WWW.LIT.I-DOCX.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - различные публикации
 

«ПРОИЗВОДСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ Батурина А.Ю., Рыбакова И.Н. Научный руководитель канд. техн. наук Тинькова С.М. Сибирский федеральный университет На дороги ежедневно выезжают ...»

УДК 66.097:629.113.115

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА ПРОЦЕССА

ПРОИЗВОДСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ

Батурина А.Ю., Рыбакова И.Н .

Научный руководитель канд. техн. наук Тинькова С.М .

Сибирский федеральный университет

На дороги ежедневно выезжают миллионы автомобилей, и каждый из них - источник загрязнения воздуха. Особенно это чувствуется в крупных городах, где выхлопные газы автомобилей могут создавать большие проблемы. По мере старения и износа деталей двигателя топливо начинает сгорать хуже и в выхлопных газах увеличивается концентрация вредных веществ. Но на помощь людям и экологии в 1975 году появилось новое устройство, называемое каталитическим преобразователем или просто катализатором (англ. catalytic converter) - это устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения выбросов вредных веществ. Основным требованием к успешной работе катализатора, является стехиометрическое соотношение топлива и кислорода .

Принцип работы автомобильного катализатора, основан на способности веществ-катализаторов к ускорению реакций, при этом эффективность работы достигается при нагреве свыше 300 (рисунок 1) .

Рисунок 1 - Раскаленный катализатор в процессе работ При работе автомобильного двигателя, наряду с относительно безвредными продуктами сгорания (N2, СО2, H2O) выделяются токсичные вещества:

окись углерода (СО) - ядовитый газ без цвета и запаха;

углеводороды (HC) также известные как летучие органические соединения один из главных компонентов смога, образуется за счет неполного сгорания топлива;

оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) также являются компонентом смога, кислотных дождей, оказывающие влияние на слизистую человека .

Современные катализаторы для удаления этих веществ, чаще всего являются трехкомпонентными, т.е. они оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному на каждое вещество, которое необходимо удалить .

Трехкомпонентный катализатор представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором находится "сотовая" конструкция или реже конструкция типа "керамические бусины"(рисунок 2) .

Рисунок 2 -Трехкомпонентный катализатор В каталитических преобразователях используются два вида катализаторов: восстанавливающий - на основе платины и родия и окислительный - на основе платины и палладия .

Процессы, протекающие на поверхности этих катализаторов, можно описать реакциями:

CH+O2 CO2+H2O;

NO+CO N2+CO2;

CO+O2 CO2;

NO+H2 N2+H2O .

Вследствие этих реакций токсичные, вредные вещества CO, CHx и NOx восстанавливаются или окисляются в безвредную воду H2O, азот N2 и углекислый газ CO2 (рисунок3) .

Рисунок 3- Принцип работы автомобильного катализатора При этом сам катализатор, не участвует в реакции. Он только ускоряет протекание реакций .

По результатам проведенных испытаний и общему мнению водителей, эксплуатирующих автомобили, катализатор может быть полезен при эксплуатации как с точки зрения улучшения экологических показателей автомобилей, так и с точки зрения улучшения эксплуатационных динамических и экономических показателей двигателей (табл.1) .

–  –  –

В работе катализатора в принципе все выглядит идеально. А вот сам процесс изготовления довольно сложный. Процесс производства автомобильных катализаторов осуществляется в разных странах и практически не отличается по способу изготовления смеси, видам сырья и оборудования.





Процесс производства разделен на несколько основных этапов:

- приготовление базовых и финальных суспензий с МПГ(МПГ - металлы платиновой группы );

- точное нанесение суспензии с одной стороны на керамический субстрат;

- температурная обработка катализатора;

- далее проверка субстрата и второе нанесение с другой стороны;

- температурная обработка катализатора сушка, кальцинация и охлаждение .

В настоящее время, эти процессы осуществляются в многозонной печи. Печь состоит из зоны сушки и следующей за ней зоны кальцинации, которые в свою очередь также делятся на зоны. Технология изготовления предусматривает первичное нанесение суспензии, затем сушку, при этом зона кальцинации не работает, она включается только после второго нанесения и законченной второй сушки .

Недостатком этого технологического процесса является то, что зона кальцинации работает в периодическом режиме и из-за аккумуляции тепла кладкой ведет к повышенным энергозатратам .

В своей работе мы рассматриваем возможность использования дополнительной сушильной печи с тем, чтобы первоначальную сушку проводить в этой печи, а вторая сушка будет проводиться в существующей печи. Для этого сделаны расчеты геометрических размеров сушильной ленточной печи, с учетом необходимой производительности: длина печи 10 м, высота 2,5 м, ширина 2 м. Определена мощность нагревательной печи 500 кВт, с учетом мощности одного двигателя 11 кВт - 380 В.Тип нагревателя: тены по 3кВт. С учетом типа нагревателей, время сушки будет варьироваться от 20 до 50 минут. Температура в печи постоянная, не более 95 0С Система обдува при сушке и охлаждении осуществляется вентиляторами. Также определена мощность вентилятора охладителя 5,5 кВт-380 В.Теплоизоляционный слой печи: пенные блоки, либо каучуковая стекловата, кожух - нержавеющая сталь. Система вентиляции будет приточная и вытяжная (рисунок 4) .

1- загрузка-выгрузка катализаторов; 2- конвейер; 3- нагреватель;4- двигатель;

5- вентилятор;6- зона охлаждения .

Рисунок 4 - Проектируемая сушильная печь Аналогичные расчеты сделаны для совмещенной печи кальцинации, которая в данном случае будет работать непрерывно. Длина печи 20 м, ширина 2,5 м, глубина 3,5м. Также определена мощность печи 1500 кВт. Тип нагревателя, является аналогичным - тены по3 кВт. Длительность процесса кальцинации 40-45 м, температура 450 С. Обдув продукции при кальцинации и охлаждении, также осуществляется вентиляторами. Для перераспределения теплового воздуха имеется теплообменник. Материал самой печи нержавеющая сталь .

Для согласованной работы всего технологического процесса, была выбрана система автоматизированного управления SKADA. Система позволит осуществить контроль и регулирование ритмичной загрузки и выгрузки сушильной и комбинированной печи .

Регулировать температуру в этих тепловых устройствах, а также скорость и расход сушильного агента. Подготовить и генерировать отчет о ходе технологического процесса. Также, возможно логическое управление обработки информации в реальном времени и контроль работы газоочистных сооружений, управление аварийной сигнализацией и тревожными сообщениями. Отображаться вся информация, будет на экранах мониторов в удобной и понятной для человека форме .

Таким образом, использование автоматизированной независимой проходной сушильной печи и печи кальцинации позволит увеличить выпуск катализаторов, обеспечить бесперебойную работу печи кальцинации и снизить энергозатраты. Такая схема разделения, может использоваться на аналогичных производствах, где применяется многократная сушка .




Похожие работы:

«Сценарий внеклассного мероприятия Питание и здоровье Автор: учитель биологии высшей категории Новикова Н.Н. ЦЕЛИ: Пропагандировать здоровый образ жизни; активизировать познавательную деятельность учащихся; заинтересовать учащихся изучением вопросов здоровья...»

«ЧЕРЕПАНОВ Геннадий  Олегович ПАНЦИРЬ ЧЕРЕПАХ: ПРОИСХОЖДЕНИЕ  И  РАЗВИТИЕ  В  ОНТОИ  ФИЛОГЕНЕЗЕ 03.00.08-зоология Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических  наук Санкт-Петербург Работа выполнена на кафедре зоологии позвоночных Санкт-Петербургского...»

«/ / I 05002226 ПОСПЕЛОВ АЛЕКСЕЙ ЛЬВОВИЧ РОЛЬ МУТАЦИЙ НЕКОТОРЫХ ГЕНОВ ЕСТЕСТВЕННОГО И ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНИТЕТА В ТЕЧЕНИИ ВПЕРВЫЕ ВЫЯВЛЕННОГО ТУБЕРКУЛЕЗА У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ. 14.03.09 клиническая иммунология, аллергология 03.02.07 генетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук ^ 7 Н...»

«Хапчаев Аскер  Юсуфович ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ  КИНАЗЫ ЛЕГКИХ ЦЕПЕЙ  МИОЗИНА И  БЕЛКА KRP  В РЕГУЛЯЦИИ  СОКРАТИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ  ГЛАДКИХ МЫШЦ 03.00.04 - Биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра клеточной биологии и биоинженерии растений ЯН ГАН МОДИФИКАЦИЯ СПЕРМИНОМ РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРОРОСТКОВ ЯЧМЕНЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ...»

«ОСНОВНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА по направлению 06.03.01 Биология профиль Общая биология Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения очная Рабочая программа дисц...»

«Journal of Siberian Federal University. Chemistry 4 (2010 3) 369-386 ~~~ УДК 665.777.43 Нефтяной кокс для алюминиевой промышленности. Технология и свойства В.П . Твердохлебова, С.А. Храменкоа*, Ф.А. Бурюкина, И.В. Павловб, С.Е. Прошкинб Сибирский федеральный университет, а Институт нефти и газа, Россия 660041, Красноярск, пр. Свобод...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ" СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В ХИМИКО АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РОСПОТ...»






 
2018 www.lit.i-docx.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.