Подобрени катализатори на Фишер-Тропш със звук

Подобрен синтез на катализатори на Фишер-Тропш с ултразвук: Ултразвуковата обработка на катализаторни частици се използва за няколко цели. Ултразвуковият синтез помага за създаването на модифицирани или функционализирани наночастици, които имат висока каталитична активност. Отработените и отровени катализатори могат лесно и бързо да бъдат възстановени чрез ултразвукова повърхностна обработка, която премахва инактивиращото замърсяване от катализатора. И накрая, ултразвуковата деагломерация и диспергиране водят до равномерно, монодисперсно разпределение на частиците катализатор, за да се осигури висока повърхност на активните частици и пренос на маса за оптимално каталитично преобразуване.

Ултразвукови ефекти върху катализатора

Ултразвукът с висока мощност е добре известен с положителното си влияние върху химичните реакции. Когато интензивните ултразвукови вълни се въвеждат в течна среда, се генерира акустична кавитация. Ултразвуковата кавитация създава локално екстремни условия с много високи температури до 5,000K, налягане от приблизително 2,000 atm и течни струи със скорост до 280m/s. Явлението акустична кавитация и нейното въздействие върху химичните процеси е известно под термина сонохимия.
Често срещано приложение на ултразвука е приготвянето на хетерогенни катализатори: ултразвуковите кавитационни сили активират повърхността на катализатора, тъй като кавитационната ерозия генерира непасивирани, силно реактивни повърхности. Освен това преносът на маса е значително подобрен от турбулентния поток на течности. Силният сблъсък на частици, причинен от акустична кавитация, премахва повърхностните оксидни покрития от прахообразни частици, което води до реактивиране на повърхността на катализатора.

Ултразвукова подготовка на катализатори на Фишер-Тропш

Процесът на Фишер-Тропш съдържа няколко химични реакции, които превръщат смес от въглероден оксид и водород в течни въглеводороди. За синтеза на Фишер-Тропш могат да се използват различни катализатори, но най-често се използват преходните метали кобалт, желязо и рутений. Високотемпературният синтез на Фишер-Тропш се управлява с железен катализатор.
Тъй като катализаторите на Фишер-Тропш са податливи на катализаторно отравяне от съединения, съдържащи сяра, ултразвуковото реактивиране е от голямо значение за поддържане на пълна каталитична активност и селективност.

Ултразвуков синтез на катализатори ядро-обвивка

Наноструктурите ядро-обвивка са наночастици, капсулирани и защитени от външна обвивка, която изолира наночастиците и предотвратява тяхната миграция и коалесценция по време на каталитичните реакции

Pirola et al. (2010) са подготвили поддържани от силициев диоксид катализатори на Фишер-Тропш на основата на желязо с високо натоварване на активен метал. В тяхното изследване е показано, че ултразвуковото импрегниране на силициевата опора подобрява отлагането на метала и повишава активността на катализатора. Резултатите от синтеза на Фишер-Тропш показват, че катализаторите, приготвени чрез ултразвук, са най-ефективни, особено когато ултразвуковата импрегнация се извършва в аргонова атмосфера.

Реактивиране на ултразвуков катализатор

Ултразвуковата повърхностна обработка на частици е бърз и лесен метод за регенериране и реактивиране на отработени и отровени катализатори. Регенерируемостта на катализатора позволява неговото повторно активиране и повторна употреба и по този начин е икономичен и екологичен етап на процеса.
Ултразвуковата обработка с частици премахва инактивиращите замърсявания и примеси от частиците катализатор, които блокират местата за каталитична реакция. Ултразвуковата обработка дава на частиците катализатор повърхностно струйно промиване, като по този начин премахва отлаганията от каталитично активното място. След ултразвук активността на катализатора се възстановява до същата ефективност като пресния катализатор. Освен това, ултразвукът разгражда агломератите и осигурява хомогенно, равномерно разпределение на монодисперсните частици, което увеличава повърхността на частиците и по този начин активното каталитично място. Следователно, ултразвуковото възстановяване на катализатора дава резултати в регенерирани катализатори с висока активна повърхност за подобрен пренос на маса.
Ултразвуковата регенерация на катализатора работи за минерални и метални частици, (мезо)порести частици и нанокомпозити.

Високоефективни ултразвукови системи за сонохимия

Hielscher Ultrasonics’ Индустриалните ултразвукови процесори могат да осигурят много високи амплитуди. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди. Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди.
Нашите клиенти са доволни от изключителната здравина и надеждност на системите на Hielscher Ultrasonic. Монтажът в области с тежки натоварвания, взискателни среди и работа 24/7 осигуряват ефективна и икономична обработка. Ултразвуковата интензификация на процеса намалява времето за обработка и постига по-добри резултати, т.е. по-високо качество, по-високи добиви, иновативни продукти.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: