Адсорбционная очистка отходящих газов от оксидов азота

Как абсорбционные, так и адсорбционные приемы поглощения слабоокисленных нитрозных газов малоэффективны вследствие значительной инертности N0. являющегося несолеобразующим соединением В этой связи в ряде случаев рациональным является стремление перевода слабоокисленных компонентов нитрозных газов в оксиды более высоких степеней окисления. В промышленной практике очистки отходящих газов от оксидов азота использование адсорбентов как агентов-аккумуляторов NOx весьма ограничено.

Достаточно эффективными поглотителями NOx являются активные угли. Однако при их контакте с оксидами азота возможен значительный разогрев, приводящий к возгоранию угля и даже взрывам. Наряду с этим активные угли характеризуются низкой механической прочностью и восстановительными свойствами, вызывающими конверсию поглощаемого N02 в слабосорбирующийся NO. Адсорбционная способность по NOx силикагелей несколько ниже, чем у активных углей, однако они лишены недостатков последних, которые у казаны выше. С использованием силикагелей могут достигаться высокие степени улавливания NOx, соответствующие остаточным концентрациям до 0.005%. Однако по экономическим причинам процесс в промышленности не реализован.

Сравнительно небольшой поглотительной способностью по оксидам азота характеризуются алюмогели, обладающие, кроме того, и невысокой стойкостью Значительная емкость по отношению к NOx и высокая механическая и термическая устойчивость свойственны алюмосиликатам.

Достаточно подробно изучены процессы адсорбции NOх на молекулярных ситах, в частности, на высококремнеземных кислотостойких цеолитах на основе морденита. Поглотительная способность этих адсорбентов в активированном состоянии при малых парциальных давлениях NOx нa один-два порядка выше, чем у силикагелей. Проведенные в полупромышленных условиях испытания свидетельствуют, что емкость молекулярных сит по оксидам азота в зависимости от условий реализации процесса находится в пределах 2-10%. Наряду с этим процессы поглощения цеолитами NO обычно сопровождаются его диспропорционированием до NO2 и N2O, причем последний присутствует в прошедшем очистку газе.

В качестве поглотителей NOx исследованы некоторые аниониты, однако, их использование характеризуется низкой эффективностью ввиду протекающего с образованием NO и кислоты процесса поглощения нитрозных газов находящейся в ионитах влагой и малой кислотостойкости этих материалов.

Присутствующая в очищаемых газах влага сорбируется наряду с оксидами азота. При этом величина их поглощения (всей гаммы или отдельных компонентов) либо снижается (активные угли, алюмосиликаты, цеолиты), либо в определенных условиях увеличивается (силикагели, иониты). Минеральные адсорбенты в большей или меньшей степени обладают способностью катализировать процесс превращения NO в NO2. В этой связи при адсорбционной очистке нитрозных газов с повышенным содержанием компонентов низкой степени окисленности, характеризующихся малой сорбируемостью, в них следует вводить кислород. Увеличение отношения NO2/NO благоприятно сказывается на характеристиках процессов адсорбционной очистки нитрозных газов.

На использовании цеолита на основе Н-морденита базируется технология очистки от NOx газовых выбросов контуров энергетических установок с тешюносителем на основе диссоциирующего тетраоксида азота. Выбросы таких энергетических установок представляют собой концентрированные воздушные смеси N2O, NO и NO2 (содержащие NO2 96-98%). Вначале их охлаждают до 265 К с целью выделения основного количества (до 83-87% NO2) NOx, возвращаемого в контур энергетической установки. Затем газовую смесь, содержащую нес конденсировавшиеся No0, NO и NO2, при 345-350 К подвергают адсорбционной очистке с целью полного поглощения NO и NO2. Газовоздушную смесь после адсорбции при 670-770 К каталитически обезвреживают от N2O, используя в качестве катализатора цеолит на основе Н-морденита, и выбрасывают в атмосферу. Насыщенный цеолит регенерируют острым паром, возвращая продукты десорбции в контур энергетической установки. Степень обезвреживания отходящих газов соответствует требованиям санитарных норм.

17.Приемы увеличения степени окисления оксидов азота в отходящих газах. Целесообразно перевести низкоокисленные формы в высокоокисленные, чтобы очистка была эффективной.

Используется метод гомогенного окисления.

Переводят NO и N20 в NO2 и N2O5 спомощью О2(малоэффективно),О3, ClO2.

Или введение NO2: NO+NO2=N2O3

Количество вводимого NO2- V(NO2)= Vг*Сг*альфа2/100- альфа1/1-альфа2[м3/ч]

Cг, Vг –колличество(м3/ч) и концентрация(%об) газ.смеси, подаваемой на очистку

Cг(штрих)=Сг – альфа1/1-альфа2[%]

Более эффективно использовать О3, ClO2. В таких случаях протекают реакции которые обеспечивают полный перевод NO в N2O5.

NO+O3=NO2+O2

2NO+O3=N2O5

2NO2+O3=N2O5+O2

Можно использовать разбавленные растворы пероксида водорода с дальнейшим получением азотной кислоты:

NO+H2O2=NO2+H2O, 3NO2+H2O=2HNO3+NO

N2O3+H2O2=N2O4+H2O, N2O4+H2O=HNO3+HNO2

Лучший эффект дают жидкие окислители-по экспериментальным данным получен ряд активности жидких окислителей: KBrO3>HNO3>KMnO4>H2O2>Na2CrO4>(NH4)2Cr2O7>K2Cr2O7