L'aumento dell'inquinamento atmosferico è una preoccupazione seria e quindi la purificazione delle emissioni di gas sta diventando sempre più importante ogni anno. La più grande fonte di emissioni di gas nocivi nell'atmosfera sono le imprese energetiche e il trasporto automobilistico.
La purificazione delle emissioni di gas viene effettuata in vari modi, tra cui il più efficace in molti casi è il metodo catalitico di neutralizzazione e riduzione della concentrazione di inquinanti al livello massimo consentito. La purificazione catalitica è anche preferita per motivi economici.
Di norma, i metodi catalitici sono universali e possono essere utilizzati per la purificazione profonda di vari gas di processo. Usando questo metodo, i gas industriali possono essere puliti da ossidi di azoto e zolfo, monossido di carbonio, composti organici dannosi e altre impurità tossiche. In questo caso, le impurità dannose vengono convertite in meno dannose e innocue, e talvolta anche utili. Allo stesso modo il gas di scarico viene pulito. In realtà, questo metodo consiste nell'attuare i processi di interazione chimica delle sostanze in presenza di catalizzatori, il che porta alla neutralizzazione della conversione delle impurità in altri prodotti.
Catalizzatori speciali accelerano le reazioni chimiche, ma non influenzano il livello di energia delle molecole interagenti e non spostano l'equilibrio delle reazioni semplici. La purificazione catalitica è promettente per miscele multicomponente di flussi di gas di scarico. Per la purificazione dei gas nell'industria, come catalizzatori vengono utilizzati ossidi di ferro, rame, cromo, cobalto, zinco, platino e altri. Queste sostanze vengono utilizzate per elaborare il supporto del catalizzatore posizionato all'interno dell'apparato del reattore. È necessario monitorare l'integrità dello strato di catalizzatore esterno, altrimenti la purificazione catalitica non verrà eseguita completamente e l'emissione di sostanze nocive potrebbe superare i limiti consentiti.
Il requisito principale per il catalizzatore è la stabilità della struttura durante la reazione. La ricerca e la fabbricazione di catalizzatori, non solo adatti per un uso a lungo termine, ma anche piuttosto economici, rappresentano una certa difficoltà che limita l'applicazione del metodo catalitico. I catalizzatori moderni devono avere selettività e attività, resistenza alla temperatura e resistenza meccanica.
I catalizzatori industriali sono realizzati sotto forma di blocchi e anelli di una struttura a nido d'ape. Hanno una bassa resistenza idrodinamica e un'elevata superficie specifica esterna. Molto spesso, viene utilizzata la purificazione catalitica dei gas in un catalizzatore fisso.
Nell'industria, è possibile utilizzare due metodi fondamentalmente diversi di processi di purificazione del gas: un modo non fisso stazionario e creato artificialmente. Il passaggio all'uso prevalente del metodo non stazionario è dovuto a un processo tecnologico più elevato, a un aumento della velocità di reazione, a un aumento della selettività, a una diminuzione dell'intensità energetica dei processi, a una diminuzione dei costi di capitale dell'installazione e a una diminuzione dei costi di funzionamento.
La direzione principale dello sviluppo di metodi catalitici è quella di creare catalizzatori economici in grado di funzionare a basse temperature e resistere a varie sostanze. Per una concentrazione inferiore a 1 g / m³ e con grandi volumi di gas purificati, il metodo termocatalitico richiede un elevato consumo di energia e un'enorme quantità di catalizzatore, quindi è necessario sviluppare i processi e le apparecchiature più a risparmio energetico che richiedono bassi costi di capitale.
