Η αύξηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης αποτελεί σοβαρό πρόβλημα και ως εκ τούτου ο καθαρισμός των εκπομπών αερίων γίνεται ολοένα και πιο σημαντικός κάθε χρόνο. Η μεγαλύτερη πηγή εκπομπών επιβλαβών αερίων στην ατμόσφαιρα είναι οι ενεργειακές επιχειρήσεις και οι μεταφορές αυτοκινήτων.
Ο καθαρισμός των εκπομπών αερίων πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους, μεταξύ των οποίων η καταλυτική μέθοδος εξουδετέρωσης και μείωσης της συγκέντρωσης ρύπων στο μέγιστο επιτρεπτό επίπεδο είναι η πιο αποτελεσματική σε πολλές περιπτώσεις. Ο καταλυτικός καθαρισμός προτιμάται επίσης για οικονομικούς λόγους.
Κατά κανόνα, οι καταλυτικές μέθοδοι είναι καθολικές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βαθύ καθαρισμό διαφόρων αερίων επεξεργασίας. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, τα βιομηχανικά αέρια μπορούν να καθαριστούν από οξείδια αζώτου και θείου, μονοξείδιο του άνθρακα, επιβλαβείς οργανικές ενώσεις και άλλες τοξικές ακαθαρσίες. Σε αυτή την περίπτωση, οι επιβλαβείς ακαθαρσίες μετατρέπονται σε λιγότερο επιβλαβείς και ακίνδυνες και μερικές φορές ακόμη και χρήσιμες. Με τον ίδιο τρόπο καθαρίζεται το καυσαέριο. Στην πραγματικότητα, αυτή η μέθοδος συνίσταται στην εφαρμογή των διαδικασιών χημικής αλληλεπίδρασης ουσιών παρουσία καταλυτών, η οποία οδηγεί στη μετατροπή των ακαθαρσιών προς εξουδετέρωση σε άλλα προϊόντα.
Οι ειδικοί καταλύτες επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις, αλλά δεν επηρεάζουν το ενεργειακό επίπεδο των αλληλεπιδρώντων μορίων και δεν μεταβάλλουν την ισορροπία των απλών αντιδράσεων. Ο καταλυτικός καθαρισμός είναι ελπιδοφόρος για τα πολυσύνθετα μείγματα ρευμάτων καυσαερίων. Για τον καθαρισμό των αερίων στη βιομηχανία, ως καταλύτες χρησιμοποιούνται οξείδια σιδήρου, χαλκού, χρωμίου, κοβαλτίου, ψευδαργύρου, πλατίνας και άλλων. Αυτές οι ουσίες χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία του φορέα καταλύτη τοποθετημένου εντός της συσκευής του αντιδραστήρα. Είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η ακεραιότητα του εξωτερικού στρώματος καταλύτη, διαφορετικά ο καταλυτικός καθαρισμός δεν θα πραγματοποιηθεί πλήρως και η εκπομπή επιβλαβών ουσιών μπορεί να υπερβαίνει τις επιτρεπόμενες προδιαγραφές.
Η βασική απαίτηση για τον καταλύτη είναι η σταθερότητα της δομής κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Η έρευνα και η κατασκευή καταλυτών, που δεν είναι μόνο κατάλληλες για μακροχρόνια χρήση, αλλά και αρκετά φθηνές, είναι μια συγκεκριμένη δυσκολία που περιορίζει την εφαρμογή της καταλυτικής μεθόδου. Οι σύγχρονοι καταλύτες πρέπει να έχουν εκλεκτικότητα και δραστικότητα, αντίσταση στη θερμοκρασία και μηχανική αντοχή.
Οι βιομηχανικοί καταλύτες κατασκευάζονται με τη μορφή τεμαχίων και δακτυλίων δομής κηρήθρας. Έχουν χαμηλή υδροδυναμική αντοχή και υψηλή εξωτερική ειδική επιφάνεια. Πολύ συχνά χρησιμοποιείται καταλυτικός καθαρισμός αερίων σε σταθερό καταλύτη.
Στη βιομηχανία, είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν δύο θεμελιωδώς διαφορετικές μέθοδοι διεργασιών καθαρισμού αερίων - ένα στάσιμο και ένα τεχνητά δημιουργημένο μη στάσιμο τρόπο. Η μετάβαση στην κυρίαρχη χρήση της μη στάσιμης μεθόδου οφείλεται σε υψηλότερη τεχνολογική διαδικασία, αύξηση του ρυθμού αντίδρασης, αύξηση της επιλεκτικότητας, μείωση της ενεργειακής έντασης των διαδικασιών, μείωση του κόστους κεφαλαίου της εγκατάστασης και μείωση του κόστους λειτουργίας της.
Η κύρια κατεύθυνση της ανάπτυξης καταλυτικών μεθόδων είναι η δημιουργία φθηνών καταλυτών που μπορούν να λειτουργούν σε χαμηλές θερμοκρασίες και να είναι ανθεκτικοί σε διάφορες ουσίες. Για μια συγκέντρωση κάτω από 1 g / m³ και με μεγάλους όγκους καθαρισμένων αερίων, η θερμοκαταλυτική μέθοδος απαιτεί υψηλή κατανάλωση ενέργειας και τεράστια ποσότητα καταλύτη, συνεπώς υπάρχει η ανάγκη ανάπτυξης των πιο ενεργειακά αποδοτικών διαδικασιών και εξοπλισμού που απαιτούν χαμηλό κόστος κεφαλαίου.
