Оцінка впливу температури, концентрації кисню та каталізаторів на окислення термоантрацитного вуглецевого матеріалу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.162474Ключові слова:
монооксид вуглецю, димові гази, термоантрацитна пересипка, графітація, вуглецевий матеріал, діоксид марганцю, окислення, екологічний каталізАнотація
Розглянуто вплив температури, концентрації кисню та витрати газоповітряної суміші на ефективність окислення термоантрацитного вуглецевого зернистого матеріалу з утворенням монооксиду та діоксиду вуглецю. Змодельована установка передбачала нагрівання в термокамері зразку вуглецевого матеріалу при постійному пропусканні через зону нагрівання газоповітряної суміші, отриманої при регулюванні подачі повітря та вуглекислого газу. Температурний діапазон становив 20–850 °С.
Встановлено, що помітне окислення вуглецевого матеріалу в термокамері при продуванні газоповітряних сумішей із вмістом кисню 8–21 % починається при температурах вищих 500 °С, а значні концентрації монооксиду вуглецю утворюються при температурах 600–800 °С. Визначено, що за концентрації кисню 14 % вміст монооксиду карбону у димових газах мінімальний у вибраному діапазоні концентрацій кисню 8–21 %.
Показано, що при використанні газової суміші, насиченої водяними парами, ефективність доокислення монооксиду карбону зростає при температурах 650–850 °С, проте при використанні марганцевого каталізатору каталітичної дії парів води не спостерігається.
Запропоновано використання марганцевого каталізатора, нанесеного у вигляді мікрокристалів на поверхню вуглецевого матеріалу, що забезпечує суттєве зниження концентрацій СО при температурах 500–850 °С. Недоліком процесу є збільшення втрат вуглецевого матеріалу в 1,6–2,0 рази за рахунок прискорення процесів окислення вугілля до СО та СО2.
Представлено можливість створення визначених умов для проведення технологічного процесу окислення термоантрацитного вуглецевого зернистого матеріалу на підприємствах для забезпечення зниження вмісту монооксиду карбону в продуктах окислення
Посилання
- Karvatskii, A., Leleka, S., Pedchenko, A., Lazariev, T. (2016). Numerical analysis of the physical fields in the process of electrode blanks graphitization in the castner furnace. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (84)), 19–25. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.83191
- Panov, E. N., Shilovich, I. L., Ivanenko, E. I., Buryak, V. V. (2012). Thermal and chemical aspects of formation со in the process of baking of electrodes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (6 (58)), 15–18. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/5586/5026
- Rattan, G., Kumar, M. (2014). Сarbon Monoxide Oxidation Using Cobalt Catalysts: A Short Review. Chemistry & Chemical Technology, 8 (3), 249–260. doi: https://doi.org/10.23939/chcht08.03.249
- Tsyganova, E. I., Didenkulova, I. I., Shekunova, V. M., Aleksandrov, Yu. A. (2007). Development of new catalysts for heterogenic catalytic СО to СО2 oxidation on the basis of β-diketonate metals on a synthetic foamed ceramic. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N. I. Lobachevskogo, 2, 95–101.
- Ivanova, N. D., Ivanov, S. V., Boldyrev, E. I., Sokol'skiy, G. V., Makeeva, I. S. (2002). Vysokoeffektivnye oksidno-margancevye katalizatory reakcii okisleniya SO. Zhurnal prikladnoy himii, 75 (9), 1452–1455.
- Kašpar, J., Fornasiero, P., Hickey, N. (2003). Automotive catalytic converters: current status and some perspectives. Catalysis Today, 77 (4), 419–449. doi: https://doi.org/10.1016/s0920-5861(02)00384-x
- Dey, S., Dhal, G. C., Mohan, D., Prasad, R. (2017). Study of Hopcalite (CuMnOx) Catalysts Prepared Through A Novel Route for the Oxidation of Carbon Monoxide at Low Temperature. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, 12 (3), 393–407. doi: https://doi.org/10.9767/bcrec.12.3.882.393-407
- Dey, S., Dhal, G. C., Prasad, R., Mohan, D. (2017). Effects of Doping on the Performance of CuMnOx Catalyst for CO Oxidation. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, 12 (3), 370–383. doi: https://doi.org/10.9767/bcrec.12.3.901.370-383
- Sokolskyi, H. V., Ivanov, S. V., Ivanova, N. D., Boldyriev, Ye. I., Kobylianska, O. V. (2007). Spriamuvannia defektnoho poriadku v produktakh anodnoho okyslennia z bahatokomponentnykh za ionamy metaliv elektrolitiv dlia ekolohichnoho katalizu. AVIA–2007: materialy Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsiyi. Vol. 3. Kyiv, 41.77–41.80.
- Karvackiy, A. Ya., Leleka, S. V., Pulinec, I. V., Lazarev, T. V. (2011). Development of burning regulations take into account the dynamics of gas emission of burning blanks. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (54)), 42–45. URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/2281/2085
- Karvatskyi, A. Ya., Shylovych, I. L., Krutous, L. V., Kutuzov, S. V. (2013). Decrease of CO concentration using installation for carbon mono oxide convesion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (62)), 38–41. URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/11730/9872
- Bogacki, M., Oleniacz, R., Mazur, M., Szczygłowski, P. (2012). Air pollution emissions during baking of semi-finished graphite products in a tunnel furnace. Environment Protection Engineering, 38 (1), 15–23.
- Mazur, M., Oleniacz, R., Bogacki, M., Szczygłowski, P. (2010). Emission of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) during the production of carbon and graphite electrodes. Environmental Engineering III, 59–66. doi: https://doi.org/10.1201/b10566-12
- Hohotva, A. P., Mel'nikova, N. V. (2008). Ochistka fenolsoderzhashchih vod okisleniem na suspenzii MnO2. Energotekhnologii i resursosberezhenie, 5, 59–61.
- Sokolsky, G. V., Ivanov, S. V., Ivanova, N. D., Boldyrev, Ye. I., Lobunets, Т. P., Тоmila, Т. V. (2012). Doped manganese (IV) oxide in organic compounds destruction and elimination processes from aqueous solutions. Himiya i tekhnologiya vody, 34 (5), 386–397.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Yevgen Panov, Nikolai Gomelia, Olena Ivanenko, Andrii Vahin, Serhii Leleka
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
