Naslov
Analiza i modeliranje keramičkog monolitnog reaktora za oksidaciju BTEX-a
(Analysis and modeling of a ceramic monolithic reactor for BTEX oxidation)

Autori
Matejaš, Andrea

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
15.09

Godina
2021

Stranica
66

Mentor
Tomašić, Vesna

Neposredni voditelj
Car, Filip

Ključne riječi
hlapljivi organski spojevi, BTEX, katalitička oksidacija, aditivna proizvodnja, monolitni katalizator
(volatile organic compounds, BTEX, catalytic oxidation, additive manufacturing technology, monolithic catalyst)

Sažetak
Onečišćenje zraka uslijed ubrzane industrijalizacije predstavlja sve veći problem u svijetu i u središtu je brojnih istraživanja. Hlapljivi organski spojevi (engl. volatile organic compounds, VOC) poznati su toksični spojevi koji pridonose onečišćenju zraka, a pri normalnim uvjetima tlaka i temperature vrlo lako isparavaju. Najznačajniji predstavnici hlapljivih organskih spojeva, benzen, toluen, etilbenzen i o-ksilena (BTEX), opasni su po zdravlje ljudi, biljni i životinjski svijet, a ovisno o dugotrajnosti izlaganja uzrokuju akutne i kronične probleme. Postoje brojne metode smanjenja emisija hlapljivih organskih spojeva u okoliš, a pritom se posebno izdvaja katalitička oksidacija kao jedna od najučinkovitijih metoda. Cilj ovog rada je razvoj keramičkog monolitnog katalizatora za katalitičku oksidaciju VOC-a, uz primjenu plinovite smjese benzena, toluena, etilbenzena i o-ksilena (BTEX) kao modelne komponente. Za izradu monolitnog nosača katalizatora upotrijebljena je tehnika aditivne proizvodnje (ili 3D-ispisa). Na monolitne nosače metodom impregnacije nanošene su katalitičke aktivne komponente (kombinacije prijelaznih metala mangana, bakara, željeza). Katalitička oksidacija BTEX-a provedena je pri konstantnoj početnoj koncentraciji modelih komponenti, konstantnom omjeru reaktanta i oksidansa (sintetski zrak) te pri različitim temperaturama i prostornim vremenima. Nađeno je da se tehnologijom aditivne proizvodnje (3D-ispisa), tj. postupkom stereolitografije mogu uspješno izrađivati keramički monolitni nosači katalitički aktivnih komponenti. Ustanovljeno je da konverzija komponenti BTEX smjese raste s porastom temperature reakcije i sa smanjenjem ukupnog protoka reakcijske smjese, odnosno s povećanjem prostornog vremena. Nađeno je dobro slaganje eksperimentalnih rezultata s pretpostavljenim 1D heterogenim modelom reaktora koji uključuje kinetičke modele za reakciju prvog reda za sve komponente BTEX smjese. Procijenjene su vrijednosti ključnih parametara modela, tj. vrijednosti konstanti brzine reakcije, k, energije aktivacije, Ea i značajke frekvencije (Arrheniusove značajki), Ar za oba katalizatora te je zaključeno da je MnCuOx učinkoviti katalizator za oksidaciju BTEX-a od MnFeOx.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA