Wpływ składu fazy gazowej na właściwości katalizatora wanadowego stosowanego przy produkcji kwasu siarkowego
Przedstawiono wyniki badań wpływu fluorków, wilgoci
oraz mgły i kropel kwasu siarkowego obecnych
w gazie na podstawowe właściwości katalizatora
wanadowego pracującego na I półce aparatu
kontaktowego instalacji typu metalurgicznego.
Four samples of com. V catalysts were taken from an industrial
plant for manufg. H2SO4 (fresh and after 1-3 yr of operation) and
analyzed for V2O5, K2O and Fe contents, for porosity and for activity
in SO2 oxidn. at 380-620°C. The presence of F compds. and
moisture in the gas phase resulted in the catalyst deactivation.
Szkodliwymi składnikami gazu technologicznego powstałego po
wyprażeniu rud metali nieżelaznych i kierowanego do przerobu na
kwas siarkowy są związki fluoru, wilgoć oraz mgła i krople kwasu
siarkowego. Obecność tych zanieczyszczeń wpływa na wzrost dezaktywacji
i zmniejszenie żywotności eksploatowanego katalizatora1).
Związki fluoru są usuwane w procesie mycia gazu, realizowanym
w węźle myjącym. Proces ten jest podstawowym etapem przygotowania
gazu do przerobu na kwas siarkowy, a jego celem jest maksymalne oczyszczenie
gazu od wszystkich szkodliwych zanieczyszczeń stałych i gazowych.
Jest on realizowany w skruberze w roztworze kwasu siarkowego o stężeniu
dostosowanym do specyfiki realizowanego procesu metalurgicznego.
W przypadku obecności w gazie zanieczyszczeń halogenkowych proces
oczyszczania jest najczęściej kompromisem pomiędzy skutecznością usuwania
zanieczyszczeń stałych (korzystne wyższe stężenie roztworu kwasu
siarkowego) i gazowych (korzystne niskie stężenie kwasu myjącego2)). Ze
względu na szkodliwość związków fluoru wyznaczono dopuszczalną granicę
zawartości tego zanieczyszczenia w gazie do poziomu 3 mg/Nm3, która
gwarantuje bezpieczeństwo procesu w wydłużonym cyklu produkcyjnym.
Drugim niepożądanym składnikiem gazu jest wilgoć3). Jej obecność
w gazie w instalacjach typu metalurgicznego jest następstwem mycia
gazu, a jej usuwanie z gazu jest realizowane w wieży suszącej w r[...]
Zmiany fazowe w katalizatorach wanadowych zawierających związki żelaza
Katalizatory wanadowe zawierające żelazo
charakteryzują się gorszymi właściwościami,
niższą żywotnością, większą ilością odsiewów
i stwarzają trudności eksploatacyjne polegające
na braku stabilności procesu utleniania
SO2. Omówiono mechanizm zmian fazowych
zachodzących w fazie aktywnej katalizatorów
pod wpływem związków żelaza.
A review, with 18 refs., of literature data on surface and
bulk properties of Fe-contg. V catalysts and their activity
in oxidn. of SO2.
Aktywność katalizatorów wanadowych stosowanych do utleniania
SO2 jest funkcją wielu zmiennych, w tym rodzaju nośnika i składu fazy
aktywnej1). Niektóre zanieczyszczenia wprowadzane do fazy aktywnej
katalizatora z nośnikiem lub gazem procesowym powodują pogorszenie
właściwości eksploatowanych katalizatorów, a mechanizm tych zmian jest
złożony. Przemysłowe katalizatory wanadowe zawierające żelazo stwarzają
duże trudności eksploatacyjne, powodując niestabilność utleniania SO2
i dużą podatność na zmiany parametrów technologicznych procesu.
Przydatność katalizatorów wanadowych do pracy w warunkach
przemysłowych określa się nie tylko ich aktywnością czy termiczną
stabilnością, ale również ich żywotnością w długotrwałym stosowaniu.
Od pewnego czasu obserwowano szybszą dezaktywację i niższą
żywotność katalizatorów pracujących w instalacjach kwasu siarkowego
typu metalurgicznego. Nie wiązano tego jednak z obecnością żelaza
w katalizatorze, gdyż tlenek żelaza katalizuje reakcję utleniania SO2.
Wskazywano na możliwość zmian fazowych w temp. powyżej 600°C2),
tj. w warunkach pracy I półki aparatu kontaktowego oraz przy wysokim
ciśnieniu parcjalnym tritlenku siarki3, 4) - warunki pracy ostatniej półki
1 stopnia kontaktowania lub 2 stopnia kontaktowania. Zmiany te
utożsamiano z obecnością w gazie wilgoci, mgły oraz kropel kwasu
siarkowego, częstymi przestojami instalacji i lokalnym wychłodzeniem
stref aparatów poniżej temperatury punktu rosy. Jednocześnie badania
porowatości katal[...]
Effect of support regeneration and active phase composition on activity of the vanadium catalysts. Wpływ regeneracji nośnika i składu fazy aktywnej na aktywność katalizatorów wanadowych
Spent V2O5 catalysts for SO2-
to-SO3 oxidn. were leached with 15% KOH soln., dried at 120°C or calcd. at 400°C and used for prodn. of fresh V catalysts. The decrease in fresh
catalyst activity (as compared with catalysts supported on
fresh SiO2) was lower for the calcd. SiO2 supports than for
the dried ones. Przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki
nośnika otrzymanego ze zużytych mas wanadowych
techniką wymywania alkalicznego
oraz składu fazy aktywnej na aktywność badanych
układów katalitycznych w reakcji utleniania
SO2 w warunkach standardowych. Badania
miały na celu określenie możliwości ponownego
stosowania nośnika do produkcji świeżego
katalizatora wanadowego.
W warunkach przemysłowych reakcja utleniania SO2 do SO3
wymaga stosowania katalizatora. Powszechnie stosuje się katalizator
wanadowo-potasowy, którego aktywność zależy m.in. od składu
i objętości fazy aktywnej oraz właściwości nośnika tej fazy. Skład
fazy aktywnej (V2O5+K2O) jest charakteryzowany współczynnikiem
(Z) określającym ilość wanadu w stosunku do ilości potasu1, 2).
Optymalny współczynnik powinien wynosić 2-5 w zależności odwarunków pracy katalizatora, a zawartość nieblokowanego V2O5
powinna wynosić 0,6-1,9 mg V2O5/g katalizatora. Natomiast objętość
fazy aktywnej w stosunku do porowatości nośnika nie może
być dowolna i jest definiowana m.in. współczynnikiem napełnienia
porów (N). Objętość fazy musi być dostosowana do całkowitej
objętości porów i powierzchni właściwej nośnika w sposób umożliwiający
utworzenie polimolekularnej warstewki na całej powierzchni
katalitycznie czynnej.
Skład i objętość fazy aktywnej wpływają w sposób istotny na
strukturę porowatą katalizatora, która zmienia się w początkowym
okresie jego pracy w warunkach przemysłowych na skutek oddziaływania
składników mieszaniny reakcyjnej ze stopem aktywnym.
W wyniku tego powstaje nowa struktura wywołana zalewaniem
niektórych porów nośnika i zamykaniem dostępu dla reagentów. [...]
Binding of heavy metals and arsenic in soil with N1-(trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine. Wiązanie metali ciężkich i arsenu w glebie za pomocą N1-(3-trimetoksysililopropylo)dietylenotriaminy
Soil samples collected from the area of Copper Smelter
and Refinery impact zone were mixed with nanoparticles
of (MeO)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)2NH2 and extd. with 5
acidic media of increasing acidity to follow the removal
of Cu, Pb, Zn, Cd and As of various binding strength. The
highest removal degree was achieved for Cd (73.57%), the
lowest for As (37.61%). Powszechnie stosowaną techniką glebowej
stabilizacji metali ciężkich (MC) na dużych obszarach
objętych oddziaływaniem przemysłu
jest zmiana kwasowości gleby, jednak technika
ta nie gwarantuje trwałego ich zablokowania
w kompleksie sorpcyjnym. Przedstawiono
wyniki badań trwałego wiązania metali ciężkich
i arsenu z krzemionką w glebie za pomocą
N1-(3-trimetoksysililopropylo)dietylenotriaminy.
Badania przeprowadzono na glebie pobranej
z obszarów oddziaływania Huty Miedzi Głogów
zawierającej znaczne ilości metali, takich jak
miedź (Cu), ołów (Pb), cynk (Zn), kadm (Cd)
i arsen (As).
Gleby objęte oddziaływaniem przemysłu charakteryzują się bardzo
często podwyższoną zawartością metali ciężkich (MC) i arsenu.
Zanieczyszczenia te są zazwyczaj silnie wiązane przez kompleks
sorpcyjny gleby, dlatego mogą przebywać w środowisku bardzo długo,
nawet po zlikwidowaniu źródeł zanieczyszczeń. Problem ekologiczny
z tym związany wynika z faktu, że MC i arsen mogą stanowić
zagrożenie dla roślin oraz wód podziemnych poprzez włączenie się
do łańcucha pokarmowego. Obecnie powszechnie stosowaną techniką
glebowej stabilizacji MC na dużych obszarach objętych oddziaływaniem
przemysłu jest zmiana kwasowości gleby. Jednak technika ta nie
gwarantuje trwałego zablokowania metali w kompleksie sorpcyjnym,
utrudniając jednocześnie uprawę niektórych roślin.
Ustawa Prawo Ochrony Środowiska definiuje pojęcie standardów
gleb i ziemi oraz określa dopuszczalne zawartości zanieczyszczeń
w glebach dla różnych form użytkowania gruntów, co stanowi punkt
[...]
Use of functionalized silica for immobilization of toxic elements in soils from industrial areas Zastosowanie funkcjonalizowanej krzemionki do immobilizacji pierwiastków toksycznych w glebach z obszarów przemysłowych DOI:10.12916/przemchem.2014.1181
SiO2 was functionalized with (MeO)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)NH2
and (MeO)3Si(CH2)3SH and used for removal of Cu, Pb, Zn,
Cd and As from soil. The functionalized SiO2 showed high
efficiency in binding the removed elements.
Przedstawiono wyniki badań trwałego wiązania
miedzi, ołowiu, cynku, kadmu i arsenu w glebie
za pomocą funkcjonalizowanej silanami krzemionki
pod kątem poprawy stanu środowiska.
Współczynniki związania kationów określono
na podstawie ich zawartości w ekstraktach
glebowych uzyskanych sekwencyjną metodą
Tessiera. Badania wykazały dużą skuteczność
wiązania kationów metali w zależności od dawki
stosowanej funkcjonalizowanej krzemionki.
Źródłem zanieczyszczenia gleb pierwiastkami toksycznymi (PT)
w Polsce jest przede wszystkim działalność przemysłu wydobywczego
i przetwórczego rud metali nieżelaznych, energetyki oraz przemysłu
chemicznego. Zanieczyszczenie gleb PT może powodować zagrożenie
zarówno dla człowieka, jak i dla funkcjonowania ekosystemu. Obecność
w glebie zwiększonych stężeń PT powoduje wymywanie ich do wód
powierzchniowych i podziemnych, fitotoksyczność, ekotoksyczność oraz,
w wyniku erozji wietrznej, zanieczyszczenie pyłowe. Zagrożenie dla
człowieka obecnością PT w glebie wiąże się z włączaniem tych pierwiastków
do łańcucha pokarmowego w wyniku pobierania ich przez rośliny,a następnie przez zwierzęta, co w konsekwencji prowadzi do wzrostu
zawartości PT w żywności. Na rozpuszczalność i ruchliwość jonów metali
(bioprzyswajalność) w glebie wpływa m.in. odczyn gleby. Zależność ta
jest wykorzystywana do chemicznej stabilizacji PT poprzez wapnowanie
gleby. Przy pH powyżej 6,5 mobilność pierwiastków maleje, natomiast
poniżej tej wartości wzrasta. Dlatego metoda ta nie daje gwarancji bezpieczeństwa
żywności uprawianej na tych terenach.
Opracowanie technologii trwałego wiązania PT nabiera szczególnego
znaczenia w świetle obowiązującego ustawodawstwa. Innym argumentem
przemawiającym za podjęciem badań nad immobi[...]
Strategia postępowania z odpadami powstającymi przy produkcji kwasu siarkowego
Przedstawiono charakterystykę odpadów powstających
przy produkcji kwasu siarkowego
i strategię postępowania z nimi w perspektywie
najbliższych kilkudziesięciu lat oraz kierunki
badań prowadzące do zmniejszenia
ilości odpadów i poprawy stanu środowiska
objętego oddziaływaniem zakładów wytwarzających
kwas siarkowy.
Gaseous, liq. and solid wastes from prodn. of H2SO4 were
characterized. The methods for their processing were reviewed.
Współczesne społeczeństwa pogodziły się z faktem, że przemysł
negatywnie wpływa na środowisko naturalne ze względu na wytwarzanie
produktów ubocznych uznawanych za odpady. Skumulowane
w środowisku substancje chemiczne mogą zagrażać roślinom, zwierzętom
i ludziom, dlatego ochrona środowiska naturalnego stała się głównym
wyzwaniem XXI w. Podstawowym elementem zrównoważonego
rozwoju gospodarczego jest konieczność poszukiwania rozwiązań
maksymalizujących odzysk surowców z odpadów i jest to główny
cel wszystkich obszarów polityki Unii Europejskiej. Dyrektywa
Parlamentu Europejskiego 2008/98/WE, preferująca rozwiązania prowadzące
do zwiększenia odzysku odpadów i upraszczająca system
gospodarowania nimi, jest tego przykładem1). Zrównoważony rozwój
to także ograniczanie intensywności eksploatowania środowiska naturalnego
prowadzącego do wyczerpywania się surowców naturalnych.
Alternatywą dla surowców ze źródeł naturalnych jest otrzymywanie
ich z produktów ubocznych, surowców wtórnych i odpadowych1).
Rozwój nauki i postęp technologiczny powodują, że większość
odpadów nadaje się do ponownego wykorzystania i jest źródłem cennych
surowców, zgodne z zasadą 3R (reduce, reuse, recycle) zalecającą
stosowanie surowców z odpadów przed wykorzystaniem naturalnych
minerałów. Instrumentem pozwalającym kształtować gospodarkę
odpadami zgodnie z Krajowym Planem Gospodarki Odpadami jest
system opłat za korzystanie ze środowiska. Rodzą się przy tym uzasadnione
pytania o zasady i sposoby redystrybuowania tych środków
dla pr[...]
Study on the use of waste silica functionalized with silanes as solidifying agent of harmful element-contaminated soils on industrial areas Zastosowanie odpadowej krzemionki funkcjonalizowanej silanami do solidyfikacji pierwiastków toksycznych w glebach na terenach przemysłowych DOI:10.12916/przemchem.2014.1991
Cu, Pb, Zn, Cd and As ions were adsorbed from aq. soil exts.
on silane-functionalized SiO2 made of a spent V catalyst.
(MeO)3Si(CH2)3NH4(CH2)2NH(CH2)2NH2 and (MeO)3Si(CH2)3SH
were used for functionalization of SiO2. The 5-step sequential
extn. was used for dissoln. of the soil-contained ions.
The waste SiO2 was efficient in solidification of the harmful
elements. The effectiveness of permanent binding of the
ions depended on the amt. of org. ligands attached to the
SiO2 surface and the amt. of the sorbent used for the reclamation
of soils.
Przedstawiono wyniki badań procesu solidyfikacji
miedzi, ołowiu, cynku, kadmu i arsenu
w glebie na terenach przemysłowych za pomocą
funkcjonalizowanej silanami krzemionki
odpadowej ze zużytych katalizatorów wanadowych.
Do oznaczenia skuteczności związania
badanych pierwiastków w ekstraktach
glebowych zastosowano sekwencyjną metodę Tessiera. Badania wykazały przydatność funkcjonalizowanej
krzemionki odpadowej w procesie
otrzymywania preparatów zdolnych do
solidyfikacji pierwiastków toksycznych w glebie,
przy czym skuteczność związania metali
zależy zarówno od stopnia pokrycia silanami
powierzchni krzemionki, jak i od ilości użytego
preparatu w procesie rekultywacji.
Wzrasta zainteresowanie zatrzymaniem postępującej degradacji
środowiska przyrodniczego wywołanej czynnikami antropogenicznymi.
Jest to m.in. spowodowane zmniejszaniem się powierzchni
gruntów użytkowych. Konieczność przywracania gleb do produkcji
żywności z obszarów objętych oddziaływaniem przemysłowym
wynika również z przepisów prawnych w zakresie ochrony środowiska1-
3). Grunty położone w sąsiedztwie zakładów przemysłowych
narażone są na oddziaływanie emisji przemysłowych zawierających
pierwiastki toksyczne (PT) bez względu na sposób ich użytkowania.
Głównym emiterem do atmosfery tych zanieczyszczeń jest prze1992
93/11(2014)
Dr Joanna KURCZEWSKA - notkę biograficzną i fotografię Autorki wydrukowaliśmy
w nr 7/2014, str. 118[...]