СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА Российский патент 1999 года по МПК B01D53/56 B01D53/04 

Изобретение относится к технологии газоочистки и может быть использовано для снижения выбросов оксидов азота в химической промышленности и теплоэнергетике.

Основным традиционным способом улавливания оксидов азота является абсорбция их водой или щелочными растворами, однако таким путем улавливаются оксиды азота высокой концентрации (проценты или десятки процентов), а улавливание оксидов азота низкой концентрации (условно меньше 0,2% об.) практически не происходит [1].

Известен способ очистки от оксидов азота адсорбцией на твердых сорбентах (активированный уголь, силикагель, алюмосиликаты) [2]. Недостатком способа является быстрое насыщение сорбентов оксидами азота (максимальная емкость составляет не более 0,03 кг NO_x на 1 кг сорбента), что приводит к падению эффективности улавливания.

Известен также способ очистки отходящих газов от оксидов азота пропусканием через гранулированный пористый сорбент, пропитанный карбамидом. В этом способе для снижения энергетических затрат и повышения степени очистки в отходящий газ вводят водяной туман и пропускают его через сорбент гранулометрического состава 0,5 - 5,0 мм со скоростью 0,1 - 0,3 м/с [3].

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Недостатком способа является его периодичность. В результате вырабатывания карбамида снижается эффективность улавливания оксидов азота, а вследствие необходимости периодического орошения гранулы разрушаются, что повышает сопротивление аппарата, приводит к необходимости замены гранул, удорожает процесс очистки газов и усложняет обслуживание узла газоочистки.

Технической задачей изобретения является организация непрерывности процесса, повышение его стабильности, эффективности и удешевление.

Решение задачи состоит в том, что в способе очистки газов от оксидов азота, включающем введение водяного тумана в газовый поток и пропускание последнего со скоростью 0,1 - 0,3 м/с через пористый сорбент, пропитанный водным раствором карбамида, одновременно с водяным туманом в газовый поток вводят газообразный аммиак в количестве 15 - 25% от массы улавливаемых оксидов азота.

Основной причиной снижения эффективности улавливания оксидов азота карбамидом является образование экранирующего осадка нитрата мочевины, препятствующего взаимодействию карбамида со следующими порциями оксидов азота.

Введение аммиака приводит к разрушению нитрата мочевины и образованию нитрата аммония, который в свою очередь является дополнительным восстановителем для следующих порций оксидов азота.

Введение аммиака в количестве более 25% от массы улавливаемых оксидов азота приводит к появлению проскока аммиака и загрязнению отходящих газов.

Введение аммиака в количестве менее 15% от массы улавливаемых оксидов азота приводит к медленному зарастанию гранул нитратом мочевины.

Наиболее оптимальной является подача аммиака в количестве 20% от массы улавливаемых оксидов азота.

Примеры осуществления
Слой гранул силикагеля пропитывали раствором карбамида 100 г/л в колонке диаметром 25 мм с высотой слоя 400 мм. Пропускали газовый поток с высоким содержанием оксидов азота. Происходило быстрое вырабатывание карбамида и снижение эффективности, как представлено в таблице (пп. 1-5).

Введение аммиака в газовый поток в количестве 15 - 25% от массы улавливаемых оксидов азота позволило повысить эффективность, стабилизировать процесс очистки и продлить срок службы силикагеля (таблица, пп. 6-21), т.е. сделать процесс непрерывным.

Наличие у пористых гранул сорбирующей поверхности и присутствие в объеме пор нитрата мочевины, взаимодействующего с избытком аммиака, предотвращало проскок избытка аммиака. Содержание аммиака в отходящем газе не превышало 0,2 мг/м³.

Таким образом, введение аммиака позволяет стабилизировать процесс очистки газов от оксидов азота при более высокой эффективности, обеспечить его непрерывность. Снижение разрушения гранул позволит удешевить процесс за счет более редкой замены гранул сорбента.

Источники информации
1. Мягков Б.И., Каменщиков И.Г., Резник Ф.Б. Очистка вентовоздуха гальванических ванн. Обзорная информация. Промышленная и санитарная очистка газов. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978, с. 34.

2. Заявка ФРГ N 3226840, МКИ B 01 D 53/04, B 01 D 53/14, заявл. 17.07.82, опубл. 16.02.84.

3. Устинов О.А., Поленов А.И. и др. Патент РФ N 1824748 - прототип.

Может быть использовано для снижения выбросов оксидов азота в химической промышленности и теплоэнергетике. В поток очищаемого газа вводят водяной туман с последующим пропусканием через пористый сорбент, пропитанный водным раствором карбамида, причем одновременно с водяным туманом в очищаемый поток вводят газообразный аммиак в количестве 15 - 25% от улавливаемой массы оксидов азота. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса очистки газов от оксидов азота, обеспечить его непрерывность и удешевить. 1 табл.

Способ очистки газов от оксидов азота, включающий введение водяного тумана в поток очищаемого газа и пропускание последнего через пористый сорбент, пропитанный водным раствором карбамида, отличающийся тем, что одновременно с водяным туманом в очищаемый газовый поток вводят газообразный аммиак в количестве 15 - 25% от улавливаемой массы оксидов азота.