Iparági hírek

Mik a katalizátorok különböző formái?

A katalizátorok fő formái

Forma	Folyamat jellemzői
Por	A mikronos/nano-skálajú finom porokat általában közvetlenül kémiai módszerekkel szintetizálják, mint például a csapadék és a hidrotermális folyamatok.
Granulák	A szabálytalan alakú szilárd csomókat a por tablettákba való megnyomásával vagy granulátoron keresztül gördülésével készítik, majd a kalcináció következik.
Oszlopos/hengeres	A szabályos hengeres formák katalizátor por és kötőanyag keverékének extrudálásával keletkeznek, majd vágás és kalcinálás következik.
Lóhere/négylevelű lóhere és egyéb szabálytalan alakú csíkok	Ez egy csík, többszörösen emelt levélszerű lebeny, amit egy speciális penész extrud.
Gömbszerű	A tökéletes gömböket olajoszlopos öntéssel, permetező granulációval vagy gördülő granulációval állítják elő.
Méhsejt szűrő elem	Az integrálszerkezet nagyszámú párhuzamos, szabályos egyenes csatornával rendelkezik (a megjelenés köbös, hengeres stb. lehet), a hordozóhoz tartozik a kordierit, az aktív szén, stb. (a hordozó katalitikus bevonattal van bevonva vagy porral permetezve).
Egyéb szűrő elem struktúrák	Szabálytalan porózus szerkezet fémből vagy kerámiából készült, katalizátorral bevonva a pórusokon belül. Ilyen például a hullámos fémlemezek, a fém hab, és a szál nemez.

Az egyes formák előnyeinek és hátrányainak összehasonlítása

Forma	Alapvető előnyök
Por	A legnagyobb fajlagos felülettel rendelkezik, az aktív helyek legteljesebb expozíciója és a legmagasabb belső aktivitás; a laboratóriumban könnyen elvégezhető aktivitási szűrés.
Részecskék	Nagy szilárdságú és jó kopásállósággal rendelkezik; könnyen kitölthető és nagy ágyporozitású, ami elősegíti a gáz-folyadék áramlását.
Oszlopos/hengeres	Szabályos alakja, egyenletes kitöltése van, és csökkentheti a csatornázást; jó mechanikai szilárdsága van; és a gyártási folyamat érett.
Lóhere/négylevelű lóhere és egyéb szabálytalan alakú csíkok	Ugyanakkora térfogat esetén a fajlagos felületi terület valamivel nagyobb, mint a henger; a penge szerkezete fokozza a felszíni turbulenciát és javítja a tömegátvitelt; az ágy porozitása nagy, alacsonyabb légáramlás nyomást eredményezve.
Gömbszerű	Izotróp, rendkívül nagy szilárdságú, és a legjobb kopásállóság; jó folyékonysággal és legegyenletesebb eloszlással rendelkezik a töltés során; az ágypórus szerkezete a legegyenletesebb és a légnyomás csökken.
Méhsejt szűrő elem	Hatalmas geometriai felülettel rendelkezik; egyenes légáramlás csatornák és rendkívül alacsony légáramlás nyomásesés (1/10-1/20-a részecskeágyénak); ez eltömődés-álló (por áthalad); és ez moduláris, így a telepítés és csere kényelmes.
Egyéb szűrő elem struktúrák	Rendkívül magas porozitású (>85%), alacsony gáznyomású, kiváló keverési és tömegátviteli tulajdonságokkal, jó hővezető képességgel rendelkezik.

Forma

Fő hátrányai
Por	Szilárdsága rendkívül alacsony, így alkalmatlanná válik a rögzített ágyak használatára; a légáramlás könnyen elhordja, és nehezen elkülöníthető a reaktansoktól.
Granulák	Szabálytalan alakja a terhelés során egyenetlen feltöltést eredményezhet; fajlagos felülete valamivel kisebb, mint a poré.
Oszlopos/hengeres	Ugyanakkora térfogat esetén a fajlagos felületi terület kisebb, mint az olyan szabálytalan csíkok, mint a többlevelű fű, és a katalizáló meder gázáramlási nyomásesége viszonylag nagyobb.
Lóhere/négylevelű lóhere és egyéb szabálytalan alakú csíkok	A penész költsége magas; az élkaréjok viszonylag törékenyek, és a kopásállóságuk és szilárdságuk nem olyan jó, mint az oszlopos típusúak.
Gömbszerű	Jellemzően a legnagyobb gyártási költséggel rendelkezik; fajlagos felülete általában kisebb, mint az azonos anyagú szabálytalan alakú csíkoké.
Méhsejt szűrő elem	Rossz axiális hőátadás, alkalmatlan erős exoterm/endoterm reakciók; bevonat veszélyben hámlás; magas költség egységenként.
Egyéb szűrő elem struktúrák	A fajlagos felületi terület általában alacsonyabb, mint a méhsejt kerámiáé; az szilárdság egyenetlen lehet; a költségek is viszonylag magasak, és általában testreszabást igényel.

Az egyes formák tipikus alkalmazásai

Forma	Tipikus alkalmazási területek
Por	Laboratóriumi vizsgálatok (aktivitási értékelés); deszkázó reaktorok (például szuszpenzió katalitikus ózonoxidáció szennyvíz); katalitikus szűrő zsákok (tapad por szűrő közeg).
Részecskék	Széles körben kompatibilis a különböző rögzített ágyú reaktorokkal és csörgő-ágyas reaktorokkal (gáz-folyadék-szilárd háromfázisú); és alkalmas az integrált adszorpciós és katalizációs reakciós berendezések bizonyos alkalmazására is.
Oszlopos/hengeres	A legszélesebb körben használt fixágyas konfiguráció, például petrolkémiai hidrogénezés, sótalanítás és vocs katalitikus égés.
Lóhere/négylevelű lóhere és egyéb szabálytalan alakú csíkok	A diffúziós vezérlésű (tömegátviteli korlátozás) reakciók döntő fontosságú, mint például a nehéz olaj-hidrokrakkolás és a dízel-hidrorofinálás.
Gömbszerű	Olyan alkalmazásokban, ahol nagy gáznyomásesés és ágyegyenletesség szükséges, mint például a nagy radiális reaktorok, erősen exoterm reakciók és mozgó ágyreaktorok (ahol a katalizátort újrahasznosítani kell).
Méhsejt szűrő elem	Az alkalmazások közé tartoznak a nagy térfogatú, alacsony koncentrációjú és kisnyomású légáramlás-forgatókönyvek, mint például a vocs kipufogó kezelés és az ipari kibocsátások ipari denitrifikációja, háromirányú katalitikus átalakítók az autóipari kipufogáshoz, és bomlási szűrők a formaldehid és az ózontisztításhoz beltéri terekben.
Egyéb szűrő elem struktúrák	Speciális üzemi körülmények között, mint például a nagy por/olajköd tartalmú kipufogógáz, habfém szűrők szükségesek. Az erősen exoterm katalitikus égéshez a hővezetést és a disszipációt elősegítő hullámfém lemezeket használják.

BasiS és lépések a katalizátor fajok kiválasztásához

1. lépés: előzetes szűrés a reakciórendszer és a folyamat feltételei alapján

1. a reaktantok fázisállapotához kapcsolódó tényezők

A tisztán gázfázisú reakciók (például vocs katalitikus égés és autókipufogó) esetében a méhsejt kerámia katalizátorok az előnyben részesített választás, mert tökéletesen megfelelnek a "nagy térfogat és alacsony nyomás" követelményeinek.

Háromfázisú gáz-folyadék-szilárd reakciók (például maradék olaj hidrogénezés és szennyvíz katalitikus nedves oxidáció): szemcsés katalizátorokat kell használni a gáz-folyadék diszperziós tér fenntartására, míg a por elvesznek, és a méhsejt blokkolják.

Folyékony-szilárd kétfázisú reakciók (például a szuszpenziók katalitikus oxidációja): az érintkezési terület maximalizálására csak porított katalizátorok vagy mikroszféra katalizátorok használhatók.

2. a nyomást befolyásoló tényezők

Az alacsony nyomású alkalmazásokhoz (például az autómotorokhoz és a nagy szellőzőrendszerekhez) a méhsejt vagy habfém katalizátorok a legjobb választás.

Közepes és nagynyomású körülmények között (például a nagynyomású reaktorok és a csöves reaktorok) a jobb tömegátvitel és keverés érdekében kiválaszthatók a részecskeszkatalizátorok.

3. reakcióhő tényezők

Erősen exoterm/endoterm reakciók esetén a katalizátor ágyának jó hővezetőképességgel kell rendelkeznie a hő eltávolításához vagy ellátásához és a helyi túlmelegedés/túlhűtés megakadályozásához. Ebben az esetben szabályos formájú, fém alapú katalizátorokat (hullámlemezek, habtáblák) vagy kis gömb alakú részecskéket kedvelnek.

2. lépés: a tényleges munkakörülményeken alapuló további megfontolás

1. a kipufogógáz összetételét befolyásoló tényezők

A legtöbb forma tiszta gázkörülmények között használható, a legnagyobb felülettel rendelkező előnyben részesül.

A por, szálak vagy kolloidok bevonásával járó esetekben nem eltömődő morfológiát kell kiválasztani. A méhsejt-típusok vagy a nagy pórusú fémhabok előnyben részesülnek, hogy megakadályozzák a katalizátor ágyának eltömődését.

Ha több komponenst kevernek, figyelembe kell venni az előkezelést a folyamatban vagy a több típusú katalizátor szinergisztikus kombinációját.

2 "működési tényezők

Gyakori regenerációt igénylő alkalmazások (például katalitikus repedés), mikroszféra katalizátorokat használnak a folytonos reakció-regeneráció folytonos ágyban.

Hosszú távú működést és ismételt öblítést igénylő, nagy szilárdságú gömb vagy szemcsés katalizátorok a legjobb választás.

A rendszeres ellenőrzést és cserét igénylő helyzeteknél a moduláris méhsejt katalizátorok a legjobb választás.

3. a költséghatékonyság megfontolásai

Oszlopos, szemcsés és gömb alakú formák már nagyüzemi ipari termelésben vannak, költségeik pedig a legelőnyösebbek.

Alacsony-közepes levegő térfogat és alacsony nyomású feltételek, a méhsejt típusú egységár viszonylag magas, de egyszerűbb integrálni a kipufogórendszerbe, és magas fokú custKihagyás alkalmazkodni a különböző berendezések körülmények között. A teljes telepítés, csere és karbantartási folyamat hatékonyabb.

Szélsőséges és összetett működési körülmények között speciális kompozit formákat lehet testreszabni, ami a legdrágább.

Nincs korábbi KÖVETKEZŐ: A hopcalite katalizátor a...