Способ каталитического разложения оксида азота (I) Советский патент 1992 года по МПК B01D53/36 

Ё

Изобретение относится к технологии очистки газовых смесей от оксида азота (I) с помощью катализаторов и может быть использовано в химической технологии и энергетических установках. Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса. Процесс разложения оксида азота (I) на цеолите Н-мордените проводят в присутствии монооксида или диоксида азота при молярном отношении ЫО(М02)/№О, равном 0,1- 10. Способ позволяет на 100 град снизить нагрев исходного газа. 1 табл.

Изобретение относится к технологии очистки газовых смесей от оксида азота (I) с помощью катализаторов и может быть использовано в химической технологии и энергетических установках.

Известен способ каталитического разложения оксида азота (I) при температурах 350-1000°С на палладиевом катализаторе.

Недостатком этого способа является использование дорогостоящего катализатора. .Наиболее близким к предлагаемому явг ляется способ разложения оксида азота (I) на цеолите Н-мордените при 400-700°С.

Недостатком данного способа является высокая температура и, как следствие, высокие энергетические затраты на разогрев газа.

Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что процесс каталитического разложения оксида азота (I) на цеолите Н-мордените проводят в присутствии монооксида или диоксида азота. При этом молярное отношение МО(М02)/№0 в исходном газе равно 0,1-10.

Разложение №0 в присутствии монооксида или диоксида азота в сравнении с прототипом позволяет снизить температуру процесса на 100 град и уменьшить энергетические затраты на разогрев газовой смеси.

В таблице приведены результаты опытов по разложению N20 на цеолите Н-мордените при различных соотношениях NO(N02)/N20 в исходном газе.

Приведенная в таблице величина TAU соответствует времени контакта очищаемого газа с катализатором и рассчитывается по формуле

VKaT

TAU

.W

(с).

Xj

hO (Л

ю о

где War - насыпной объем катализатора;

W - объемный расход очищаемой газовой смеси.

Степень превращения оксида азота (I) Х(№0) рассчитывается из зависимости

X(N20)

N0(N20)-NK(N20) No ( N2 О )

где N0(N20j и N«(№0)- начальное и конечное количество молей N20 в очищаемом га- зе соответственно.

Как видно из таблицы, для достижения одной и той же степени разложения оксида азота (I) при постоянном времени контакта и при различных соотношениях МО(М02)/№0 требуются различные температуры. В диапазоне отношения NO(N02)/N20, равном 0,1-10, среднее снижение температуры составляет 100°С. Следовательно, снижаются энергетические затраты на разогрев газа до температуры работы катализатора.

П р и м е р 1. Газовую смесь в количестве 100 л/мин, содержащую 1 об.% оксида азота (I) и 99 об.% азота, смешивают со 100 л/мин газа, содержащего 0,1 об.% монооксида азота (остальное - воздух), нагревают до 480°С и пропускают через реактор, заполненный 200 мл Н-морденита. На выходе из реактора концентрация оксида азота (I) равна 0,03 об.%, монооксида азота - 0,05 об.%. Степень превращения №0 равна 0,94. Начальное молярное соотношение NO/N20 равно 0,1.

П ример2. Газовую смесь в количестве 100 л/мин, содержащую 1 об.% оксида азота (I) и 99 об.% азота, смешивают со 100 л/мин газа, содержащего 1 об.% монооксида азота (остальное - воздух), нагревают до 490°С и пропускают через реактор, запол- ненный 200 мл Н-морденита. На выходе из реактора концентрация оксида азота (I) равна 0,02 об. %, монооксида азота - 0,5 об. %, Степень превращения N20 равна 0,95. Начальное молярное соотношение NO/N20 равно 1.

П р и м е р 3. Газовую смесь в количестве 100 л/мин, содержащую 1 об,% оксида азота (I) и 99 об.% азота, смешивают со 100 л/мин газа, содержащего 10 об.% моноок- сида азота (остальное - воздух), нагревают до 505°С и пропускают через реактор, заполненный 200 мл Н-мррденита. На выходе из реактора концентрация оксида азота (I) равна 0,03 об. %, монооксида азота - 5 об. %.

Степень превращения №0 равна 0,95. Начальное молярное соотношение NO/N20 равно 10.

П р и м е р 4. Газовую смесь в количестве 100 л/мин, содержащую 1 об.% оксида азота (I) и 99 об.% азота, смешивают со 100 л/мин газа,.содержащегоО,1 об.% диоксида азота (остальное - воздух), нагревают до 480°С и пропускают через реактор, заполненный 200 мл Н-морденита. На выходе из реактора концентрация оксида азота (I) равна 0,03 об.%, диоксида азота - 0,05 об.%. Степень превращения N20 равна 0,94. Начальное молярное соотношение N02/N20 равно 0,1.

П р и м е р 5. Газовую смесь в количестве 100 л/мин, содержащую 1 об.% оксида азота (I) и 99 об.% азота, смешивают со 100 л/мин газа, содержащего 1 об.% диоксида азота (остальное - воздух), нагревают до 490°С и пропускают через реактор, заполненный 200 мл Н-морденита. На выходе из реактора концентрация оксида азота (I) равна 0,02 об.%, диоксида азота - 0,5 об.%. Степень превращения N,0 равна 0,95. Начальное молярное соотношение Ы0а/№0 равно 1.

П р и м е р 6. Газовую смесь в количестве 100 л/мин, содержащую 1 об.% оксида азота (I) и 99 об.% азота, смешивают со 100 л/мин газа, содержащего 10 об.% диоксида азота (остальное - воздух), нагревают до 505°С и пропускают через реактор, заполненный 200 мл Н-морденита. На выходе из реактора концентрация оксида азота (I) равна 0,02 об.%, диоксида азота - 5 об.%. Степень превращения N20 равна 0,95, Начальное молярное соотношение N02/N20 равно 10.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа снижаются энергетические затраты на разогрев очищаемой газовой смеси.

Формула изобретения

Способ каталитического разложения оксида азота (I), включающий разогрев исходной газовой смеси, содержащей оксид азота (I), и последующее ее пропускание через слой цеолита Н-морденита, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса, в исходную газовую смесь дополнительно вводят монооксид или диоксид азота при молярном отношении монооксида или диоксида азота к оксиду азота (1)0,1-10.