Selective catalytic reduction of nitrogen oxides on a zeolite catalyst deposited on metallic foam carrier Selektywna katalityczna redukcja tlenków azotu na katalizatorze zeolitowym osadzonym na pianie metalowej DOI:10.15199/62.2015.9.36
NO-contg. air was purified by NH3 treatment in a catalytic
reactor at 150-400°C. Zeolite was catalyst deposited
by in situ method on the FeCrAl foam surface (30 pores
on in.). The concns. of NOx and NH3 in the inlet and outlet
streams were measured by using Fourier transform
IR spectrometer and the conversion of the reactants and
reaction selectivity to N2 were detd. The tests showed
a high catalytic activity (up to 78%) and selectivity (about
95% below 300°C). Above the temp., the oxidn. of NH3
began to dominate. Addnl., the measurements of the
flow resistance through the catalyst bed for varying air
flow rates were made and compared with the calcd. values
of flow resistance through the granular and monolith
types of beds, resp.Prowadzono badania oporów przepływu dla piany
metalowej stosowanej jako nośnik katalizatora
zeolitowego. Stwierdzono dobrą aktywność
i selektywność katalizatora w reakcji selektywnej
katalitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem
w temp. poniżej 300°C. Dla wyższych temperatur
zachodzi utlenianie amoniaku. Opory
przepływu dla pian są zadowalająco małe.
Piany metalowe charakteryzują się małą gęstością, dużą powierzchnią
właściwą i wolną objętością (do 97%) oraz relatywnie małymi oporami
przepływu. Dzięki tym zaletom mogą być stosowane w katalizie
Dr inż. Anna GANCARCZYK w roku 1996 ukończyła
studia na Wydziale Technologii Chemicznej
Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Tytuł doktora
nauk technicznych uzyskała w 2009 r. Obecnie
jest pracownikiem Instytutu Inżynierii Chemicznej
Polskiej Akademii Nauk w Gliwicach. Specjalność
- reaktory fazowe.
Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice,
tel. (0-32) 231-08-11, fax: (0-32) 231-03-18, e-mail: miwaniszyn@iich.gliwice.pl
* Autor do korespondencji:
Dr inż. Marzena IWANISZYN w roku 2010
ukończyła studia na Wydziale Chemicznym
Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Stopień doktora
nauk technicznych uzyskała w 2014 r. Jest
pracownikiem In[...]
Structure, manufacture and uses of solid foams Struktura, wytwarzanie i zastosowanie pian stałych DOI:10.15199/62.2015.10.34
A review, with 28 refs., of the available on the market solid
foams made of metals, ceramics, polymers, C1 and glass.
Piany stałe są obecnie produkowane z różnorodnych
materiałów (metal, ceramika, tworzywa
sztuczne, węgiel, szkło). Przedstawiono
przegląd pian dostępnych na rynku, różne metody
ich produkcji, zastosowania oraz potencjalne
możliwości wykorzystania. Szczególną
uwagę zwrócono na morfologię pian jako na
jeden z głównych parametrów, których znajomość
jest niezbędna przy ich badaniach, a następnie
zastosowaniu.
Piany stałe reprezentują nowoczesną generację materiałów porowatych,
które już od wielu lat wzbudzają duże zainteresowanie pod
względem udoskonalania sposobów ich produkcji, a przede wszystkim
potencjalnych możliwości ich zastosowania. Istotny jest fakt, że
piany stałe mogą być wytwarzane z prawie każdego materiału. Na
rynku dostępne są piany metalowe (aluminiowe, niklowe, miedziane),
ceramiczne (Al2O3, ZrO2, mullit, SiC), polimerowe (polistyrenowe,
polietylenowe, PVC), jak również szklane i węglowe (grafitowe,
amorficzne)1, 2). W wyniku procesu
spieniania materiału litego
jego podstawowe właściwości,
takie jak gęstość, przewodność
elektryczna, moduł Younga
i wytrzymałość, ulegają zmianie.
Materiał porowaty rozszerza
je bowiem na obszar
mniejszych wartości. Oznacza
to, że piany charakteryzują
się mniejszą przewodnością
i wytrzymałością w porównaniu
z materiałem litym, ale są od niego znacznie lżejsze i bardziej elastyczne. Pozwala to stosować
piany stałe jako izolatory ciepła, pochłaniacze energii lub lekkie
materiały strukturalne.
Rozpatrując ewentualne zastosowanie piany stałej, w pierwszym
kroku należy określić wymagane parametry, takie jak typ struktury
porów (zamknięty, otwarty, mieszany), porowatość, rodzaj materiału,
kształt elementów. Należy wziąć pod uwagę również względy ekonomiczne:
koszty produkcji, obróbki i transportu.
Morfologia pian
Piany stałe, ze względu na strukturę ich porów, dzie[...]
Metallic foams as alternative catalyst carriers for highly exothermic processes for catalytic oxidation Piany metalowe jako alternatywny nośnik katalizatora w silnie egzotermicznych procesach utleniania katalitycznego DOI:10.15199/62.2015.10.35
Flow resistance and heat transfer were studied in an air
flow through a tube filled with solid foams. The foams were
recommended as catalyst carriers for the exothermic oxidn.
Przeprowadzono badania oporów przepływu
i współczynników wnikania ciepła dla przepływu
powietrza przez rurę wypełnioną pianami
stałymi, rozważanymi jako nośnik katalizatora
w egzotermicznych procesach selektywnego
utleniania. Stwierdzono intensywny transport
ciepła i niewielkie opory przepływu. Oceniono
piany stałe jako obiecujący nośnik katalizatora
w rozważanych procesach.
Procesy selektywnego utleniania węglowodorów do bezwodników
ftalowego i maleinowego oraz tlenku etylenu są ważnymi syntezami
chemicznymi. Wydzielają się w nich znaczne ilości ciepła ok. 1400 kJ/kg
surowca (węglowodoru). Procesy te, realizowane na katalizatorach
tlenkowych (wanadowych i tytanowych) przebiegają w wysokich
temperaturach i ze znaczną intensywnością. Wspólnym problemem jest
wąski przedział temperatur, w których procesy te można prowadzić.
Poniżej tego zakresu reakcja ustaje a powyżej następuje termiczna
dezaktywacja katalizatora.
Reakcje selektywnego utleniania węglowodorów prowadzone są
w reaktorach wielorurowych, zawierających od kilku do nawet kilkudziesięciu
tysięcy rurek o średnicy ok. 1 cala, wypełnionych złożem
katalitycznym. Katalizatory są wytłaczane (tabletki) lub osadzane na
ceramicznych kształtkach (pierścienie i półpierścienie o wymiarach
do 10 mm). Rurki reaktora są intensywnie chłodzone łaźnią stopionych
soli (tzw. saletra) cyrkulującą w przestrzeni międzyrurowej.
Największy opór cieplny występuje na wewnętrznej powierzchni rurek reaktora, wobec zbyt małego współczynnika wnikania ciepła.
Powoduje to zjawisko piku termicznego (hot-spot) migrującego powoli
w kierunku końca reaktora i prowadzącego do dezaktywacji całego
złoża katalitycznego.
Nowe katalizatory o wyższej odporności termicznej oraz różnicowanie
aktywności katalizatora wzdłuż reaktora nie dały [...]