СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ АММИАКА Российский патент 1997 года по МПК B01D53/86 B01D53/58 

Предполагаемое изобретение относится к очистке газовых выбросов от аммиака и может быть использовано на предприятиях химической промышленности, в холодильной технике.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки аммиаксодержащих газов.

Согласно способу процесс осуществляют при температуре 200-500^oC и объемной скорости от 1000 до 100000 ч^-1 на катализаторе общей формулы Cr_xA_yO_z, где Cr хром; А по меньшей мере один из следующих элементов: олово, сурьма, ванадий, кобальт, серебро, цинк, никель, титан, молибден, вольфрам, сера, фосфор, бор, германий или цирконий; x 4-12; y 0,2-8,0; z 6,2-42,0, в присутствии как минимум 1 моля молекулярного кислорода на 1 моль аммиака.

Недостатком известного способа является то, что он не дает возможности получить высокую степень превращения аммиака при минимальном количестве оксидов азота в продуктах разложения, потому что при высоких температурах достигается достаточно хорошая степень очистки от аммиака, но имеет место значительная эмиссия оксидов азота. Кроме того, известным способом обрабатывают газы с невысоким содержанием аммиака.

Задачей предполагаемого изобретения является создание такого способа, который бы позволил проводить очистку газовых выбросов в широких пределах по концентрации аммиака, при высокой степени его превращения и минимальном количестве оксидов азота в продуктах разложения с применением доступных катализаторов и невысоких температур.

Поставленная задача решается тем, что очистку газовых выбросов от аммиака путем окисления его на оксидных катализаторах согласно предполагаемому изобретению осуществляют на смеси железохромового и никельхромового катализаторов при их соотношении 1-9:1-4, температуре 200-350^oC.

Предлагаемый способ очистки газовых выбросов от аммиака осуществляют следующим образом. В реактор проточного типа внутренним диаметром 0,05 м и высотой 0,7 м подают газ, содержащий аммиак. Предварительно подогретую смесь подают в нижнюю зону реактора с объемной скоростью 184-1650 ч^-1, катализатор загружают в среднюю зону. Требуемую температуру (200-350^oC) внутри реактора поддерживают с помощью внешнего электрообогрева. Катализатор готовят смешением железохромового катализатора СТК состава: Fe₂O₃ 88% Cr₂O₃ 7% SO₂ не более 0,3 и никельхромового катализатора ТО-2 состава: NiO 37% Cr₂O₃ - 13% Al₂O₃ 44% (каталог Катализаторы азотной промышленности, Черкассы, 1989).

Использование соотношения железохромового и никельхромового катализаторов в смеси обусловлено необходимостью достижения высокой степени очистки разложения аммиака и низким выходом оксидов азота. При соотношении менее, чем 1: 4 и более чем 1:9 показатели процесса близки к результатам на несмешанных чистых катализаторах. Применение каждого катализатора в отдельности или засыпка этих катализаторов послойно в различной последовательности не дает возможности получать высокую степень превращения аммиака практически при отсутствии оксидов азота. По-видимому, на никельхромовом катализаторе, наряду с реакцией разложения аммиака на азот и водород, проходят реакции окисления водорода до воды и окисления азота до оксида азота с последующей реакцией оксида азота и аммиака до свободного азота и воды. Получаемые в перечисленных выше реакциях реагенты интенсифицируют реакцию окисления аммиака на железохромовом катализаторе до азота и воды.

Температура процесса очистки газовых выбросов от аммиака обусловлена тем, что при температуре менее 200^oC наблюдается низкая степень разложения аммиака, а при температуре более 350^oC высокий выход оксидов азота.

Отличием предлагаемого способа очистки газовых выбросов от известного способа является то, что катализатор представляет собой смесь двух разных катализаторов: железохромового и никельхромового и процесс очистки осуществляют при более низкой температуре.

Применение предлагаемого способа позволяет получить степень превращения аммиака 98,7% оксиды азота практически отсутствуют (минимально определяемая концентрация NO_x 1 ppm), кроме того, этот способ дает возможность чистить газы с высоким содержанием аммиака.

Предлагаемый способ может быть использован на предприятиях химической промышленности при очистке выбросов, содержащих аммиак, в частности выбросов при отдувке аммиака из жидких сред, в холодильной технике при очистке выбросов аммиачно-холодильных установок.

Приведенные ниже примеры выполнения настоящего изобретения иллюстрируют практическое осуществление предлагаемого способа.

Примеры 1-3 (сравнительные). Берут 400 мл никельхромового катализатора, загружают в реактор и разогревают до температуры 200^oC. Очищаемый газ пропускают через слой катализатора и определяют содержание аммиака и оксидов азота до и после очистки. Затем берут 200 мл железохромового катализатора и 200 мл никельхромового катализатора и загружают послойно: верхний слой - железохромовый катализатор, нижний слой никельхромовый катализатор и наоборот, загружают в реактор и разогревают до температуры 250^oC. Очищенный газ пропускают через слой катализатора и определяют содержание аммиака и оксидов азота до и после очистки.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Примеры 4-9. Берут 400 мл железохромового катализатора, загружают в реактор и разогревают до температуры 200^oC, пропускают очищенный газ через слой катализатора и определяют содержание аммиака и оксидов азота до и после очистки. Берут никельхромовый катализатор и железохромовый в определенном объемном соотношении и перемешивают, затем берут 400 мл полученной смеси и загружают в реактор, разогревают и пропускают очищаемый газ через слой катализатора. Определяют содержанием аммиака и оксидов азота до и после очистки.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что при одинаковых условиях проведения опытов, т. е. количестве катализатора, температуре, объемной скорости, концентрации аммиака во входящем газе на несмешанных катализаторах степень очистки от аммиака составляет 98,0 98,7% выход оксидов азота 1,7 3,6% на смешанном катализаторе степень очистки от аммиака 98,0 98,7% а выход оксидов азота от 0 до 0,35%

Использование: химическая промышленность, холодильная техника. Сущность изобретения: аммиаксодержащие газы пропускают через слой катализатора, состоящий из смеси железохромового и никельхромового катализаторов. Объемное соотношение катализаторов 1-9:1-4. Температура процесса 200-350^oC. Объемная скорость 184-1650 ч^-1. 1 табл.

Способ очистки газовых выбросов от аммиака путем окисления его на оксидных катализаторах при повышенной температуре, отличающийся тем, что процесс осуществляют на смеси железохромового и никельхромового катализаторов при их соотношении 1 9 4 и 200 350^oС.