Разработка и математическое моделирование энергосберегающего адсорбционно-каталитического процесса и аппаратов для очистки газов от органических примесей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Зажигалов Сергей Валерьевич

• Зажигалов Сергей Валерьевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Зажигалов Сергей Валерьевич

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Технологические основы адсорбционно-каталитического процесса

1.2 Пути усовершенствования адсорбционно-каталитического процесса

1.2.1 «Ступенчатый» нагрев катализатора при регенерации

1.2.2 Регенерация в волне фильтрационного горения

1.2.3 Оптимизация размера гранул катализатора-сорбента

1.2.4 Применение технологических схем с использованием пост-реактора

1.2.5 Спиральный реактор с системой внутреннего теплообмена

1.2.6 Адсорбционно-каталитический реверс-процесс

1.3 Математическое моделирование адсорбционно-каталитического процесса

1.3.1 Механизм и кинетическая модель процесса

1.3.2 Моделирование процессов в зерне катализатора

1.3.3 Моделирование процессов в слое адсорбента-катализатора

1.4 Выводы по главе

Глава 2 Модификации и экспериментальные исследования адсорбционно-каталитического процесса

2.1 Модификации процесса

2.1.1 Точечный поджиг

2.1.2 Мультидисперсная система

2.1.3 Секционирование реактора

2.2 Экспериментальные исследования адсорбционно-каталитического процесса

2.2.1 Точечный поджиг

2.2.2 Секционирование реактора

2.3 Результаты экспериментальных исследований адсорбционно-каталитического процесса

2.3.1 Точечный поджиг

2.3.1.1 Толуол

2.3.1.2 Стирол

2.3.2 Секционирование реактора

2.4 Выводы по главе

Глава 3 Математическая модель и методы решения

3.1 Математическая модель гранулированного слоя

3.1.1 Алгоритм численного решения модели

3.1.2 Определение параметров модели

3.2 Математическая модель комбинированного слоя

3.2.1 Алгоритм численного решения модели

3.2.2 Определение параметров модели

3.3 Модель секционированного слоя

3.4 Расчет показателей процесса

3.5 Результаты математического моделирования

3.5.1 Модель точечного поджига

3.5.2 Мультидисперсный слой

3.5.3 Секционированная система

3.6 Валидация модели

3.6.1 Точечный поджиг

3.7 Выводы по главе

Глава 4 Исследование влияния параметров процесса методом математического моделирования на его основные показатели

4.1 Варьирование параметров катализатора и процесса

4.1.1 Варьирование формы и размера зерна

4.1.2 Варьирование адсорбционной емкости катализатора

4.1.3 Варьирование времени контакта

4.1.4 Варьирование входной температуры очищаемого газа

4.2 Расчет энергозатрат

4.3 Варьирование геометрических параметров слоя с помощью 3Э моделирования в СОМБОЬ МиШрИуБ^Б

4.3.1 Описание модели

4.3.2 Моделирование процесса с цилиндрическим слоем

4.3.2.1 Первый цикл адсорбции

4.3.2.2 Первый цикл регенерации

4.3.2.3 Повторяющиеся циклы адсорбции-регенерации

4.3.3 Моделирование процесса со входной частью слоя в виде усеченного конуса

4.3.3.1 Первый цикл адсорбции

4.3.3.2 Первый цикл регенерации

4.3.3.3 Повторяющиеся циклы адсорбции-регенерации

4.3.4 Варьирование расхода газа на входе в слой

4.4 Рекомендуемые схемы и характеристики процесса

Глава 5 Оценка сравнительной технико-экономической эффективности предлагаемой адсорбционно-каталитической технологии

5.1 Секционированная система с внутренним расположением нагревателя

5.2 Адсорбционно-каталитический процесс с внешним нагревом

5.3 Стационарный каталитический процесс

5.4 Каталитический реверс-процесс

5.5 Сравнение рассмотренных процессов очистки

Заключение

Выводы

Список обозначений

Индексы

Список Литературы

Приложение А

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и математическое моделирование энергосберегающего адсорбционно-каталитического процесса и аппаратов для очистки газов от органических примесей»

Актуальность работы

Охрана атмосферного воздуха от вредных воздействий антропогенных факторов подвергается государственному надзору во многих странах мира, в том числе и в России. Существующая система такого надзора предусматривает, среди прочих мер, организацию государственного, производственного и общественного контроля за выбросами промышленных предприятий и стимулирует их деятельность по снижению количества и токсичности технологических выбросов. Разработка новых научно-технических подходов к повышению эффективности очистки отходящих газов промышленных предприятий от летучих органических соединений (ЛОС) (углеводороды, спирты, кислоты, эфиры, альдегиды, кетоны и пр.) является частью такой системы.

Если для обезвреживания выбросов с относительно высокой концентрацией ЛОС экономически оправданы традиционные методы (адсорбционные, конденсационные, мембранные и др.), то для выбросов с низкой концентрацией ЛОС предпочтительно использование термических и каталитических методов. Последние предполагают высокий уровень энергопотребления и капитальных затрат. Назревшей и широкораспространенной проблемой является обезвреживание больших объемов выбросов с чрезвычайно низкой концентрацией ЛОС, менее 0.1 г/м3. В этом случае адсорбционно-каталитические процессы можно рассматривать как вполне эффективную и разумную альтернативу другим известным процессам обезвреживания ЛОС.

Разработка новых и совершенствование действующих технологий очистки отходящих газов от примесей ЛОС должны идти по пути увеличения степени обезвреживания при одновременном снижении энергоемкости и капитальных вложений. В этом смысле адсорбционно-каталитические процессы имеют большой потенциал в плане повышения их экономической и экологической эффективностей.

В последние десятилетия возросший интерес к адсорбционно-каталитическим процессам выявил проблему недостатка теоретических научных

данных и разработанных на их основе технических рекомендаций, способствующих практической реализации таких технологий. Важным инструментом в разработке теоретических основ адсорбционно-каталитических процессов является создание математических моделей, позволяющих наиболее полно описать происходящие процессы.

Актуальность данной работы заключается в комплексном, сочетающем теоретические и экспериментальные исследования, подходе к разработке новых высокоэффективных вариантов адсорбционно-каталитического процесса окисления ЛОС в низкоконцентрированных выбросах в безвредные вещества (углекислый газ и воду). Такой подход, основанный на методах математического моделирования, позволит разработать рекомендации по оптимальным организации и технологическим параметрам адсорбционно-каталитического процесса и создать новые конструкции аппаратов для его осуществления.

Работа выполнялась в рамках Программ фундаментальных научных исследований государственных академий наук, проект У.46.5.6 «Разработка научных основ каталитических методов трансформации антропогенных загрязнителей в безопасные или безвредные соединения» (2013-2016), а также по текущему проекту государственного задания № 0303-2017-0017 «Разработка методов моделирования каталитических процессов с учетом детального механизма реакций, изменяющейся активности катализаторов и гидродинамики».

Степень разработанности темы

С середины прошлого века адсорбционно-каталитические процессы привлекают внимание исследователей в области химической технологии и экологии. Открытие самого принципа адсорбционно-каталитического обезвреживания ЛОС стимулировало развитие работ по разным направлениям, необходимым для практической реализации этого принципа на промышленном уровне. Основные направления связаны с созданием эффективных катализаторов, их структурированием в виде единых блоков, удобных для применения, технологической организацией процесса и совершенствованием процессов с целью снижения энергоемкости и материалоемкости. Основополагающий вклад в

изучение и разработку адсорбционно-каталитических процессов внесли А.С. Носков, А.Н. Загоруйко, П.Г. Цырульников, О.В. Костенко (Институт катализа СО РАН) и др. Также процесс разрабатывался компаниями иОР, НаМог ТорБое, Дзержинским филиалом НИИОГАЗа. В последнее время появилось большое количество работ, связанных с созданием компактных устройств, основанных на адсорбционно-каталитическом принципе.

В то же время, широкому применению адсорбционно-каталитических процессов очистки газов препятствует ряд проблем. К проблемам практического плана можно отнести недостаточно низкий расход энергии при проведении регенерации катализатора и снижение степени очистки вследствие десорбции ЛОС с поверхности катализатора при его регенерации. В то же время для разработки теоретических подходов к изучению адсорбционно-каталитических процессов существует дефицит данных и результатов изучения таких процессов не только экспериментальными методами, но и методами математического моделирования. В этой области еще остается много белых пятен от создания математических моделей разных вариантов адсорбционно-каталитического процесса с вариацией его параметров с целью их оптимизации до экспериментальных исследований, позволяющих верифицировать модель

Объект исследования

Адсорбционно-каталитический процесс очистки отходящих газов, содержащих примеси летучих органических соединений в низких (менее 0.1 г/м3) концентрациях.

Предмет исследования

Математическое моделирование адсорбционно-каталитического процесса с целью оптимизации его параметров и снижения энергопотребления для создания новых высокоэффективных вариантов данного процесса.

Цель и задачи

Цель настоящей работы - разработка высокоэффективных адсорбционно-каталитических процессов для очистки газов от летучих органических соединений

и аппаратов для их осуществления, а также исследование влияния параметров процесса на его основные показатели.

В ходе работы для достижения поставленной цели решался ряд научно-инженерных, теоретических, вычислительных и экспериментальных задач, в частности:

1. Разработка новых модификаций адсорбционно-каталитического процесса.

2. Создание математической модели адсорбционно-каталитического процесса в неподвижных слоях гранулированных адсорбентов-катализаторов, разработка численного метода и программного обеспечения для построения решения и моделирования процесса.

3. Создание пилотной экспериментальной установки и проведение экспериментальных исследований адсорбционно-каталитического процесса обезвреживания ЛОС. Верификация математической модели на основе полученных экспериментальных данных.

4. Исследование влияния параметров процесса методом математического моделирования на его основные показатели.

5. Выдача рекомендаций по реализации промышленного адсорбционно-каталитического процесса очистки отходящих газов и конструкциям аппаратов для его осуществления.

Научная новизна

1. Впервые предложена, теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность формирования теплового фронта экзотермических реакций в слое адсорбента-катализатора, насыщенного сорбированными ЛОС, за счет инициации экзотермических реакций окисления сорбированных ЛОС с помощью теплового инициатора их окисления, расположенного непосредственно в слое адсорбента-катализатора. Показано, что такой подход позволяет значительно (до 10 раз) снизить удельное потребление энергии в адсорбционно-каталитическом процессе очистки газовых выбросов от ЛОС.

2. Разработана математическая модель адсорбционно-каталитического процесса в неподвижных слоях гранул катализатора-адсорбента, учитывающая динамические процессы переноса энергии и массы как в объеме слоя, так и внутри гранул, использующая методику моделирования динамических явлений в пилотном реакторе на основе учета переменной теплоемкости адсорбента-катализатора. Предложен и реализован эффективный численный метод решения уравнений модели и впервые проведена верификация модели такого уровня сложности на основе данных пилотных экспериментов с использованием толуола и стирола в качестве ЛОС.

3. Впервые методами 3D-моделирования исследовано распространение теплового фронта регенерации адсорбента-катализатора, возникающего за счет тепловой инициации процессов окисления сорбированных ЛОС в небольшой части слоя адсорбента-катализатора, в аппаратах сложной геометрии и обосновано, что входная часть слоя адсорбента-катализатора должна быть выполнена в виде расширяющегося по ходу движения газа усеченного конуса.

Теоретическая значимость работы

Теоретическая значимость работы заключается:

1. В установлении теоретическими методами исследования зависимостей основных показателей процесса от его технологических параметров и используемого катализатора: времени контакта, длины слоя адсорбента-катализатора, температуры адсорбции, размера и формы каталитического зерна, а также его адсорбционной емкости;

2. В развитии методологии создания энергосберегающего адсорбционно-каталитического процесса, заключающейся в параллельном использовании теоретических и экспериментальных методов изучения данного процесса. Основу данной методологии составляет разработанная математическая модель, учитывающая процессы массо- и теплопереноса как в зерне, так и в слое адсорбента-катализатора;

3. В установлении предпосылок для применения разработанной математической модели и её модификаций при моделировании различных процессов (адсорбция, регенерация) в гранулированных слоях.

Практическая значимость работы

1. Предложена принципиально новая модификация адсорбционно-каталитического процесса для очистки газов от летучих органических соединений, с расположением источника энергии - инициатора окисления сорбированных ЛОС - непосредственно в слое адсорбента-катализатора, обеспечивающая снижение энергопотребления до 10 раз относительно процесса с внешним нагревом подаваемого газового потока и на 1-3 порядка по сравнению с известными каталитическими технологиями при сохранении высокой (до 99 %) степени очистки при очистке газов с низким (менее 0.1 г/м3) содержанием органических примесей.

2. Установлен положительный эффект разделения слоя адсорбента-катализатора на несколько параллельных слоев с неодновременной регенерацией, который заключается в снижении как максимальной концентрации ЛОС, так и температуры газа на выходе из системы. Согласно проведенным расчетам снижение максимальной концентрации и температуры может быть более, чем пропорционально количеству секций. Так, при использовании 5 секций, концентрация ЛОС в выходном потоке может быть снижена в 6 раз.

3. Определены рекомендуемые значения технологических параметров адсорбционно-каталитического процесса (размер, форма и адсорбционная ёмкость гранул катализатора, время контакта и исходная температура газа) для опытно-промышленных и промышленных установок очистки газов.

4. Показано, что при реализации процесса очистки газов от примесей ЛОС, расположение инициатора регенерации непосредственно в слое адсорбента-катализатора и секционирование слоя позволяют снизить удельные общие затраты на очистку 1 м3 газа в 1.5 раза относительно затрат в традиционном адсорбционно-каталитическом процессе, в 12 раз относительно затрат в стационарном каталитическом процессе и в 5 раз относительно затрат в реверс-процессе.

Методология и методы диссертационного исследования

В исследовании разработан подход к изучению адсорбционно-каталитического процесса, основанный на экспериментальных исследованиях процесса в пилотном масштабе и методах математического моделирования. Результаты математического моделирования способствовали уточнению параметров процесса для экспериментальных исследований.

Настоящая работа выполнена методами экспериментальных исследований и математического моделирования описанных модификаций адсорбционно-каталитической системы для очистки газов от примесей ЛОС. Уравнения математической модели были решены численными методами с последующим написанием программного кода для осуществления расчетов.

Положения, выносимые на защиту

1. Положение о снижении удельного энергопотребления в адсорбционно-каталитическом процессе до 10 раз относительно процесса с внешним нагревом подаваемого газового потока и на 1 -3 порядка по сравнению с известными каталитическими технологиями очистки за счет расположения источника энергии непосредственно внутри слоя адсорбента-катализатора.

2. Положение о снижении пиковой концентрации в исходящих газах и температуры выходного потока в ходе регенерации в случае использования секционированной адсорбционно-каталитической системы более, чем пропорционально числу секций.

3. Положение об адекватном описании разработанной математической моделью результатов, полученных в ходе пилотных испытаний адсорбционно-каталитического процесса с внутренним расположением источника энергии -инициатора окисления сорбированных ЛОС.

4. Положение о рекомендуемых параметрах используемого катализатора: сферические зерна радиуса 3-6 мм и адсорбционной ёмкостью 2-2.5 масс. %.

5. Положение о рекомендуемых технологических параметрах процесса: диапазон времен контакта 1-3 с, более высокая температура очищаемых газов является предпочтительной.

6. Положение об эффективности конструкции слоя со входной частью в виде усеченного конуса при внутреннем расположении источника энергии.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность результатов, полученных в ходе диссертационного исследования, подтверждена проведенной верификацией математической модели. Показано, что модель адекватно описывает проведенные экспериментальные исследования, как с количественной, так и с качественной точек зрения.

Основные результаты работы опубликованы в рецензируемых зарубежных и российских журналах и были обсуждены на различных конференциях:

XI и XII Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (Красноярск, 2010; Новосибирск 2011), International Conference "Nanostructured catalysts and catalytic processes for the innovative energetics and sustainable development" (Новосибирск, 2011), The Second French-Russian Workshop on Catalysis, Petrochemistry and Renewable Energy for Young Scientists (Лион, 2011), Всероссийской научной школе-конференции молодых ученых "Катализ: от науки к промышленности" (Томск, 2011), XX, XXI, XXII International Conference on Chemical Reactors (Люксембург, 2012; Дельфт 2014; Лондон, 2016), II Scientific-Technological Symposium "Catalytic Hydroprocessing in Oil Refining" (Белград, 2016), III Международной Российско-Казахстанской школе-конференции «Химические технологии функциональных материалов» (Новосибирск, 2017), 8th Asian-Pacific Chemical Reaction Engineering Symposium (Шанхай, 2017), Международной конференции по вычислительной математике и математической геофизике, посвящённой 90-летию со дня рождения академика А.С. Алексеева (Новосибирск, 2018).

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Проблема снижения выбросов летучих органических соединений (ЛОС) антропогенными источниками [1-9], поднятая в прошлом веке, остается актуальной и в настоящее время. Экологические последствия загрязнения воздушной среды выбросами ЛОС связаны с разрушающим действием на озоновый слой и увеличением количества фотохимического смога [5, 6], а также с высоким уровнем токсичности некоторых ЛОС. В связи с возрастающими производственными мощностями в таких областях как энергетика, транспорт, химия и нефтехимия, машиностроение, деревопереработка, полиграфия, производство строительных и отделочных материалов и др., исследования, направленные на решение этой проблемы, становятся частью стратегии по обеспечению безопасности жизни на Земле.

Принятием очередного Акта по очистке воздуха, имеющего статус Федерального Закона [7] в 1990 году в США была поставлена задача к 1998 году сократить на 90 % выбросы 189 токсичных химических продуктов, 70 % из которых относились к ЛОС. В Европе на сегодняшний день действуют две директивы по ЛОС. С 2007 года в полном объеме применяется директива 1999/13/EC (SED) по выбросам растворителей в окружающую среду. Именно эта директива дает определение ЛОС: органические соединения с давлением паров более 0.01 кПа при н.у. или имеющие соответствующий уровень летучести в условиях их использования. Из списка соединений исключены метан, этан, оксиды углерода, металлоорганические соединения и органические кислоты. Директива 2004/42/EC о лакокрасочных продуктах ввела ограничения на содержание ЛОС в некоторых материалах и действует с 2010 года. Директива SED возлагает ответственность за превышение выбросов ЛОС на промышленные предприятия, на которых функционируют установки, использующие ЛОС, и требует их постоянного планового мониторинга и регистрации. В 2005 году Общественная Европейская комиссия опубликовала Специальную Стратегию, касающуюся загрязнения воздуха [10], а в 2006 году Гетеборгский протокол, в котором

поставлены задачи снижения к 2020 году максимального уровня эмиссии ЛОС в Европейских странах на 50 %, по сравнению с уровнем 2000 года [11]. Как сказано в этих документах, существующих мер недостаточно для достижения этой цели, необходимо предпринять новые меры, особенно в области утилизации промышленных выбросов.

В РФ по данным Госдоклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2017 году» [12] также остро стоит проблема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в частности выбросов ЛОС. Так, с 2010 по 2017 гг. (Таблица 1.1) объёмы выбросов неметановых ЛОС не имеют четкой направленности и к 2017 г. остаются высокими.

Таблица 1.1 - Объёмы выбросов неметановых ЛОС в атмосферу в 2010-2017 гг. в Российской Федерации [12]

Год 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Источник ЛОС

Стационарный источник, тыс.т/год. 1605 1623 1638 1455 1340 1295 1305 1255

Автомобильный транспорт, тыс.т./год. 1280 1343 914 1368 1390 1411 1440 1478

Всего, тыс.т./год. 2885 2966 2552 2823 2730 2706 2745 2733

Например, выбросы формальдегида по данным Росстата [13] показывают рост с 2010 по 2014 г. (Рисунок 1.1). Также в докладе фиксируется, что резкое снижение уровня загрязнения атмосферы и количества городов, включенных в Приоритетный список с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в РФ, обусловлено не улучшением качества воздуха, а установлением в 2014 г. нового значения ПДК с.с. формальдегида.

Рисунок 1.1 - Объёмы выбросов формальдегида от стационарных источников [13]

Очевидно, что такое пристальное внимание к выбросам ЛОС и ужесточение современных экологических стандартов требуют все больших экономических вложений в разработку новых и совершенствование действующих технологий очистки отходящих газов от примесей ЛОС (углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны и другие органические соединения).

Несмотря на существование большого числа разработанных технологий обезвреживания ЛОС, они не могут быть применены всегда и везде. В таблице 1.2 [8, 14, 15] приводятся примеры разнообразных способов обезвреживания ЛОС, включая их преимущества и недостатки. Целесообразность или экономическая эффективность применения той или иной технологии обезвреживания выбросов определяется по нескольким основным параметрам: расходу газового потока, содержанию ЛОС, токсичности загрязнений и их источнику (промышленный, бытовой, логистический и т.д.). Для выбросов с высокими концентрациями ЛОС рентабельно применение технологий, основанных на методах выделения органических веществ без их разрушения, и предусматривающих рециркуляцию примесей с возвращением их в технологический процесс (это, например, абсорбционные, адсорбционные, конденсационные и мембранные способы). При всей технологической привлекательности этих методов они требуют применения большого количества адсорбентов и абсорбентов и, в конечном счете, их

утилизации. Как правило, конденсационные методы экономически оправдывают себя при содержании более 1 масс. % соединения, подлежащего выделению, так как часть из них требуют использования дорогостоящих криогенных методов выделения.

Таблица 1.2 - Сравнение существующих технологий обезвреживания ЛОС

Метод обезвреживания ЛОС Технологические параметры Преимущества Недостатки

Расход м3/ч Т, °с ЛОС, ррт

Адсорбция 550000 <55 <5000 Эффективность Возможность быстрого насыщения адсорбента и реэмиссии ЛОС

Абсорбция 100- ну. 1000- Возможность Не подходит для низких

60000 20000 извлечения ЛОС концентраций ЛОС, образование сточных вод

Конденсация 10010000 >6000 Возможность извлечения ЛОС Требуется дальнейшая переработка, применим только для высоких концентраций

Термическое >10000 >370 100- Эффективность Неполное сгорание ЛОС,

окисление 50000 возможность высоких энергозатрат

Каталитическое окисление >10000 >150 10050000 Эффективность, энергосбережение Дезактивация катализатора, необходимость его утилизации, образование побочных продуктов

Озонирование Требует сильных окислительных агентов, образование побочных продуктов

Фотолиз и - ну. - Применим для Возможность образования

фотокатализ широкого ряда ЛОС токсичных фотопродуктов, опасность излучения

Мембранные 5-100 ну. >200 Рекомендован для Загрязнение мембраны и

технологии высококонцентри рованных потоков необходимость в высоком давлении

Биологические методы 2001500 <2000 Низкие затраты, эффективность, экологичность Требует контроля биологических параметров, особые требования к ЛОС (низкий м.в., растворимость, простая структура). Низкая эффективность для галогенпроизводных и средняя для ароматических соединений

Для разбавленных газов целесообразно применение деструктивных по отношению к ЛОС процессов термического и, особенно, каталитического окисления ЛОС кислородом воздуха до безвредных продуктов - углекислого газа и паров воды [16]. Дополнительные выбросы в окружающую среду образовавшегося при этом CO2 нельзя назвать идеальным экологическим решением, но по сравнению с выбросами ЛОС, они более безвредны.

Термические методы без использования катализаторов требуют применения экстремально высоких температур (часто около 1000 °С), при которых трудно контролировать скорость процесса сжигания, а, следовательно, селективность превращения ЛОС в безвредные продукты. При этом велика вероятность образования еще более вредных промежуточных продуктов окисления ЛОС, а именно диоксинов, дибензофуранов и т.д.

Каталитическое сжигание ЛОС имеет несколько очевидных преимуществ перед термическими методами: более низкая температурная область протекания реакции окисления, возможность контроля за полнотой сжигания ЛОС и, самое главное, возможность использования для обезвреживания

низкоконцентрированных выбросов. В научной литературе довольно широко представлены обзоры результатов обезвреживания ЛОС на катализаторах разных типов: благородных металлах на различных носителях, оксидах переходных металлов, металлсодержащих цеолитах и др. [1, 9, 15, 17-26]. Учитывая разнообразную химическую природу веществ, относящихся к ЛОС, универсального катализатора для эффективного обезвреживания ЛОС, вероятно, не существует, и данные обзоры сфокусированы на конкретных проблемах. Например, в последние годы, особое внимание уделяется созданию новых катализаторов, не содержащих благородные металлы [9, 19], способам снижения эмиссии выбросов углеводородов и других газов автомобильными двигателями [20], а также способам каталитического сжигания полициклических ароматических углеводородов [15]. Таким образом, на сегодняшний день каталитические методы рассматриваются как наиболее перспективные для обезвреживания ЛОС в хвостовых газах различных химических установок.

Современное совершенствование каталитических процессов обезвреживания ЛОС идет как по направлениям создания новых эффективных катализаторов полного окисления органических веществ, так и по линии создания новых вариантов организации процесса окисления. В настоящее время для переработки низкоконцентрированных выбросов наилучшими экономическими и экологическими показателями обладают каталитические реверс-процессы [27-30], способные автотермично (т.е. без подвода дополнительной энергии) перерабатывать газы с содержанием ЛОС от 0.6-0.8 г/м3 и выше. Для газов с меньшим содержанием ЛОС требуются дополнительные энергетические и капитальные затраты.

Очистка выбросов с чрезвычайно низкой концентрацией примесей (ниже 0.1 г/м3, т.е. на уровне 3-20 ПДК рабочей зоны, в зависимости от типа соединения) остается серьезной и широко распространенной практической проблемой [1, 3]. Она усугубляется, как правило, необходимостью обезвреживать большие объемы воздуха на предприятиях самого разного профиля и в вентиляционных выбросах общественных или жилых зданий и сооружений. Для эффективной работы установки очистки в данных случаях должны обеспечивать низкий уровень удельного энергопотребления, текущих и капитальных затрат; быть просты, универсальны (для разных токсических веществ и их источников) и безопасны в обслуживании и использовании.

С точки зрения соответствия рассмотренным выше критериям энергоэффективности и безопасности особый интерес представляют адсорбционно-каталитические процессы, основанные на совмещении принципов адсорбционных и каталитических технологий [28, 31]. Несмотря на большое разнообразие вариантов таких процессов, предложенных в литературе, их общая сущность заключается в том, что в ходе периодического процесса чередуются стадии адсорбции и регенерации. Сначала осуществляют адсорбцию ЛОС непосредственно на поверхности катализатора глубокого окисления при пониженной температуре. Далее проводят регенерацию адсорбента-катализатора путем окисления адсорбированных ЛОС при повышенных температурах [31-42].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зажигалов Сергей Валерьевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Spivey, J. Complete catalytic oxidation of volatile organics / J. Spivey // Ind. Eng. Chem. Res. - 1987. - 26(11). - p. 2165-2180.

2. Garcia, T. The catalytic oxidation of hydrocarbon volatile organic compounds in Handbook of advanced methods and processes in oxidation catalysis / T. Garcia, B. Solsona and S.H. Taylor; Editors D. Duprez and F. Cavani. Imperial College Press, 2014. - p.51.

3. Ojala, S. Catalysis in VOC abatement / S. Ojala, S. Pitkaaho, T. Laitinen, N. Koivikko, R. Brahmi, J. Gaalova, L. Matejova, A. Kucherov, S. Paivarinta, C. Hirschmann, T. Nevanpera, M. Riihimaki, M. Pirila, R.L. Keiski. // Topics in Catalysis. - 2011. - V.54. - p. 1224-1256.

4. Jones, A.P. Indoor air quality and health / A.P. Jones // Atmospheric Environment.-1999. - 33(28). - p. 4535-4564.

5. Molina, M. Stratospheric Sink for Chlorofluoromethanes-Chlorine Atom Catalyzed Destruction of Ozone / M. Molina, F. Rowland // Nature. - 1974. - V.249. - p. 810812.

6. Gonzalez-Velasco, J.R. Catalytic oxidation of volatile organic compounds: chlorinated hydrocarbopns in Handbook of advanced methods and processes in oxidation catalysis. / J.R. Gonzalez-Velasco, A. Aranzabal, B. Pereda-Ayo, M.P. Gonzalez-Marcos, J.A. Gonzalez-Marcos. // Editors D. Duprez and F. Cavani. Imperial College Press. - 2014. - p.91.

7. Environmental Protection Agency, US Clean Air Act. 1990, USA.

8. Kumar, T.P. Biofiltration of Volatile Organic Compounds (VOCs) - An Overview / T.P. Kumar, Rahul, M.A. Kumar, B. Chandrajit // Research Journal of Chemical Sciences. - 2011. - V. 1(8). - p.83-92.

9. Park, P.W. The influence of surface structure on the catalytic activity of alumina supported copper oxide catalysts. Oxidation of carbon monoxide and methane / P.W. Park, J.S. Ledford // Appl. Catal. B: Environ. - 1998. - 15(3-4). - p. 221-231.

10. Thematic Strategy on Air Pollution, Communication from the Commission to the Council and The European Parliament, Commission of the European Communities COM (2005) 446, Brussels, 2005.

11. Environmental Fact Sheet No. 19, January 2006, Produced by the Swedish NGO Secretariat on Acid Rain, Goteborg, Sweden.

12. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2017 году».

13. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году».

14. Марголис, Л.Я. Окисление углеводородов на гетерогенных катализаторах / Л.Я. Марголис. - М: Химия, 1977. - 302 с.

15. Ntainjua, N. The catalytic total oxidation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons / N. Ntainjua, S. Taylor. // Top. Catal. - 2009. - V.52. - p.528-541.

16. Матрос Ю.Ш. Каталитическое обезвреживание отходящих промышленных газов / Матрос Ю.Ш., Носков А.С., Чумаченко В.А. - Новосибирск: Наука, 1991. - 224 с.

17. Мухленов, И.П. Технология катализаторов / И.П. Мухленов. - Ленинград: Химия, 1974. - 420 с.

18. Evaraert, K. Catalytic combustion of Volatile Organic Compounds / K. Evaraert, J. Baeyens // J.Hazard Mater. - 2004. - B109. - p.113-139.

19. Li, W. Catalytic combustion of VOCs on Non-noble metal Catalysts / W. Li, J. Wang, H. Gong. // Catal.Today. - 2009. - V. 148. - p.81-87.

20. Heck, R.M. Automobile exhaust catalysts / R.M. Heck, R.J. Fattauto // Appl. Catal. A: General. - 2001. - V.221 - p.443-457.

21. Zhang, L. Adsorptive and catalytic properties in the removal of volatile organic compounds over zeolite-based materials / L. Zhang, Y. Peng, J. Zhang, L. Chen, X. Meng, F. Xiao. // Chinese Journal of Catalysis. - 2016. - V.37 (6). - p.800-809.

22. Scire, S. Supported gold catalysts for the total oxidation of volatile organic compounds / S. Scire, L. Liotta // Appl.Catal. B: Env. - 2012. - V. 125. - p.222-246.

23. Мухутдинов, Р.Х. Термокаталитическое окисление органических соединений в выбросах / Р.Х. Мухутдинов, Н.А. Самойлов // Химия и технология топлив и масел. - 1982. - №6. - С. 38-40.

24. Мухутдинов, Р.Х. Термокаталитическая очистка промышленных выбросов от паров бензина / Р.Х. Мухутдинов, Н.А. Самойлов, Б.М. Иванов // Химия и технология топлив и масел. - 1982. - №7. - С. 39-41.

25. Мухутдинов, Р.Х. Термокаталитическая очистка газов, содержащих пары изопропилбензола / Р.Х. Мухутдинов, Н.А. Самойлов // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1983. - №2. - С. 31-32.

26. Pestryakov, A.N. Low temperature gas purification in ultradispersed oxide catalysts / A.N. Pestryakov, R.H. Muhutdinov, N.A. Samoilov // Reaction Kinetics & Catalysis Letters. - 1994. - Vol. 53. - №1. - p. 211-215.

27. Zagoruiko, A.N. The reverse-flow operation of catalytic reactors: history and prospects / A.N. Zagoruiko // Current Topics in Catalysis. - 2012. - vol. 10. - p.113-129.

28. Загоруйко А.Н. Адсорбционно-каталитический процесс очистки отходящих газов от органических соединений. Исследование кинетики и моделирования процесса / Загоруйко А.Н., Костенко О.В., Цырульников П.Г., Томилов В.Н., Сальников В. С., Носков А.С. // Химическая Промышленность. - 1997. - №4.

- С. 278.

29. Патент РФ № 2102119. Способ очистки отходящих газов от органических примесей / Загоруйко А.Н., Носков А.С., Костенко О.В. // 1995.

30. Патент РФ № 2147457. Способ очистки газов от токсичных примесей / Загоруйко А.Н., Носков А.С. // 1997.

31. Загоруйко, А.Н. Нестационарные каталитические процессы и сорбционно-каталитические технологии / Загоруйко, А.Н. // Успехи химии. - 2007. - Т.76.

- №7. - с.691.

32. UK Patent No. 1582441. Treatment of gaseous effluent / Robinson E. // 1971.

33. USA Patent No.4234549. Novel combustion process for an organic substrate / Stanley P.B., Ritscher J.S. // 1979.

34. UK Patent application 2051761. Method and apparatus for the removal of oxidizable pollutants from gases / Schoubye P. // 1979.

35. Orlyk, V.M. Adsorptional-catalytic gas cleaning from organic impurities / Orlyk V.M., Tereshenko A.D., Martcenyuk-Kucharuk M.G., Vorobey A.S., Farafonova I.A. // "Proc. of the 1st World Congress on Environmental Catalysis". Pisa, Italy, 15 May 1995, Societa Chimica Italiana, Roma. - P. 671.

36. Рабинович, О.С. Регенерация сорбента в волне фильтрационного горения / Рабинович О.С., Гуревич И.Г., Кисаров В.М., Торопкина Г.Н., Калинкина Л.И // Материалы международной конференции по тепломассообмену. ИТМО, Минск, 1988. - С. 80.

37. Бровцева, В.М. Адсорбционно-каталитический способ очистки газовых выбросов производства минераловых плит / Бровцева В.М., Иголкина С.М., Калинкина Л.И., Квашнина Е.М., Лабзова Л.В., Торопкина Г.Н. // Сб. тезисов 5-ой Всесоюзной конф. «Каталитическая очистка газов». Тбилиси, «Мецниереба», 1989. - С. 75.

38. Супрунов, В.Е. Механизм адсорбции фенола на окислах переходных металлов / Супрунов В.Е.// Сб. тезисов 4-ой Всесоюзной конференции по механизму каталитических реакций. Москва, 1986, ч.2. - С. 401.

39. Супрунов, В.Е. Исследование адсорбции фенола и окисления его поверхностных соединений на окисных катализаторах в нестационарных условиях / Супрунов В.Е. // Сб. тезисов 3-ей конф. «Нестационарные процессы в катализе». Новосибирск, 1986, ч.1. - с. 170.

40. Kalinkina, L.I. Catalytic-adsorption method eliminating styrene from exhaust gases / Kalinkina L.I., Kisarov V.M., Igolkina S.M., Toropkina G.N., Kvashnina E.M., Gurevich I.G., Fateev G.A. // "Proc. of Int. Conf. on Unsteady-State Processes in Catalysis", Novosibirsk, USSR, 5-8 June 1990. P. 525. VSP, Utrecht.

41. А.С. 1674933 СССР. Способ очистки газовых выбросов от примесей хлорорганических веществ / Власенко В.М., Чернобривец В.Л., Фещенко Л.В., Курилец Я.П., Бурбела Л.Е. // 1989.

42. Панасюгин, А.С. Использование адсорбционно-каталитического метода для очистки вентиляционных выбросов формовочных участков литейных цехов от паров фенола и формальдегида / А.С. Панасюгин, В.А. Ломоносов, О.Л. Сморыго. // Литье и Металлургия. - 2014. - № 2. - с. 19-25.

43. Патент США № 6051199. Integrated catalytic/adsorption process for destroying volatile organic compounds / Teller A.J. // 2000.

44. Самойлов, Н.А. Нестационарная воздушно-термокаталитическая регенерация цеолитов при очистке отходящих газов / Н.А. Самойлов, Р.Х. Мухутдинов, Б.А. Тишин. // Химия и технология топлив и масел. - 1985. - № 1. - с. 35-37.

45. Патент США № 4985210. Exhaust gas purifying apparatus for automobile / Minami T. // 1991.

46. Патент США № 5140811. Exhaust gas purification device in variable combination of adsorbent and catalyst according to gas temperature / Minami T., Nagase T. // 1992.

47. Патент США № 5125231. Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions / Patil M.D., Socha L.S. Jr., Lachman I.M. // 1992.

48. Патент США № 5078979. Molecular sieve bed/catalyst to treat automotive exhaust / Dunne S.R. // 1992.

49. Патент США № 5142864. Process for treating an engine exhaust stream employing a catalyst, an adsorbent bed and a turbocharger / Dunne S. // 1992.

50. Патент США № 4778492. Continuous gas treatment method and apparatus for adsorption processes / Dawson J.E. // 1988.

51. Патент США № 3183649. Stepwise rotary adsorber including inflatable seal / Teller A.J. // 1965.

52. Качуровский Ю.А. Глубокое окисление примесей ароматических углеводородов в воздухе на оксидном алюмомеднохромовом катализаторе ИКТ-12-8 и разработка узла дожигания в нестационарном режиме // Диссертация на соискание уч. степени кандидата химических наук: 02.00.15 // Академия наук СССР, Сибирское отделение ордена трудового красного знамени, Институт катализа. Новосибирск. - 1988. - 155 с.

53. Farrauto, R.J. Automotive Emission Control: Past, Present and Future / R.J. Farrauto, J. Hoke. // In Handbook of green chemistry, V. 2: Heterogeneous catalysis. Edited by Robert H. Crabtree. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. - 2009.

54. Byrne, J. Selective catalytic reduction of NOx using zeolitic catalysts for high temperature applications / Byrne J., Chen J., Speronello B. // Catalysis Today. -1992. - 13. - P. 33-42.

55. Bosch, H. Formation and control of nitrogen oxides / Bosch H., Janssen F. // Catalysis Today. - 1988. - 2. - P. 369-521.

56. Jonson, T. Diesel engine emissions and their control / Jonson T. // Precious Metal Reviews. - 2008. - 52. - P. 23-37.

57. Sampara, C.S. Hydrocarbon storage modeling for diesel oxidation catalysts / C.S. Sampara, E.J. Bissett, D. Assanis. // Chem. Eng. Sci. - 2008. - 63. - P. 5179.

58. E.S.J.Lox, B.H.Engler in G.Ertl, H.Knozinger, J.Weitkamp (Eds.), v. 4. VCH, Weinheim, Germany. 1997. P.1559.

59. Мишаков, И.В. Адсорбционно-каталитическое обезвреживание выхлопных газов дизельных двигателей / И.В. Мишаков, А. А. Ведягин, А.М. Володин, М.С. Мякишева // Химия в интересах устойчивого развития. - 2011. - Т. 19, -№ 1. - С. 97-104.

60. Темерев, В.Л. Исследования адсорбционно-десорбционных характеристик образцов на основе ZSM-5 и beta- цеолита, модифицированных Ag, для обезвреживания углеводородов при «холодном старте» / В.Л. Темерев, Т.Н. Афонасенко, В.П. Балтахинов, К.Н. Иост, П.Г. Цырульников // Материалы Всероссийской научной молодежной школы-конференции «Химия под знаком Сигма: исследования, инновации, технологии», Омск, 121-123, - 2008.

61. Burke, N.R. The effect of silica: alumina ratio and hydrothermal ageing on the adsorption characteristics of BEA zeolites for cold start emission control / N.R Burke, D.L Trimm, R.F Howe // Appl. Catal. B: Env. - 2003. - V.46. - P.97.

62. Yamamoto, S. Latest research and development of gas occlusion materials. Automotive exhaust gas purifying catalyst using zeolite adsorber: Outline of

hydrocarbon-adsorption type three-way catalyst. / Yamamoto S. // Petrotech. - 2003. - V. 26. - p. 119.

63. Elangovan, S.P. A comparative study of zeolites SSZ-33 and MCM-68 for hydrocarbon trap applications / S.P. Elangovan, O. Masaru, S. Ernst, M. Hartman, T. Supak, M. Davis, T. Okubo // Microporous and Mesoporoua Materials. - 2006. -V. 96. - p. 210-215.

64. Czaplewski, K.F. One-dimensional zeolites as hydrocarbon traps / K.F. Czaplewski, L.R. Thomas, Y.J. Kim, R.Q. Snurr // Microporous and Mesoporoua Materials. -2002. - V. 56. - p. 55-64.

65. Opitz, B. An experimental and simulation study on the cold start behaviour of particulate filters with wall integrated three way catalyst / B. Opitz, A. Drochner, H. Vogel, M. Votsmeier. // Applied Catalysis B: Environmental. - 2003. - 144, - p. 203-215.

66. Sarshar, Z. MTW zeolites for reducing cold-start emissions of automotive exhaust / Z. Sarshar, M.H. Zahedi-Niaki, Q. Huang, M. Eic, S. Kaliaguine // Applied Catalysis B: Environmental. - 2009. - 87, - p. 37-45.

67. Zagoruiko, A.N. Development of the adsorption-catalytic reverse-process for incineration of volatile organic compounds in diluted waste gases / Zagoruiko A.N., Kostenko O.V., Noskov A.S. // Chem. Eng. Sci. - 1996. - V. 51. 11. - P. 2989.

68. Zagoruiko, A.N. Nonstationary kinetic model of deep oxidation of aromatic hydrocarbons on oxide catalysts / Zagoruiko A.N. // Reaction Kinetics and Catalysis Letters. -1999. - 66 (1). p. - 63-70.

69. Salden, A. Multifunctional adsorber/reactor concept for waste air purification / Salden A., Eigenberger G. // Chem. Eng. Sci. - 2001. - V. 56. - p. 1605.

70. Рабинович, О.С. Инициирование низкотемпературной фильтрационной волны горения / Рабинович О. С., Гуревич И.Г. // Физика горения и взрыва. - 1987. -4. - С. 3-11.

71. Vernikovskaya, N.V. Mathematical modeling of unsteady-state operation taking into account adsorption and chemisorption processes on the catalyst pellet /

Vernikovskaya N.V., Zagoruiko A.N., Chumakova N.A., Noskov A.S. // Chem. Eng. Sci. - 1999. - V. 54. - p. 4639.

72. Патент США № 5487869. Air cleaner capable of catalytic regeneration / Retallick W.B. // 1996.

73. Патент США № 4911894. Catalytic air cleaner / Retallick W.B. // 1990.

74. Загоруйко А.Н. Разработка и моделирование каталитических процессов в неподвижных адиабатических слоях в условиях искусственно создаваемого нестационарного состояния катализатора // Диссертация на соискание уч. степени доктора технических наук: 02.00.15 // Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. Новосибирск. - 2006. - 325 с.

75. Campbell, I.E. The vapor-phase deposition of refractory materials: I. General conditions and apparatus / I.E. Campbell, C.F. Powell, D.H. Nowicki, B.W. Gonser // Trans Electrochem. Soc. - 1949. - 96 № 5. - p. 318-333.

76. Слинько, М.Г. Основы и принципы математического моделирования каталитических процессов / Слинько М.Г. - Новосибирск: ИК СО РАН, 2004. - 488 с.

77. Путилов, А.В. Адсорбционно-каталитические методы очистки газовых сред в химической технологии / Путилов А.В., Кудрявцев С.Л., Петрухин Н.В. - М: Химия, 1989. - 49 с.

78. Мухутдинов, Р.Х. Оптимизация контактного узла реакторов термокаталитической очистки отходящих газов от углеводородов / Р.Х. Мухутдинов, Н.А. Самойлов // Химическая промышленность. - 1985. - № 5. -С. 50-53.

79. Балаев, А.В. Исследование волновых процессов в регенераторах с неподвижным слоем катализатора / А.В. Балаев, В.И. Дробышевич, И.М. Губайдуллин, Р.М. Масагутов // в сб. Распространение тепловых волн в гетерогенных средах. Новосибирск: Наука. - 1988. - 286 с.

80. Жоров, Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии / Жоров Ю.М. - М: Химия, 1978. - 374 с.

81. Малиновская, О.А. Моделирование каталитических процессов на пористых зернах / Малиновская О.А., Бесков В.С., Слинько М.Г. - Новосибирск: Наука, 1975. - 268 с.

82. Зажигалов, С.В. Усовершенствованный адсорбционно-каталитический процесс для очистки отходящих газов от примесей летучих органических соединений / Зажигалов С.В., Микенин П.Е., Лопатин С.А., Баранов Д.В., Писарев Д.А., Чумакова Н.А., Загоруйко А.Н. // Катализ в промышленности. -2016. - Т. 16. № 3. - с. 38-48.

83. Zazhigalov, S. Modifications of the adsorption-catalytic system for organic impurities removal / Zazhigalov S., Mikenin P., Pisarev D., Baranov D., Lopatin S., Chumakova N., Zagoruiko A. // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. - 2017. - V.122. - p. 538-549.

84. Патент РФ № 163350U1. Адсорбционно-каталитический реактор / Загоруйко А.Н., Лопатин С.А., Зажигалов С.В., Писарев Д.А., Баранов Д.В., Микенин П.Е. // 2016.

85. Патент РФ № 2263539. Адсорбционно-каталитическая система для очистки газов от токсичных примесей / Загоруйко А.Н. // 2004.

86. Зажигалов, С.В. Математическое моделирование мультидисперсной адсорбционно-каталитической системы для очистки отходящих газов от органических примесей / Зажигалов С.В., Чумакова Н.А., Загоруйко А.Н. // Известия ВУЗов. Физика. - 2011. - Т. 12/2. - с. 38-43.

87. Zazhigalov, S.V. Modeling of the multidispersed adsorption-catalytic system for removing organic impurities from waste gases / S.V. Zazhigalov, N.A. Chumakova, A.N. Zagoruiko // Chemical Engineering Science. - 2012. - V.76. - p. 81-89.

88. Зажигалов, С.В. Моделирование мультидисперсной адсорбционно-каталитической системы для очистки отходящих газов от органических примесей / С.В. Зажигалов, Н.А. Чумакова, А.Н. Загоруйко // Теоретические основы химической технологии. - 2013. - Т. 47. № 2. - с. 224-234.

89. Balzhinimaev, B.S. Glass-fiber catalysts: Novel oxidation catalysts, catalytic technologies for environmental protection / Balzhinimaev B.S., Paukshtis E.A.,

Vanag S.V., Suknev A.P., Zagoruiko A.N. // Catalysis Today. - 2010. - V. 151. -p. 195.

90. Патент РФ № 164557U1. Адсорбционно-каталитический реактор для очистки газов от летучих органических примесей / Зажигалов С.В., Загоруйко А.Н., Лопатин С. А., Писарев Д.А., Баранов Д.В., Микенин П.Е., Елышев А.В. // 2016.

91. Патент РФ № 2637118C2. Способ очистки газов от летучих органических примесей / Зажигалов С.В., Загоруйко А.Н., Лопатин С.А., Писарев Д.А., Баранов Д.В., Микенин П.Е., Елышев А.В. // 2017.

92. Аэров, М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы / Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А - Л.: Химия, 1979. - 176 с.

93. Справочник химика, Т. I-V. - М.: Химия, 1962-1966.

94. Самарский, А.А. Теория разностных схем / Самарский А.А. - М. : Наука, 1977. - 656 с.

95. Самарский. А.А. Численные методы / Самарский А.А., Гулин А.В. - М.: Наука, 1989. - 432 с.

96. Загоруйко, А.Н. Каталитический процесс дожига отходящих газов с использованием платинового стекловолокнистого катализатора ИК-12-С102 / Загоруйко А.Н., Лопатин С.А., Бальжинимаев Б.С., Гильмутдинов Н.Р., Сибагатуллин Г.Г., Погребцов В.П., Назмиева И.Ф. // Катализ в промышленности. - 2010. - №2. - с. 28.

97. Шурубор, И.И. Дисперсия тепла в проточном неподвижном зернистом слое / Шурубор И.И. // Теорет. основы хим. технологии. - 1988. - Т. 22. - С. 690.

98. Zazhigalov, S. Adsorption-Catalytic Process for Removal of Volatile Organic Compounds from Lean Waste Gases: Optimization of the Adsorbent-Catalyst Bed Geometry / Zazhigalov S., Chumakova N., Zagoruiko A. // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. - 2018. - V.132. - p. 1-10.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.т.н. Загоруйко Андрею Николаевичу за всестороннюю поддержку, терпение и помощь в постановке и решении задач данного исследования. Особая благодарность к.т.н. Чумаковой Наталии Алексеевне за ценные рекомендации и поддержку в процессе подготовки диссертации. Автор благодарен проф. д.т.н. Носкову А.С. за помощь и полезные советы на различных этапах работы. Огромная благодарность коллегам к.т.н. Микенину П.Е., Лопатину С.А., Баранову Д.В. и Писареву Д.А. за помощь в создании экспериментальной установки и проведении экспериментов. За активное и плодотворное обсуждение результатов работы выражаю благодарность д.х.н. Решетникову С.И., к.т.н. Чумаченко В.А., к.т.н. Овчинниковой Е.В. и к.т.н. Верниковской Н.В.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Общество с ограниченной ответственностью «НТЦ «Рустехно» 630055, г. Новосибирск, ул. Героев труда, д.15, Зэтаж, оф ,8 ИНН/КПП 5408011015/540801001 Тел\ф акс [phone] гЛс. [e-mail]

Исх.№24/09-01 от «24» сентября 2019г.

На№ _от«_»_201_г

Сообщение о намерениях

Проведенный ООО «Рустехно» анализ рынка технологий очистки газов от примесей летучих органических соединений показал высокую перспективность энергоэффективных очистных установок, предназначенных для очистки вентиляционных выбросов с низким содержанием органических примесей (менее 0.1 г/м3) и большим расходом газов.

Потребность в таких установках существует:

• в сфере нефтепереработки и нефтехимии для очистки отходящих газов от примесей паров углеводородов ароматического ряда (бензол, толуол, этилбензол, кумол, стирол, нафталины и пр.), тяжелых парафинов, нафтенов и олефинов, а также летучих оксигенатов (альдегиды, кетоны, спирты, эфиры, органические кислоты, в частности, ацегальдегид, уксусная кислота, изопропанол, ацетон и пр.);

• на предприятиях полиграфии для очистки вентвыбросов от паров органических растворителей красок;

• на участках покраски и лакирования на предприятиях различного профиля для очистки вентвыбросов от паров органических растворителей красок и лаков;

• на деревоперерабатывающих производствах, в частности, для удаления формальдегида из отходящих газов;

• на производствах пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания для очистки вентвыбросов от сильно-пахнущих примесей.

На основании расчетных и экспериментальных данных, представленных в диссертационной работе Зажигалова C.B. «Разработка и математическое моделирование энергосберегающего адсорбционно-каталитического процесса и аппаратов для очистки газов от органических примесей» можно сделать вывод о том, что предлагаемая технология отличается высокой эффективностью очистки газов в сочетании с уникально низким энергопотреблением, а также и невысокими капитальными затратами за счет низкой металлоемкости установок. По совокупности указанных параметров такой процесс превосходит все известные технологии очистки газов с низкими концентрациями органических примесей.

Адсорбционно-каталитическая технология оригинальна и защищена рядом патентов РФ.

ООО «Рустехно» считает целесообразным применение адсорбционно-каталитической технологии для решения перечисленных выше задач и выражает свою заинтересованность в совместной деятельности по широкомасштабной

коммерциализации этой разработки.

!

В качестве первого шага к коммерциализации процесса предлагается создать пилотную установку на реальных вентиляционных выбросах и провести пилотные испытания, целью которых будет как подтверждение высокой эффективности очистки газов и определение фактических уровней энергопотребления, так и создание действующего прототипа для решения информационных и маркетинговых задач по распространению технологии на рынке.

По итогам пилотных испытаний, ООО «Рустехно» планирует заключение лицензионного соглашения с Институтом катализа им.Г.К.Борескова СО РАН на предмет использования интеллектуальной собственности на адсорбционно-каталитический процесс очистки газов, а также организацию производства и поставок установок очистки газов.

Сербиненко Владимир Владимирович

24 сентября 2019г.

¡' 'Рустехно

V.

, /

\

ЩИИШШШШЕЙ