• 5

4.5. ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА

Наиболее важные для процессов газоочистки характеристики NOv представлены на рис. 1-40.

Как абсорбционные, так и адсорбционные приемы поглоще­ния слабоокисленных нитрозных газов малоэффективны вслед­ствие значительной инертности N0, являющегося несолеобра- зующнм 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 NO* весьма ограничено.

Достаточно эффективными поглотителями N0* 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 NOa в слабосорби- рующийся N0.

Адсорбционная способность по N0* силикагелей несколько ниже, чем у активных углей, однако они лишены недостатков последних, которые указа­ны выше. С использованием силикагелей могут достигаться высокие степени улавливания N0,., соответствующие остаточным концентрациям до 0,006%. 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 N0* и высокая механическая и термическая устойчивость свойственны алюмосиликата^.

Достаточно подробно изучены процессы адсорбции N0* па молекуляр­ных ситах, в частности на высококремнеземиых кислотостойких цеолитах на основе морденита. Поглотительная способность. згих адсорбентов в активи­рованном состоянии при малых парциальных дав,гатях N0* на один-два

 

            «i         )           1л v/s.iv v >>,/4,

n2o no n2o3 no2 n2o4 n2os

Рис. 1-40. Характеристика взаимосвязи и термической стабильности оксидов азота:

1 — порог интенсивного разложения; 2 —■ газообразная фаза; 3 — жидкая фаза; 4 — кри­сталлическая фаза

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 N0 обычно сопро­вождаются его диспропорционированием до N02 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 N0 и кислоты процесса поглощения нитрозных газов находящейся в иояитах 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, нониты).

Минеральные адсорбенты в большей или меньшей степени обладают способностью катализировать процесс превращения N0 в N02. В этой связи при адсорбционной очистке нитрозных газов с повышенным содержанием компонентов низкой степени окислснности, характеризующихся малой сор- бируемостыо, в них следует вводить кислород. Увеличение отношения N02/N0 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 теплоносителем на основе диссоциирующего тетраокепда азота. Выбросы та­ких энергетических установок представляют собой концентрированные воз­душные смеси N20, N0 и N02 (содержащие N02 96—98%). Вначале их охлаждают до 265 К с целью выделения основного количества (до 83— 87% N02) NO.t, возвращаемого в контур энергетической установки. Затем газовую смесь, содержащую несконденснровавшиеся N20, N'0 и N02, при 345—350 К подвергают адсорбционной очистке с целью пол­ного поглощения N0 и N0». Газовоздушную смесь после адсорбции при 670—770 К каталитически обезвреживают от N20, используя в качестве катализатора цеолит па основе Н-мордепита, и выбрасывают в атмос­феру. Насыщенный цеолит регенерируют острым паром, возвращая продукты десорбции в контур энергетической установки. Степень обезвреживания от­ходящих газов соответствует требованиям санитарных норм.

Хемосорбционная очистка отходящих газов от оксидов азо­та может быть организована на основе использования различ­ных твердых веществ, способных вступать в химическое взаи­модействие с удаляемыми компонентами.

Например, с целыо улавливания N0* из отходящих газов разработан метод адсорбции оксидов азота торфощелочными сорбентами в аппаратах кипящего слоя. При использовании наиболее дешевого и доступного сорбента (смесь торфа и из­вести-пушонки) степень очистки газов, содержащих 0,1—2,0% N0*, при времени контакта фаз 1,6—3 с достигает 96—99%, обеспечивая содержание N0* в очищенных газах на уровне 0,01—0,04%. Еще больший эффект может быть достигнут при использовании торфа, обработанного аммиаком, или при вве­дении аммиака в кипящий слой торфа. Торф способствует окис­лению нитритов до нитратов. Отработанный сорбент представ­ляет собой хорошо хранящееся исслеживающееся торфоазот- ное удобрение, пригодное для использования на любых почвах и содержащее 8—12% усвояемого азота и 27—30% хорошо усвояемых растениями гуминовых кислот, являющихся эффек­тивными стимуляторами их роста (эти кислоты образуются в результате катализируемого оксидами азота процесса окисле­ния органической массы торфа присутствующим в очищаемых газах кислородом).

Расчетные характеристики такого процесса при санитарной очистке 60 тыс. м3/ч отходящих газов сернокислотного цеха, содержащих до 0,3—0,4% N0*, 0,3% S02 и 0,3 г/м3 тумана и брызг серной кислоты, иллюстрируются следующими показате­

Обезвреженный газ- в пылеуловители

 

 

■WT-9

Г13 на обезвреживание

Рис. 1-41. Схема установки очистки ннтрозных газов торфощелочным сор­бентом:

/ железнодорожный нагон; 2, 17 — склады; 3, 9, 14 — приямки; 4, 10, 1В — ковшовые, элешп-оры; ,1 — бункер; 6, 8, 13, 16 — шнекопые транспортеры; 7 — молотковая дробилка;. И — адсорбер; 12 — сенсорный питатель

лями: расход торфа 50 % -ной влажности — до 3 т/ч (25—35 кг сухого торфа на 1000 м3 газа); потребляемое количество амми­ака— до 294 кг/ч (до 5 кг на 1000 м3 газа). Работа установки обеспечивает за год улавливание из отходящих газов 2520 т NO*, 3200 т S02, 95 т H2S04. При этом возможно получение торфоазотного удобрения, содержащего до 15—25% нитрата и сульфата аммония и более 15% водорастворимых гуматов аммония. Технологическая схема установки представлена на. рис.. 1-41.

В соответствии с этой схемой доставляемый на установку в железнодо­рожных вагонах торф со склада направляют транспортером в приямок и да­лее ковшовым элеватором в бункер, Отсюда шиековым транспортером торф подают в молотковые дробилки. Измельченный хемосорбеит шиековым транс­портером, ковшовым элеватором и питателем направляют в адсорбер. При очистке СО тыс. м3/ч газа диаметр адсорбера составляет 7,3 м, высота — 10,5 м, сопротивление исевдоожижеиного слоя торфа высотой 1,5 м — примерно 4,9 кПа (500 мм вод. ст.), Под дутьевую решетку адсорбера вен­тилятором нагнетают иитрозный газ, который после очистки в адсорбере, направляют в пылеуловитель, откуда выбрасывают в атмосферу. Отработан­ную твердую фазу выводят из адсорбера секторным питателем и транспор­тируют и а склад готовой продукции (торфоазотного удобрения).

Капитальные и эксплуатационные затраты по торфощелоч- ному методу очистки отходящих нитрозных газов ниже, чем при каталитической очистке, однако недостатком метода явля­ется возможность самовозгорания торфа.

Примерно по такой же технологии для денитрификации от­ходящих газов промышленности возможно использование бу­рых углей, фосфатного сырья, лигнина. При этом твердые продукты газоочистки, как и в случае применения торфощелоч- ного поглотителя, не подлежат регенерации и могут использо­

ваться как органоминеральные удобрения и промышленные ре­агенты.

В качестве других широкодоступных и дешевых поглотите­лей N0* могут использоваться известняк, известь, сланцевая зола. При этом отработанные хемосорбенты можно направлять на нейтрализацию кислых стоков или в сельское хозяйство в качестве азотсодержащих удобрений.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я