynikající vlastnosti směsi a přenosu hmoty a dobrou tepelnou vodivost.

Formulář

Hlavní nevýhody
Prášek	Jeho síla je extrémně nízká, takže je nevhodná pro použití v pevných postelích; je snadno přenesena průtokem vzduchu a těžko se odděluje od reaktantů.
Granule	Jeho nepravidelný tvar může způsobit nerovnoměrné plnění během nakládky; jeho specifická plocha je o něco menší než plocha prachu.
Sloupec/válcovitý	U stejného objemu je specifická plocha povrchu nižší než u nepravidelných pásů, jako je vícevrstná tráva, a pokles tlaku průtoku plynu katalytického ložiska je relativně vyšší.
Ďatelina/čtyřlistová ďatelina a jiné pruhy nepravidelně tvarované	The mold cost is high; the edge lobes are relatively fragile, and their wear resistance and strength are not as good as those of the columnar type.
Sférické	Obvykle má nejvyšší výrobní náklady; jeho specifická plocha je obvykle menší než u nepravidelně tvarovaných pásů stejného materiálu.
Filtrovací prvek z medového hřebenu (honeycomb filter element)-------------------------------------------------------------------------------------------------------------	Špatný axiální přenos tepla, nevhodný pro silné exotermické/endotermické reakce; povlak je ohrožen oloupáním; vysoké náklady na jednotku.
Jiné struktury filtračních prvků	Specifická plocha povrchu je obvykle nižší než u keramiky z vřesů; pevnost může být nerovná; náklady jsou také relativně vysoké a obvykle vyžadují přizpůsobení.

Typické aplikace každého formuláře

Formulář	Typické oblasti aplikace
Prášek	Laboratorní studie (vyhodnocení aktivity); reaktory na hnojivo (např. suspenze katalytické oxidace ozonu odpadních vod); vaky s katalytickým filtrem (přilepí prášek k filtračním prostředkům).
Částice	Je široce kompatibilní s různými reaktory s pevným lůžkem a reaktory s klapkovým lůžkem (plyn-kapalina-pevná trojfázová); a je rovněž vhodný pro určité použití integrovaného zařízení pro reakci na adsorpci a katalýzu.
Sloupec/válcovitý	Nejpoužívanější konfigurace s pevným poklidem, jako je petrochemická hydrogenace, odsíření a katalytické spalování vocs.
Ďatelina/čtyřlistová ďatelina a jiné pruhy nepravidelně tvarované	Reakce, které jsou kontrolovány difuzí (hmotnostní přenos-omezený), jsou zásadní, jako je hydrokrakování těžkého oleje a hydrorefinování nafty.
Sférické	V aplikacích, kde je zapotřebí vysoký pokles tlaku plynu a rovnoměrnost postele, jako jsou velké radiální reaktory, silně exotermické reakce a pohyblivé reaktory (kde musí být katalyzátor recyklován).
Filtrovací prvek z medového hřebenu (honeycomb filter element)-------------------------------------------------------------------------------------------------------------	Aplikace zahrnují scénáře s vysokým objemem, nízkou koncentrací a nízkým tlakem, jako je zpracování výfukových plynů vocs a průmyslová denitrifikace průmyslových emisí, třícestné katalyzátory pro automobilový výfuk, a rozkladové filtry pro formaldehyd a ozonové čištění ve vnitřních prostorách.
Jiné struktury filtračních prvků	Ve zvláštních provozních podmínkách, jako jsou výfukové plyny s vysokým obsahem prachu/oleje, jsou požadovány kovové filtry z pěny. Pro silně exotermické katalytické spalování se používají vlnité kovové desky k usnadnění vedení tepla a rozptylu.

BasiS a kroky pro výběr druhů katalyzátorů

Krok 1: předběžná screening založená na reakčním systému a podmínkách procesu

1. faktory související s fázovým státem reaktantů

Pro reakce v čistě plynové fázi (jako je katalytické spalování vocs a automobilový výfuk) jsou přednostním volbou keramické katalyzátory honeycomb, protože dokonale odpovídají požadavkům "vysokého objemu a nízkého tlaku".

Trojfázové plynové-kapalné-pevné reakce (jako zbytková hydrogenace oleje a katalytická mokrá oxidace odpadních vod): zrnité katalyzátory musí být použity k udržení rozptylového prostoru plynu-kapaliny, zatímco prášek se ztratí a včely se zablokují.

Kapalně-pevné dvoufázové reakce (jako je katalytická oxidace suspenzí): k maximalizaci kontaktní plochy lze použít pouze práškové katalyzátory nebo mikrosférové katalyzátory.

2. faktory ovlivňující tlak

Pro nízkotlaké aplikace (např. automobilové motory a velké ventilační systémy) jsou nejlepší volbou katalyzátory kovů z plechovek nebo penových kovů.

Za středně vysokého tlaku (jako jsou vysokotlakové reaktory a trubkové reaktory) lze zvolit katalyzátory částic, aby se dosáhlo lepšího přenosu a míchání hmotnosti.

3. faktory související s reakčním teplem

V případě silně exotermních/endotermních reakcí musí mít katalizátorové postel dobrou tepelnou vodivost, aby odstranila nebo dodávala teplo a zabránila místnímu přehřátí/přehledu. V tomto případě se upřednostňují katalyzátory na bázi kovů s pravidelnými tvary (vlnité desky, penové desky) nebo malými sférickými částicemi.

Krok 2: další zvážení na základě skutečných pracovních podmínek

1. faktory ovlivňující složení výfukových plynů

Většina forem je použitelná v podmínkách čistého plynu, přičemž upřednostňuje plochu s největší plochou.

V případech, kdy se jedná o prach, vlákna nebo koloidy, musí být vybrána neupjatá morfológie. K zabránění upchnutí katalyzátorového postele se dávají přednost typům vřesů nebo kovovým pěnám s velkými póry.-------------------------------------------------------------------------------------------

Při smíchání více složek je nutné zvážit předběžnou úpravu v procesu nebo synergickou kombinaci více typů katalyzátorů.

Aplikace vyžadující častou regeneraci (např. katalytické krakování), mikrosférové katalyzátory se používají pro kontinuální reakci-regeneraci ve fluidním patře.

Nejlepší volbou jsou vyžadující dlouhodobou činnost a opakované oplachování, vysoce pevné sférické nebo zrnité katalyzátory.

Pro situace, které vyžadují pravidelnou kontrolu a výměnu, jsou nejlepšími volbami modulární katalyzátory včely.

3. úvahy o nákladově efektivnosti

Sloupkové, zrnité a sférické tvary jsou již ve velké průmyslové výrobě a jejich náklady jsou nejvýhodnější.

Nízký až střední objem vzduchu a nízkotlakové podmínky, jednotková cena typu honeycomb je relativně vysoká, ale je jednodušší začlenit se do výfukového systému a má vysoký stupeň cust.Opomenutí přizpůsobit se různým podmínkám vybavení. Celkový proces instalace, výměny a údržby je účinnější.

V extrémních a složitých provozních podmínkách může být třeba upravit speciální složené formy, což je nejdražší.

Žádné předchozí DALŠÍ: Hopkalit katalyzátor v pr...