{"id":110250,"date":"2017-06-28T16:27:27","date_gmt":"2017-06-28T15:27:27","guid":{"rendered":"https:\/\/us.edu.pl\/nowe-katalizatory-dla-reakcji-usuwania-tlenkow-azotu-z-gazow-spalinowych\/"},"modified":"2019-11-05T11:18:24","modified_gmt":"2019-11-05T10:18:24","slug":"nowe-katalizatory-dla-reakcji-usuwania-tlenkow-azotu-z-gazow-spalinowych","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/nowe-katalizatory-dla-reakcji-usuwania-tlenkow-azotu-z-gazow-spalinowych\/","title":{"rendered":"Nowe katalizatory dla reakcji usuwania tlenk\u00f3w azotu z gaz\u00f3w spalinowych"},"content":{"rendered":"

Artyku\u0142y z cyklu \u201eNauka i sztuka\u201d<\/a><\/p>\n

Wzrost st\u0119\u017cenia tlenk\u00f3w azotu, dwutlenku w\u0119gla oraz tzw. py\u0142\u00f3w zawieszonych jest istotnym problem post\u0119puj\u0105cej degradacji \u015brodowiska w wyniku przemys\u0142owej aktywno\u015bci wsp\u00f3\u0142czesnej cywilizacji cz\u0142owieka. Zanieczyszczenie powietrza jest szczeg\u00f3lnie uci\u0105\u017cliwe dla os\u00f3b z chorobami uk\u0142adu oddechowego, alergik\u00f3w, a tak\u017ce kobiet w ci\u0105\u017cy, dzieci oraz os\u00f3b starszych. Przyczynia si\u0119 do wzrostu liczby choruj\u0105cych na chroniczny kaszel, przewlek\u0142e zapalenia oskrzeli, niewydolno\u015b\u0107 p\u0142uc czy astm\u0119 i inne schorzenia zwi\u0105zane z dysfunkcj\u0105 uk\u0142adu oddechowego. Negatywnie wp\u0142ywa tak\u017ce na dzia\u0142anie uk\u0142adu kr\u0105\u017cenia, powoduj\u0105c m.in. wylewy, nag\u0142e zatrzymania kr\u0105\u017cenia czy \u2013 jako d\u0142ugofalowy skutek \u2013 zmiany mia\u017cd\u017cycowe oraz nadci\u015bnienie. Innym wci\u0105\u017c badanym efektem wzrostu st\u0119\u017cenia tlenk\u00f3w w\u0119gla i azotu jest efekt cieplarniany.<\/p>\n

\n

\"Prof.<\/p>\n

Prof. zw. dr hab. in\u017c. Jaros\u0142aw Pola\u0144ski, kierownik Zak\u0142adu Chemii Organicznej Uniwersytetu \u015al\u0105skiego, opowiada o nowych katalizatorach dla reakcji usuwania tlenk\u00f3w azotu z gaz\u00f3w spalinowych 
\nFot. Sekcja Prasowa U\u015a
\n <\/p>\n

\"KorekTlenki azotu (NOx) wytwarzane s\u0105 g\u0142\u00f3wnie w procesach spalania paliw sta\u0142ych, ciek\u0142ych i gazowych, a ich roczna emisji w Polsce w 2014 roku wynios\u0142a 723 114 ton [1] \u2013 staj\u0105c si\u0119 tym samym trzeci\u0105 pod wzgl\u0119dem wielko\u015bci emisja i zanieczyszcze\u0144 grup\u0105 zwi\u0105zk\u00f3w toksycznych. Wy\u017cej w tym rankingu znalaz\u0142y si\u0119 dwutlenek siarki (SO2<\/sub>) – emitowany w liczbie 853 438 ton oraz tlenek w\u0119gla (CO) \u2013 2 868 332 ton. Wed\u0142ug raportu Krajowego O\u015brodka Bilansowania i Zarz\u0105dzania Emisjami za najwi\u0119ksz\u0105 emisj\u0119 zanieczyszcze\u0144 NOx w 2014 roku odpowiedzialny by\u0142 transport drogowy (30,5% udzia\u0142u), na drugim miejscu znalaz\u0142y si\u0119 natomiast procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii (30% udzia\u0142u), za co odpowiedzialne s\u0105 takie ga\u0142\u0119zie przemys\u0142u, jak: energetyka czy ciep\u0142ownictwo, a tak\u017ce fabryki kwasu azotowego i nawoz\u00f3w sztucznych oraz zak\u0142ady stosuj\u0105ce ten kwas w syntezie organicznej.<\/p>\n

\"M\u0119\u017cczyznaPoziom dopuszczalny dla jednogodzinnego st\u0119\u017cenia dwutlenku azotu ze wzgl\u0119du na ochron\u0119 zdrowia ludzi oraz ochron\u0119 ro\u015blin wynosi 200 \u00b5g\/m3<\/sup> i mo\u017ce by\u0107 przekraczany nie wi\u0119cej ni\u017c 18 razy w ci\u0105gu roku kalendarzowego [2]. Konsekwentnie zmniejsza si\u0119 jednak dopuszczalna warto\u015b\u0107 poziomu emisji zanieczyszcze\u0144, w tym tak\u017ce zwi\u0105zk\u00f3w NOx, okre\u015blana w kolejnych dyrektywach Unii Europejskiej. W zwi\u0105zku z tym osoby zarz\u0105dzaj\u0105ce elektrowniami w\u0119glowymi czy fabrykami odpowiedzialnymi za emisj\u0119 tych zwi\u0105zk\u00f3w musz\u0105 poszukiwa\u0107 coraz bardziej efektywnych metod ich usuwania z gaz\u00f3w odlotowych. Jest to r\u00f3wnie\u017c wyzwanie dla naukowc\u00f3w szukaj\u0105cych nowych, skutecznych rozwi\u0105za\u0144, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 ju\u017c wkr\u00f3tce stosowane przede wszystkim w przemy\u015ble energetycznym i ciep\u0142owniczym.<\/p>\n

\"Kominy\"Do tej grupy nale\u017cy r\u00f3wnie\u017c zesp\u00f3\u0142 prof. zw. dr. hab. in\u017c. Jaros\u0142awa Pola\u0144skiego<\/a> z Instytutu Chemii<\/a> Uniwersytetu \u015al\u0105skiego opracowuj\u0105cy oparte na uzyskiwanych nanotechnologicznie materia\u0142ach katalizatory deNOx oraz metod\u0119 ich regeneracji. Stosowane w instalacjach energetycznych spalarni odpad\u00f3w czy elektrociep\u0142owni rozwi\u0105zania te wykorzystywane s\u0105 w procesach usuwania tlenk\u00f3w azotu z gaz\u00f3w odlotowych b\u0119d\u0105cych ubocznym skutkiem produkcji energii elektrycznej lub cieplnej.<\/p>\n

\u2013 Oko\u0142o pi\u0119\u0107 lat temu w Zak\u0142adzie Chemii Organicznej U\u015a prowadzone by\u0142y badania w\u0142a\u015bciwo\u015bci i potencjalnych zastosowa\u0144 nanosrebra. Pomy\u015bla\u0142em w\u00f3wczas, \u017ce warto rozszerzy\u0107 zakres analiz, dlatego zaj\u0119li\u015bmy si\u0119 w zespole opisywaniem w\u0142a\u015bciwo\u015bci nanometali, takich jak nanoz\u0142oto czy nanopallad oraz ich po\u0142\u0105czenia. Interesowa\u0142y nas r\u00f3wnie\u017c nowoczesne zastosowania takich materia\u0142\u00f3w, nied\u0142ugo p\u00f3\u017aniej rozpocz\u0119li\u015bmy wi\u0119c badania nad wykorzystaniem ich do tworzenia nanokatalizator\u00f3w \u2013 wyja\u015bnia prof. Jaros\u0142aw Pola\u0144ski. Naukowcy z Uniwersytetu \u015al\u0105skiego przygotowywali katalizatory w postaci nanokrzemionki pokrytej nanoz\u0142otem, a nast\u0119pnie stosowali je w reakcjach utleniania takich modelowych zwi\u0105zk\u00f3w, jak cykloheksan. \u2013 Innym przyk\u0142adem by\u0142 proces krakingu amoniaku. W przemy\u015ble produktem ubocznym mo\u017ce by\u0107 zanieczyszczony amoniak stanowi\u0105cy odpad poprodukcyjny. Tymczasem mo\u017cna z niego otrzyma\u0107 czysty wod\u00f3r gotowy do zastosowania np. w nowoczesnych technologiach wykorzystywanych do konstrukcji ogniw paliwowych. Kraking amoniaku, w wyniku kt\u00f3rego odzyskujemy czysty wod\u00f3r, zachodzi w obecno\u015bci opracowanego przez nas katalizatora do reakcji fazy gazowej \u2013 wyja\u015bnia naukowiec. Jak dodaje, ten etap przybli\u017cy\u0142 zesp\u00f3\u0142 do rozpocz\u0119cia prac nad tworzeniem katalizator\u00f3w procesu deNOX stosowanych w metodach usuwania tlenk\u00f3w azotu NOx z przemys\u0142owych gaz\u00f3w odlotowych. Potencjalne wprowadzenie na rynek innowacyjnych rozwi\u0105za\u0144 wymaga jednak oszacownia ekonomicznego potencja\u0142u nowych technologii. \u2013 Innymi s\u0142owy musimy sprawdzi\u0107, czy potencjalne wdro\u017cenie katalizatora deNOX nie b\u0119dzie obci\u0105\u017cone zbyt wysokimi kosztami. Ostateczne r\u00f3\u017cnice cen zwi\u0105zane ze stosowaniem nowych technologii ponosz\u0105 konsumenci, czyli odbiorcy wyprodukowanej energii. Wa\u017cna jest zatem nie tylko skuteczno\u015b\u0107 rozwi\u0105za\u0144, lecz r\u00f3wnie\u017c mo\u017cliwo\u015b\u0107 racjonalnego pod wzgl\u0119dem ekonomicznym zastosowania oraz ich trwa\u0142o\u015b\u0107. Katalizatory powinny by\u0107 wykonane z materia\u0142\u00f3w odpornych na dzia\u0142anie toksycznych zwi\u0105zk\u00f3w, kt\u00f3re obecne s\u0105 w gazach spalinowych i nie powinny ulega\u0107 zu\u017cyciu przez wiele lat \u2013 m\u00f3wi kierownik zespo\u0142u badawczego.<\/p>\n

\"Kominy\"Jednym z osi\u0105gni\u0119\u0107 naukowc\u00f3w z Uniwersytetu \u015al\u0105skiego jest niskotemperaturowy katalizator deNOx nowej generacji, kt\u00f3ry mo\u017ce by\u0107 stosowany w elektrowniach w\u0119glowych. Nie jest mo\u017cliwe ca\u0142kowite zredukowanie emisji zanieczyszcze\u0144 w trakcie procesu technologicznego lub spalania paliw, dlatego kolejnym procesom oczyszczania poddawane s\u0105 gazy odlotowe przechodz\u0105ce przez specjalne w\u0119z\u0142y w takich elektrowniach. \u2013 Pierwszy etap to odsiarczanie, kt\u00f3rego efektem ubocznym jest gips stosowany na przyk\u0142ad do produkcji p\u0142yt gipsowych. Nast\u0119pnie gazy odlotowe przechodz\u0105 przez specjalne worki, w kt\u00f3rych zatrzymywane s\u0105 py\u0142y. Ka\u017cdy z tych etap\u00f3w wi\u0105\u017ce si\u0119 z obni\u017caniem temperatury, w zwi\u0105zku z czym kolejne procesy zachodz\u0105 coraz wolniej i konieczne staje si\u0119 zastosowanie katalizatora, kt\u00f3ry nie tylko umo\u017cliwi reakcje chemiczne, lecz r\u00f3wnie\u017c je przyspieszy. Opracowywane przez nas technologie znajd\u0105 zatem zastosowanie w w\u0119z\u0142ach struktury oczyszczania gaz\u00f3w odlotowych w elektrowniach na etapie usuwania tlenk\u00f3w azotu \u2013 wyja\u015bnia prof. Jaros\u0142aw Pola\u0144ski.<\/p>\n

Zaproponowane przez naukowc\u00f3w rozwi\u0105zania s\u0105 szczeg\u00f3lnie istotne w krajach takich, jak Polska, w kt\u00f3rych nadal stosuje si\u0119 g\u0142\u00f3wnie technologie w\u0119glowe przyczyniaj\u0105ce si\u0119 w znacznej mierze do zanieczyszczania powietrza. \u2013 Je\u015bli wprowadzenie kolejnego w\u0119z\u0142a s\u0142u\u017c\u0105cego odazotowaniu oka\u017ce si\u0119 ekonomicznie uzasadnione, rozpoczniemy kolejny etap bada\u0144 polegaj\u0105cy na znalezieniu odpowiedniego no\u015bnika dla naszego katalizatora \u2013 m\u00f3wi naukowiec. Stosowane mog\u0105 by\u0107 ceramiczne konstrukcje przypominaj\u0105ce struktur\u0119 plastra miodu b\u0105d\u017a tzw. spienione ceramiki stanowi\u0105ce pod\u0142o\u017ce dla otrzymanego katalizatora, przez kt\u00f3re nast\u0119pnie b\u0119dzie mo\u017cna przepuszcza\u0107 gazy odlotowe i tym samym oczyszcza\u0107 je z toksycznych tlenk\u00f3w azotu.<\/p>\n

Zesp\u00f3\u0142 prof. Jaros\u0142awa Pola\u0144skiego opracowuje r\u00f3wnie\u017c metody regeneracji katalizator\u00f3w deNOx. \u2013 Na polskim rynku istnieje zapotrzebowanie na tego typu us\u0142ugi. Firmy cz\u0119sto stosuj\u0105 wysokotemperaturowe katalizatory I generacji, kt\u00f3re, zamiast wymiany na nowe, mog\u0105 zosta\u0107 poddane procesom odnowienia, by mog\u0142y zn\u00f3w pe\u0142ni\u0107 swoje funkcje. Do niedawna takie us\u0142ugi dost\u0119pne by\u0142y na rynku austriackim czy chi\u0144skim, co wi\u0105za\u0142o si\u0119 z ponoszeniem dodatkowych koszt\u00f3w zwi\u0105zanych chocia\u017cby z transportem. Obecnie we wsp\u00f3\u0142pracy z partnerem przemys\u0142owym prowadzone s\u0105 prace wdro\u017ceniowe, w wyniku kt\u00f3rych mo\u017cliwa b\u0119dzie regeneracji katalizatora tak\u017ce w naszym kraju \u2013 podsumowuje naukowiec.<\/p>\n

Autor: Ma\u0142gorzata K\u0142oskowicz<\/a><\/p>\n

\u0179r\u00f3d\u0142a zdj\u0119\u0107 (je\u015bli nie podano inaczej): www.pixabay.com.<\/p>\n

\n

[1] Dane Krajowego O\u015brodka Bilansowania i Zarz\u0105dzania Emisjami opublikowane w raporcie dost\u0119pnym na stronie: http:\/\/www.kobize.pl<\/a>.<\/p>\n

[2] Dane G\u0142\u00f3wnej Inspekcji Ochrony \u015arodowiska opublikowane na stronie: http:\/\/powietrze.gios.gov.pl<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Artyku\u0142y z cyklu \u201eNauka i sztuka\u201d<\/a><\/p>\n

[…]<\/p>\n

Read More…<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_expiration-date-status":"","_expiration-date":0,"_expiration-date-type":"","_expiration-date-categories":[],"_expiration-date-options":[]},"categories":[24],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110250"}],"collection":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=110250"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110250\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=110250"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=110250"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=110250"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}