l. Podaj 3 przykłady procesów, w : Adsorpcję, rozpuszczanie, procesy elektronowe, zwilżalność.
2. Podaj definicje: Adsorpcja - zmiana stężenia na granicy rozdziału faz = na granicy rozdziału faz stężenie cząsteczek jednego lub wielu rodzajów jest różne od stężenia we wnętrzu faz. Adsorbentu - ciało stałe mające zdolność do gromadzenia cząsteczek jednego lub kilku rodzaju na granicy rozdziału faz.
3. Uzupełnij: Adsorpcja fizyczna powodowana siły oddziaływań międzycząsteczkowych (siły Van der Woalsa, wiązanie mostka wodorowego).
4. Uzupełnij: Chemisorpcja powodowana siły kowalencyjne elektrostatyczne
5. Podaj 3 cechy różniące adsorpcję fizyczną i chetnisorpcję: Różnice w: ciepło adsorpcji, grubość warstwy adsorpcyjnej, szybkość procesu, zależność substancji sorbowanej od temp, postać cząsteczek adsordowanych.
6. Podaj 4 postaci, które może przybierać NH3: Wiązania z centrami kwasowymi Lewisa S <- NH3; wiązania z centrami kwasowymi Broensteda (s)-OH +NH3 ->S-O-NH4+; dysocjacje cząsteczek: S-NH2+S-H; S-NH+2S-H; S-N+3S-H;
7. Podaj 2 typy procesów przemysłowych,: oczyszczanie, rozdzielanie mieszanin.
9. Uzupełnij: Izoterma adsorpcji jest to ilość sorbowana (zaadsorbowana) a=f(p/p0)r
10. Uzupełnij: Dużą po wierzchnią właściwą odznaczają się porowate ciała stałe (SiO2)
11 . Podaj definicję: Tekstura - to geometria pustych przestrzeni zawartych w cząsteczkach i pomiędzy nimi, Powierzchnia właściwa - miara dostępnej powierzchni na jednostkę masy ciała stałego = sumie wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni ziaren [m2/g].
12. Podaj klasyfikację porów: średnica <2nm mikropory, śr 2-50nm mezopory, śr>50nm makropory.
13. Podaj parametry opisujące teksturę ciał stałych: powierzchnia właściwa [m2/g], porowatość (objętość pustej przestrzeni w cząsteczkach na jednostkę masy ciała stałego) [cm3/g], kształt porów (cylindryczne, butelkowe, szczelinowe), dystrybucja wielkości cząsteczek (masy cząsteczek według ich wielkości), kształt i wielkość cząsteczek.
14. Uzupełnij: Teksturę ciała stałego izotermy adsorpcji w przedziale p/p0 od 10-4 - 0,01.
15. Uzupełnij: Powierzchnię właściwą p/p0 od 0,05 do 0,35 przy użyciu wzoru BET SBET[m2/g]=am*N*ω; gdzie: am- pojemność monowarstwy, ω- powierzchnia średnia.
16. Uzupełnij: Objętość mikroporów wyznaczamy p/p0 od 10-4 do 0,01 (0,02) przy użyciu wzoru Vmik[cm3/g]= a0*Vmol gdzie: Vmol- objętość molowa sorbentu [cm3/mol], ao- objętość mikroporów [mol/g]
17. Podaj 3 przykłady przemysłowych procesów oczyszczania: kolumna z adsorbentem hydrofilowym usuwanie śladów H2O ze strumieni i gazów, usuwanie niepożądanych zanieczyszczeń H2S, zanieczyszczeń organicznych wody, SO2 z gazów odlotowych, odzyskiwanie par benzyny
18. Podaj 2 przykłady zastosowania adsorpcji w przemysłowych: proces adsorpcji do odzyskiwania węglowodorów aromatycznych, Oddzielanie liniowych węglowodorów od ich izomerów rozgałęzionych i cyklicznych.
19. Kiedy, w przypadku rozdzielania Znalezienie takiego czynnika rozdziału jest znacznie większy niż względna lotność.
20. Jakie wymagania musi spełnić adsorbent. Wymagania: wysoka pojemność, wysoka selektywność, o długim czasie życia
21. Co to jest czynnik rozdziału?. αAB=(XA/XB)/(YA/YB) Czynnik rozdziały faz jest funkcją temp α=f(T)
22. Podaj typowe adsorbenty: Żel krzemionkowy Sio2nH2O - kontrolowanie warunków syntezy, kontrola wielkości porów; Aktywny tlenek glinu - osuszanie wyższe temp niż żelu krzem.; Węgle aktywne - oczyszczanie wody; Zeolity -
23. Podaj definicje: Katalizator - jest substancją zwiększającą szybkość z jaką reakcja osiąga stan równowagi przy czym ta substancja sama nie wchodzi w reakcje; Aktywność katalizatora- różnica między szybkościami reakcji chemicznej z katalizatorem Vk i bez katalizatora Vh Ak=Vk-Vh [mol/m2s], [mol/g*s]; Selektywność katalizatora- stosunek ilości Cp i tego produktu reakcji do całkowitej ilości wszystkich produktów reakcji. Si=Cpi/ΣCpi, ΣCpi=1 Selek -stosunek szybkości jednej z kilku możliwych reakcji Vi do sumy szybkości wszystkich reakcji Si=Vpi/ΣVpi.
24. Uzupełnij: Aktywność katalizatora działania przyspieszającego reakcję; Selektywność działania przyspieszającego reakcję katalityczną.
25. Uzupełnij: W przypadku zastosowania katalizatora początkowa i końcowa entalpia procesu pozostają nie zmienione, tak że równowagowy stopień konwersji jest taki sam.
27. Podaj korzyści przemysłowe z zastosowania katalizatorów: wyższe szybkości reakcji dla tych samych warunków, równoważne szybkości reakcji przy większym stężeniu reagentów lub dla mniejszych reaktorów, równoważne szybkości reakcji dla niższych T lub p.
28. Podaj definicje i 2 przykłady: kataliza heterogeniczna- katalizator i reagenty znajdują się w różnych fazach ( Uwodornienie węgla w obecności kompleksów metali przejściowych, uwodornienie wyższych alkoholi na Al2O3-SiO2), kataliza homogeniczna- katalizator i reagenty znajdują się w jednej fazie ( Hydroliza estrów w obecności w kwasach nieorganicznych utl SO2->SO3 w obecności NO2, rozkład KclO3 w obecności MnO2)
29. Podaj etapy reakcji katalitycznej: Dyfuzja zewnętrzna (własności cząsteczek), dyfuzja wewnętrzna (porowatość katalizatora), Chemisorpa (budowa chemiczna katalizatora rodzaj materiału aktywnego), Reakcja powierzchniowa (budowa chemiczna katalizatora rodzaj materiału aktywnego), Desorpcja, Dyf wewnętrzna, dyf zewnętrzna.
30. Podaj typowe składowe katalizatora: składnik aktywny, nośnik, promotory
31. Jaką rolę w katalizatorze pełni: Materiał aktywny- klasyfikacja materiałów aktywnych, Nośnik- stopień dyspersji i jego znaczenie, spiekanie, wysoka powierzchnia i porowatość, wytrzymałość termiczna i mechaniczna, dodatkowe centra reakcyjne, modyfikacja właściwości materiału aktywnego, rola powierzchniowych zanieczyszczeń, promotory- zwiększenie stabilności, zwiększenie lub zmniejszenie aktywności.
32. Podaj klasyfikację materiałów aktywnych Klasa -Przewodnictwo- Typ reakcji -Przykłady reakcji
a) Metale- Przewodniki Redox- Uwodornienie, -hydrogenoliza - Fe,Ni, Pt, Pd,Cu, Ag b) Tlenki
Metali -Półprzewodniki Redox- Selektywne: utlenienie, uwodornienie, hydrogenoliza- NiO, ZnO, CuO, Cr2O3, MoS2, c) Tlenki- Izolatory Forma pośrednia Jony karboniowe- Al2O3, SiO2,MgO, SiO2-AlO3, Zeolity
33. Podaj: Stopień dyspersji- ważany do aktywności katalizatora, zachowanie lub nie właściwości metalicznych. Def Jest to stosunek ilość atomów Me na powierzchnie [1/g] do ilości wszystkich atomów Me [1/g]; Związek między po wierzchnią metalu naniesionego na nośnik a ilością eksponowanych atomów metalu SMe[m2/g]=NsSx Sx -powierzchnia zajmowana przez atom Me [m2]; Wzór wiążący wielkość krystalitu metalu z powierzchnią metalu dk=5V/SMe V-całkowita objętość Me[cm3/g]
34. Uzupełnij: Wzrost wielkości spiekania.
5. Co to jest: Temperatura Tammanna (0,5 Ttop) jest to temp w której są ruchliwe atomy w ciele stałym., Temperatura Huttiga (0,3 Ttop) to temp w której atomy stają się ruchliwe.
36. Wyjaśnij, co to jest katalizator bifunkcyjny Kat buf -Pt/y-Al2O3 cel: zwiększenie udziału węglowodorów aromatycznych i rozgałęzionych alkanów.
37. Podaj 4 typowe nośniki: γ-Al2O3, SiO2, węgiel aktywny, glinokrzemiany.
38. Opisz rolę promotora. Cel- wspomaganie materiału aktywnego lub nośnika. Mogą zwiększać : aktywność, selektywność, stabilność. Przykład: zwiększenia stabilności Al2O3 i preferowana faza γ. SBET γ(wysoka) -> α(niska) T=1173K Dodatek SiO2 lub ZrO2 ( 1-2% wag) przesuwa przejście fazowe do wyższych temp.
39. Co to jest katalizator monolitowy- kształtka ceramiczna metalowa poprzecina prostymi kanałami (5000 lub więcej)
40. Podaj 3 przykłady zastosowania katalizatorów monolitowych: katalizatory samochodowe, żródła stacjonarne DeNOx, turbiny gazowe
41. Co jest washcoat? Cienka warstwa mieszaniny tlenków nieorganicznych o wysokiej powierzchni. Adsorbuje trucizny i działa jako nośnik dla materiału aktywnego np. Al2O3.
42. Jakie zalety wykazuje katalizator monolitowy - niski spadek p przy wysokich szybkościach przepływu: mniejszy opór an przepływ niż ziarna, duża wytrzymałość na ścieranie, dobre właściwości mechaniczne
43. Jaki jest typowy skład gazów odlotowych z. 71% azotu, !8% CO2, 9,2% H2O, 1% zanieczyszczeń, 0,7 O2 + gazy szlachetne
44. Podaj technologie obniżające ilość zanieczyszczeń. 1) zawartość tlenu w spalinach - sonda lambda: kat. Trójfunkcyjny, kontrola w ukł. Zamkniętym 2) bez sondy - kontrola w ukł. Otwartym 3) 2 złoża: w 1 kat. do usuwania tlenku azotu, w 2 kat. do usuwania węglowodorów, CO 4) utlenianie - podawany jest dodatkowo dodatkowy tlen 5) ubogiego utleniania
45. Podaj: (a) A/F=(masa powietrza zużywane przez silnik) / (masa paliwa zużywanego przez silnik) oraz (b) lambda λ= (rzeczywiste A/F dla silnika) / ( stechiometryczne A/F)
47. Podaj główne CO, węglowodorów i NOX z. 1) reakcje z tlenem (utlenianie) CmHn + (m + 0,25n)O2 → mCO2 +0,5n H2O, CO + 0,5 O2 → CO2, H2 + 0,5 O2 → H2O, 2) reakcje z tlenkami azotu (utl/red), CO + NO → 0,5 N2 + CO2, CmHn + 2(m + 0,25n)NO → (m + 0,25n)N2 + 0,5n H2O + m CO2, H2 + NO → 0,5 N2 + H2O
48. Podaj reakcje z silników spalinowych. - reakcje z SO2 SO2 + 0,5 O2 = SO3, SO2 + 3 H2 = H2S + 2 H2O, - reakcje z NO, NO + 0,5 O2 = NO2, NO + 2,5 H2 = NH3 + H2O, 2NO + CO = N2O + CO2
49. Uzupełnij: Stopień usuwania CO, NOx, zależy od składu i warunków pracy katalizatora
50. Jak zbudowany jest trójfunkcyjny katalizator Budowa: kat monolitowy ceramiczny lub metalowy: - monolit, - washcoat (nośnik) Al2O3, - materiał aktywny (Pt, Pallad, Rb)
51. Podaj 3 przykłady procesów deaktywacji,. mechaniczna, termiczna (1200-1450 C), chemiczna 1200 - tworzenie α-Al2O3, 1300 - zmiany washcoat'u, 1350 zmiany fazowe w nośniku, 1450 - stapianie nośnika
52. Jakie jest pochodzenie emisji tlenków azotu: Spalanie paliw, produkcja HNO3, produkcja włókien sztucznych (N2O)
53. Na czym polega szkodliwe działanie NOx - NO i SO2 - kwaśne deszcze, NOx + węglowodory - smog, NOx - oszkadzają warstwę ozonową, N2O - gaz cieplarniany
54. Podaj podział metod usuwania tlenków azotu: selektywna niekatalityczna redukcja (redukcja termiczna) SNR, T > 1073K czynnik redukujący NH3- redukcja katalityczna: selektywna redukcja katalizatora SCR, nieselektywna redukcja katalityczna NCR
55. Z czym związana jest selektywność (lub nieselektywność). Selektywność (nieselektywność) redukcji związana jest z używanym czynnikiem redukcyjnym Czynniki selektywne: NH3, niektóre węglowodory. Nieselektywne: H2, CO.
56. Podaj reakcje główne i reakcje uboczne. Reakcje główne: 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O, 4NH3 + 2NO2 +O2 → 3N2 + 6H2O, Reakcje niepożądane: 2NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O, 4NH3 +3O2 → 2N2 + 6H2O, 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
57. Podaj podział katalizatorów SCR. niskotemperaturowe (448-523K) Pt, średniotemperaturowe (573-723K) V2O5, wysokotemperaturowe (628-873K) zeolity
58. Uzupełnij: W przypadku instalacji w procesie SCR decyduje położenie reaktora
59. Dlaczego poszukujemy technologii alternatywnych do SCR? NH3 - drogi, niebezpieczny dlla zdrowia. Konieczne: specjalne przechowywanie, kontrola (elektroniczna) dozowania.
60. Podaj badany obecnie proces usuwania NO alternatywny do metody SCR. Redukcja NOx gazem naturalnym lub innymi węglowodorami CH4 + 2NO + O2 → N2 + 2 H2O + CO2
l. Podaj 3 przykłady procesów, w : Adsorpcję, rozpuszczanie, procesy elektronowe, zwilżalność.
2. Podaj definicje: Adsorpcja - zmiana stężenia na granicy rozdziału faz = na granicy rozdziału faz stężenie cząsteczek jednego lub wielu rodzajów jest różne od stężenia we wnętrzu faz. Adsorbentu - ciało stałe mające zdolność do gromadzenia cząsteczek jednego lub kilku rodzaju na granicy rozdziału faz.
3. Uzupełnij: Adsorpcja fizyczna powodowana siły oddziaływań międzycząsteczkowych (siły Van der Woalsa, wiązanie mostka wodorowego).
4. Uzupełnij: Chemisorpcja powodowana siły kowalencyjne elektrostatyczne
5. Podaj 3 cechy różniące adsorpcję fizyczną i chetnisorpcję: Różnice w: ciepło adsorpcji, grubość warstwy adsorpcyjnej, szybkość procesu, zależność substancji sorbowanej od temp, postać cząsteczek adsordowanych.
6. Podaj 4 postaci, które może przybierać NH3: Wiązania z centrami kwasowymi Lewisa S <- NH3; wiązania z centrami kwasowymi Broensteda (s)-OH +NH3 ->S-O-NH4+; dysocjacje cząsteczek: S-NH2+S-H; S-NH+2S-H; S-N+3S-H;
7. Podaj 2 typy procesów przemysłowych,: oczyszczanie, rozdzielanie mieszanin.
9. Uzupełnij: Izoterma adsorpcji jest to ilość sorbowana (zaadsorbowana) a=f(p/p0)r
10. Uzupełnij: Dużą po wierzchnią właściwą odznaczają się porowate ciała stałe (SiO2)
11 . Podaj definicję: Tekstura - to geometria pustych przestrzeni zawartych w cząsteczkach i pomiędzy nimi, Powierzchnia właściwa - miara dostępnej powierzchni na jednostkę masy ciała stałego = sumie wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni ziaren [m2/g].
12. Podaj klasyfikację porów: średnica <2nm mikropory, śr 2-50nm mezopory, śr>50nm makropory.
13. Podaj parametry opisujące teksturę ciał stałych: powierzchnia właściwa [m2/g], porowatość (objętość pustej przestrzeni w cząsteczkach na jednostkę masy ciała stałego) [cm3/g], kształt porów (cylindryczne, butelkowe, szczelinowe), dystrybucja wielkości cząsteczek (masy cząsteczek według ich wielkości), kształt i wielkość cząsteczek.
14. Uzupełnij: Teksturę ciała stałego izotermy adsorpcji w przedziale p/p0 od 10-4 - 0,01.
15. Uzupełnij: Powierzchnię właściwą p/p0 od 0,05 do 0,35 przy użyciu wzoru BET SBET[m2/g]=am*N*ω; gdzie: am- pojemność monowarstwy, ω- powierzchnia średnia.
16. Uzupełnij: Objętość mikroporów wyznaczamy p/p0 od 10-4 do 0,01 (0,02) przy użyciu wzoru Vmik[cm3/g]= a0*Vmol gdzie: Vmol- objętość molowa sorbentu [cm3/mol], ao- objętość mikroporów [mol/g]
17. Podaj 3 przykłady przemysłowych procesów oczyszczania: kolumna z adsorbentem hydrofilowym usuwanie śladów H2O ze strumieni i gazów, usuwanie niepożądanych zanieczyszczeń H2S, zanieczyszczeń organicznych wody, SO2 z gazów odlotowych, odzyskiwanie par benzyny
18. Podaj 2 przykłady zastosowania adsorpcji w przemysłowych: proces adsorpcji do odzyskiwania węglowodorów aromatycznych, Oddzielanie liniowych węglowodorów od ich izomerów rozgałęzionych i cyklicznych.
19. Kiedy, w przypadku rozdzielania Znalezienie takiego czynnika rozdziału jest znacznie większy niż względna lotność.
20. Jakie wymagania musi spełnić adsorbent. Wymagania: wysoka pojemność, wysoka selektywność, o długim czasie życia
21. Co to jest czynnik rozdziału?. αAB=(XA/XB)/(YA/YB) Czynnik rozdziały faz jest funkcją temp α=f(T)
22. Podaj typowe adsorbenty: Żel krzemionkowy Sio2nH2O - kontrolowanie warunków syntezy, kontrola wielkości porów; Aktywny tlenek glinu - osuszanie wyższe temp niż żelu krzem.; Węgle aktywne - oczyszczanie wody; Zeolity -
23. Podaj definicje: Katalizator - jest substancją zwiększającą szybkość z jaką reakcja osiąga stan równowagi przy czym ta substancja sama nie wchodzi w reakcje; Aktywność katalizatora- różnica między szybkościami reakcji chemicznej z katalizatorem Vk i bez katalizatora Vh Ak=Vk-Vh [mol/m2s], [mol/g*s]; Selektywność katalizatora- stosunek ilości Cp i tego produktu reakcji do całkowitej ilości wszystkich produktów reakcji. Si=Cpi/ΣCpi, ΣCpi=1 Selek -stosunek szybkości jednej z kilku możliwych reakcji Vi do sumy szybkości wszystkich reakcji Si=Vpi/ΣVpi.
24. Uzupełnij: Aktywność katalizatora działania przyspieszającego reakcję; Selektywność działania przyspieszającego reakcję katalityczną.
25. Uzupełnij: W przypadku zastosowania katalizatora początkowa i końcowa entalpia procesu pozostają nie zmienione, tak że równowagowy stopień konwersji jest taki sam.
27. Podaj korzyści przemysłowe z zastosowania katalizatorów: wyższe szybkości reakcji dla tych samych warunków, równoważne szybkości reakcji przy większym stężeniu reagentów lub dla mniejszych reaktorów, równoważne szybkości reakcji dla niższych T lub p.
28. Podaj definicje i 2 przykłady: kataliza heterogeniczna- katalizator i reagenty znajdują się w różnych fazach ( Uwodornienie węgla w obecności kompleksów metali przejściowych, uwodornienie wyższych alkoholi na Al2O3-SiO2), kataliza homogeniczna- katalizator i reagenty znajdują się w jednej fazie ( Hydroliza estrów w obecności w kwasach nieorganicznych utl SO2->SO3 w obecności NO2, rozkład KclO3 w obecności MnO2)
29. Podaj etapy reakcji katalitycznej: Dyfuzja zewnętrzna (własności cząsteczek), dyfuzja wewnętrzna (porowatość katalizatora), Chemisorpa (budowa chemiczna katalizatora rodzaj materiału aktywnego), Reakcja powierzchniowa (budowa chemiczna katalizatora rodzaj materiału aktywnego), Desorpcja, Dyf wewnętrzna, dyf zewnętrzna.
30. Podaj typowe składowe katalizatora: składnik aktywny, nośnik, promotory
31. Jaką rolę w katalizatorze pełni: Materiał aktywny- klasyfikacja materiałów aktywnych, Nośnik- stopień dyspersji i jego znaczenie, spiekanie, wysoka powierzchnia i porowatość, wytrzymałość termiczna i mechaniczna, dodatkowe centra reakcyjne, modyfikacja właściwości materiału aktywnego, rola powierzchniowych zanieczyszczeń, promotory- zwiększenie stabilności, zwiększenie lub zmniejszenie aktywności.
32. Podaj klasyfikację materiałów aktywnych Klasa -Przewodnictwo- Typ reakcji -Przykłady reakcji
a) Metale- Przewodniki Redox- Uwodornienie, -hydrogenoliza - Fe,Ni, Pt, Pd,Cu, Ag b) Tlenki
Metali -Półprzewodniki Redox- Selektywne: utlenienie, uwodornienie, hydrogenoliza- NiO, ZnO, CuO, Cr2O3, MoS2, c) Tlenki- Izolatory Forma pośrednia Jony karboniowe- Al2O3, SiO2,MgO, SiO2-AlO3, Zeolity
33. Podaj: Stopień dyspersji- ważany do aktywności katalizatora, zachowanie lub nie właściwości metalicznych. Def Jest to stosunek ilość atomów Me na powierzchnie [1/g] do ilości wszystkich atomów Me [1/g]; Związek między po wierzchnią metalu naniesionego na nośnik a ilością eksponowanych atomów metalu SMe[m2/g]=NsSx Sx -powierzchnia zajmowana przez atom Me [m2]; Wzór wiążący wielkość krystalitu metalu z powierzchnią metalu dk=5V/SMe V-całkowita objętość Me[cm3/g]
34. Uzupełnij: Wzrost wielkości spiekania.
5. Co to jest: Temperatura Tammanna (0,5 Ttop) jest to temp w której są ruchliwe atomy w ciele stałym., Temperatura Huttiga (0,3 Ttop) to temp w której atomy stają się ruchliwe.
36. Wyjaśnij, co to jest katalizator bifunkcyjny Kat buf -Pt/y-Al2O3 cel: zwiększenie udziału węglowodorów aromatycznych i rozgałęzionych alkanów.
37. Podaj 4 typowe nośniki: γ-Al2O3, SiO2, węgiel aktywny, glinokrzemiany.
38. Opisz rolę promotora. Cel- wspomaganie materiału aktywnego lub nośnika. Mogą zwiększać : aktywność, selektywność, stabilność. Przykład: zwiększenia stabilności Al2O3 i preferowana faza γ. SBET γ(wysoka) -> α(niska) T=1173K Dodatek SiO2 lub ZrO2 ( 1-2% wag) przesuwa przejście fazowe do wyższych temp.
39. Co to jest katalizator monolitowy- kształtka ceramiczna metalowa poprzecina prostymi kanałami (5000 lub więcej)
40. Podaj 3 przykłady zastosowania katalizatorów monolitowych: katalizatory samochodowe, żródła stacjonarne DeNOx, turbiny gazowe
41. Co jest washcoat? Cienka warstwa mieszaniny tlenków nieorganicznych o wysokiej powierzchni. Adsorbuje trucizny i działa jako nośnik dla materiału aktywnego np. Al2O3.
42. Jakie zalety wykazuje katalizator monolitowy - niski spadek p przy wysokich szybkościach przepływu: mniejszy opór an przepływ niż ziarna, duża wytrzymałość na ścieranie, dobre właściwości mechaniczne
43. Jaki jest typowy skład gazów odlotowych z. 71% azotu, !8% CO2, 9,2% H2O, 1% zanieczyszczeń, 0,7 O2 + gazy szlachetne
44. Podaj technologie obniżające ilość zanieczyszczeń. 1) zawartość tlenu w spalinach - sonda lambda: kat. Trójfunkcyjny, kontrola w ukł. Zamkniętym 2) bez sondy - kontrola w ukł. Otwartym 3) 2 złoża: w 1 kat. do usuwania tlenku azotu, w 2 kat. do usuwania węglowodorów, CO 4) utlenianie - podawany jest dodatkowo dodatkowy tlen 5) ubogiego utleniania
45. Podaj: (a) A/F=(masa powietrza zużywane przez silnik) / (masa paliwa zużywanego przez silnik) oraz (b) lambda λ= (rzeczywiste A/F dla silnika) / ( stechiometryczne A/F)
47. Podaj główne CO, węglowodorów i NOX z. 1) reakcje z tlenem (utlenianie) CmHn + (m + 0,25n)O2 → mCO2 +0,5n H2O, CO + 0,5 O2 → CO2, H2 + 0,5 O2 → H2O, 2) reakcje z tlenkami azotu (utl/red), CO + NO → 0,5 N2 + CO2, CmHn + 2(m + 0,25n)NO → (m + 0,25n)N2 + 0,5n H2O + m CO2, H2 + NO → 0,5 N2 + H2O
48. Podaj reakcje z silników spalinowych. - reakcje z SO2 SO2 + 0,5 O2 = SO3, SO2 + 3 H2 = H2S + 2 H2O, - reakcje z NO, NO + 0,5 O2 = NO2, NO + 2,5 H2 = NH3 + H2O, 2NO + CO = N2O + CO2
49. Uzupełnij: Stopień usuwania CO, NOx, zależy od składu i warunków pracy katalizatora
50. Jak zbudowany jest trójfunkcyjny katalizator Budowa: kat monolitowy ceramiczny lub metalowy: - monolit, - washcoat (nośnik) Al2O3, - materiał aktywny (Pt, Pallad, Rb)
51. Podaj 3 przykłady procesów deaktywacji,. mechaniczna, termiczna (1200-1450 C), chemiczna 1200 - tworzenie α-Al2O3, 1300 - zmiany washcoat'u, 1350 zmiany fazowe w nośniku, 1450 - stapianie nośnika
52. Jakie jest pochodzenie emisji tlenków azotu: Spalanie paliw, produkcja HNO3, produkcja włókien sztucznych (N2O)
53. Na czym polega szkodliwe działanie NOx - NO i SO2 - kwaśne deszcze, NOx + węglowodory - smog, NOx - oszkadzają warstwę ozonową, N2O - gaz cieplarniany
54. Podaj podział metod usuwania tlenków azotu: selektywna niekatalityczna redukcja (redukcja termiczna) SNR, T > 1073K czynnik redukujący NH3- redukcja katalityczna: selektywna redukcja katalizatora SCR, nieselektywna redukcja katalityczna NCR
55. Z czym związana jest selektywność (lub nieselektywność). Selektywność (nieselektywność) redukcji związana jest z używanym czynnikiem redukcyjnym Czynniki selektywne: NH3, niektóre węglowodory. Nieselektywne: H2, CO.
56. Podaj reakcje główne i reakcje uboczne. Reakcje główne: 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O, 4NH3 + 2NO2 +O2 → 3N2 + 6H2O, Reakcje niepożądane: 2NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O, 4NH3 +3O2 → 2N2 + 6H2O, 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
57. Podaj podział katalizatorów SCR. niskotemperaturowe (448-523K) Pt, średniotemperaturowe (573-723K) V2O5, wysokotemperaturowe (628-873K) zeolity
58. Uzupełnij: W przypadku instalacji w procesie SCR decyduje położenie reaktora
59. Dlaczego poszukujemy technologii alternatywnych do SCR? NH3 - drogi, niebezpieczny dlla zdrowia. Konieczne: specjalne przechowywanie, kontrola (elektroniczna) dozowania.
60. Podaj badany obecnie proces usuwania NO alternatywny do metody SCR. Redukcja NOx gazem naturalnym lub innymi węglowodorami CH4 + 2NO + O2 → N2 + 2 H2O + CO2