O aumento da poluição do ar é uma preocupação séria e, portanto, a purificação das emissões de gases está se tornando cada vez mais importante a cada ano. A maior fonte de emissões de gases nocivos para a atmosfera são empresas de energia e transporte de automóveis.
A purificação das emissões de gases é realizada de várias maneiras, entre as quais o método catalítico de neutralização e redução da concentração de poluentes para o nível máximo permitido é o mais eficaz em muitos casos. A purificação catalítica também é preferida por razões econômicas.
Como regra, os métodos catalíticos são universais e podem ser usados para purificação profunda de vários gases do processo. Usando este método, gases industriais podem ser limpos de óxidos de nitrogênio e enxofre, monóxido de carbono, compostos orgânicos nocivos e outras impurezas tóxicas. Nesse caso, as impurezas nocivas são convertidas em menos nocivas e inofensivas, e às vezes até úteis. Da mesma forma, os gases de escape são limpos. De fato, esse método consiste em implementar os processos de interação química de substâncias na presença de catalisadores, o que leva à conversão de impurezas a serem neutralizadas em outros produtos.
Catalisadores especiais aceleram reações químicas, mas não afetam o nível de energia das moléculas em interação e não alteram o equilíbrio de reações simples. A purificação catalítica é promissora para misturas multicomponentes de fluxos de gases de escape. Para a purificação de gases na indústria, óxidos de ferro, cobre, cromo, cobalto, zinco, platina e outros são usados como catalisadores. Essas substâncias são usadas para processar o transportador de catalisador colocado dentro do aparelho do reator. É necessário monitorar a integridade da camada externa de catalisador, caso contrário a purificação catalítica não será realizada na íntegra e a emissão de substâncias nocivas poderá exceder os limites permitidos.
O principal requisito para o catalisador é a estabilidade da estrutura durante a reação. A busca e fabricação de catalisadores, não apenas adequados para uso a longo prazo, mas também bastante baratos, é uma certa dificuldade que limita a aplicação do método catalítico. Os catalisadores modernos devem ter seletividade e atividade, resistência à temperatura e resistência mecânica.
Catalisadores industriais são feitos na forma de blocos e anéis de uma estrutura alveolar. Eles apresentam baixa resistência hidrodinâmica e alta superfície específica externa. Na maioria das vezes, a purificação catalítica de gases em um catalisador fixo é usada.
Na indústria, é possível usar dois métodos fundamentalmente diferentes de processos de purificação de gás - um modo estacionário e um modo não estacionário criado artificialmente. A transição para o uso predominante do método não estacionário deve-se a um maior processo tecnológico, aumento da taxa de reação, aumento da seletividade, diminuição da intensidade energética dos processos, diminuição dos custos de capital da instalação e redução dos custos de operação.
A principal direção do desenvolvimento de métodos catalíticos é criar catalisadores baratos que possam operar a baixas temperaturas e serem resistentes a várias substâncias. Para uma concentração abaixo de 1 g / m³ e com grandes volumes de gases purificados, o método termocatalítico requer alto consumo de energia e uma enorme quantidade de catalisador, portanto, é necessário desenvolver os processos e equipamentos com maior economia de energia e baixo custo de capital.
