Zwiększenie zanieczyszczenia powietrza stanowi poważny problem, dlatego też oczyszczanie emisji gazów staje się z każdym rokiem coraz ważniejsze. Największym źródłem emisji szkodliwych gazów do atmosfery są przedsiębiorstwa energetyczne i transport samochodowy.
Oczyszczanie emisji gazów odbywa się na różne sposoby, wśród których katalityczna metoda neutralizacji i obniżania stężenia zanieczyszczeń do maksymalnego dopuszczalnego poziomu jest najskuteczniejsza w wielu przypadkach. Oczyszczanie katalityczne jest również korzystne ze względów ekonomicznych.
Z reguły metody katalityczne są uniwersalne i mogą być stosowane do głębokiego oczyszczania różnych gazów procesowych. Za pomocą tej metody gazy przemysłowe można oczyścić z tlenków azotu i siarki, tlenku węgla, szkodliwych związków organicznych i innych toksycznych zanieczyszczeń. W takim przypadku szkodliwe zanieczyszczenia przekształcane są w mniej szkodliwe i nieszkodliwe, a czasem nawet przydatne. W ten sam sposób oczyszczane są spaliny. W rzeczywistości metoda ta polega na wdrożeniu procesów chemicznej interakcji substancji w obecności katalizatorów, co prowadzi do przekształcenia zanieczyszczeń, które mają zostać zneutralizowane w inne produkty.
Specjalne katalizatory przyspieszają reakcje chemiczne, ale nie wpływają na poziom energii oddziaływujących cząsteczek i nie zmieniają równowagi prostych reakcji. Oczyszczanie katalityczne jest obiecujące w przypadku wieloskładnikowych mieszanin strumieni spalin. Do oczyszczania gazów w przemyśle jako katalizatory stosuje się tlenki żelaza, miedzi, chromu, kobaltu, cynku, platyny i innych. Substancje te są wykorzystywane do przetwarzania nośnika katalizatora umieszczonego wewnątrz aparatu reaktora. Konieczne jest monitorowanie integralności zewnętrznej warstwy katalizatora, w przeciwnym razie katalityczne oczyszczanie nie zostanie przeprowadzone w całości, a emisja szkodliwych substancji może przekroczyć dopuszczalne wartości graniczne.
Głównym wymaganiem dla katalizatora jest stabilność struktury podczas reakcji. Poszukiwanie i wytwarzanie katalizatorów, nadających się nie tylko do długotrwałego użytkowania, ale także dość tanich, stanowi pewną trudność, która ogranicza zastosowanie metody katalitycznej. Nowoczesne katalizatory muszą mieć selektywność i aktywność, odporność na temperaturę i wytrzymałość mechaniczną.
Katalizatory przemysłowe są wykonane w postaci bloków i pierścieni o strukturze plastra miodu. Mają niską odporność hydrodynamiczną i wysoką zewnętrzną powierzchnię właściwą. Najczęściej stosuje się katalityczne oczyszczanie gazów w stałym katalizatorze.
W przemyśle można zastosować dwie zasadniczo różne metody procesów oczyszczania gazu - tryb stacjonarny i sztucznie utworzony tryb niestacjonarny. Przejście na dominujące zastosowanie metody niestacjonarnej wynika z wyższego procesu technologicznego, wzrostu szybkości reakcji, wzrostu selektywności, zmniejszenia energochłonności procesów, spadku kosztów kapitałowych instalacji i spadku kosztów jej eksploatacji.
Głównym kierunkiem rozwoju metod katalitycznych jest tworzenie tanich katalizatorów, które mogą działać w niskich temperaturach i być odporne na różne substancje. Dla stężenia poniżej 1 g / m³ i przy dużych objętościach oczyszczonych gazów metoda termokatalityczna wymaga dużego zużycia energii i ogromnej ilości katalizatora, dlatego istnieje potrzeba opracowania najbardziej energooszczędnych procesów i urządzeń, które wymagają niskich kosztów kapitałowych.
