Przejdź do treści

Uniwersytet Śląski w Katowicach

  • Polish
  • English
  • Français

Patent, dzięki któremu będziemy oddychać czystszym powietrzem

22.02.2021 - 12:45 aktualizacja 22.02.2021 - 12:59
Redakcja: MK
Tagi: chemia, katalizatory, powietrze, smog

Smog w miejscowości, widoczna fabryka z wysokim kominem

|Małgorzata Kłoskowicz|

Nie od dziś wiadomo, że na jakość powietrza ma wpływ między innymi emisja szkodliwych gazów do atmosfery. Na szczególną uwagę zasługują kompozycje sześciu związków zawierających w swoim składzie azot i tlen. To tak zwane mieszaniny NOx. Warto dodać, że dwa z nich są szkodliwymi składnikami smogu. Mowa o mieszaninie tlenku azotu i dwutlenku azotu, kilkukrotnie bardziej toksycznej od tlenku siarki (SO2) i aż dziesięciokrotnie bardziej szkodliwej od tlenku węgla (CO).

Tlenki azotu dostają się do atmosfery przede wszystkim w wyniku spalania paliw kopalnych w sektorach energetycznym, transportowym i produkcyjnym. Z jednej strony zapotrzebowanie na energię stale rośnie, z drugiej – jesteśmy coraz bardziej świadomi zagrożeń wynikających z zanieczyszczenia powietrza. Nic więc dziwnego, że pojawiają się kolejne regulacje prawne w zakresie norm emisji NOx, a producenci coraz częściej zmuszani są do podnoszenia standardów stosowanych rozwiązań technologicznych. Na świecie znanych jest obecnie kilka sposobów radzenia sobie z tym wyzwaniem. Rozwiązaniem tego problemu mogą być modyfikacje składu paliw polegające na usuwaniu związków azotu, udoskonalenie procesów spalania paliw i wreszcie oczyszczanie gazów powstających w wyniku spalania poprzez chemiczny rozkład NOx.

Chemicy związani z Uniwersytetem Śląskim w Katowicach postanowili przyjrzeć się bliżej trzeciemu z wymienionych procesów utylizacji NOx i ograniczenia jego emisji. Przeprowadzili badania, dzięki którym udoskonalona została jedna z wtórnych metod rozkładu NOx, stosowana z powodzeniem w zakładach przemysłowych i elektrowniach. Tą technologią jest selektywna redukcja katalityczna (SCR), jedna z najlepszych znanych metod dekompozycji NOx. Specjalne węzły SCR mogą być instalowane przede wszystkim w zakładach przemysłowych i elektrowniach. Niestety dużym wyzwaniem są koszty katalizatorów stosowanych w węźle SCR, dlatego tak ważna okazuje się możliwość ich regeneracji. Warto dodać, że przeciętnie taki katalizator spełnia swoje funkcje przez trzy, cztery lata w instalacjach opalanych węglem, w przypadku rozwiązań opartych na spalaniu biomasy ich żywotność skraca się niestety aż czterokrotnie. Cena jego wymiany różni się w zależności od wielkości całej instalacji i może wynieść nawet kilka milionów euro.

Aby obniżyć koszty stosowania efektywnej technologii SCR, naukowcy związani z Uniwersytetem Śląskim we współpracy z właścicielem firmy AD MOTO opracowali nowy, bardziej skuteczny i ekologiczny sposób regeneracji katalizatorów DeNOx – w pełni lub częściowo dezaktywowanych i wykorzystywanych w elektrowniach opalanych węglem kamiennym lub brunatnym. Rozwiązanie zostało objęte ochroną patentową.

Chemicy zaprojektowali roztwór o określonym składzie chemicznym, w którym zanurza się katalizator poddany procesowi regeneracji. Co ważne, udało im się obniżyć stężenie stosowanych kwasów w tym roztworze, ograniczając tym samym do minimum ryzyko wystąpienia korozji stalowych elementów katalizatora.

W opatentowanej technologii nie są wymagane skomplikowane urządzenia, a dzięki optymalizacji całego procesu i ograniczeniu stosowania wielu toksycznych soli metali aktywnych tak otrzymany roztwór jest o wiele bezpieczniejszy dla ludzi pracujących przy regeneracji katalizatorów oraz dla środowiska. Dodatkowo naukowcy opracowali i opatentowali sposób utylizacji roztworów oczyszczających, zużytych w trakcie regeneracji, aby ich wynalazek był jeszcze bardziej ekologiczny.

Dzięki zaproponowanym rozwiązaniom technologia SCR może być więc tańsza, a sposób regeneracji katalizatorów DeNOx – wysoce skuteczny i przyjazny dla ludzi i otoczenia.

Twórcami wynalazku są naukowcy związani z Wydziałem Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego: dr Maciej Kapkowski, dr Tomasz Siudyga, prof. dr hab. inż. Jarosław Polański oraz dr inż. Anna Niemczyk-Wojdyła. Osobą współuprawnioną do patentu jest Rafał Zawisz, właściciel firmy AD MOTO.

return to top