Способ удаления окислов азота из отходящих газов Советский патент 1992 года по МПК B01D53/34 

Изобретение относится к технологии удаления NOX из отходящих газов установки каталитического окисления аммиака.

Цель изобретения - исключение накопления жидких отходов при абсорбции отходящих газов установки каталитического окисления аммиака.

При окислении NHs при 850°С в присутствии катализатора образуется NOx. После промывки их водой или серной кислотой отходящие газы содержат 0,1 -0,5 об. % NOx.

На чертеже представлена схема установки для осуществления способа очистки отходящих газов.

Поток отходящих газов 1, выходящий из установки окисления аммиака, регулируется клапаном 2 и направляется в основание абсорбционной колонны 3 с насадкой. Газы проходят вверх по колонне 3 и очищенные выбрасываются в атмосферу через эжектор

4, питаемый потоком пара 5. В колонну сверху подают жидкую фазу 6, которая проходит вниз и скапливается в емкости 7. Затем жидкую фазу 6 нагревают в нагревателе 8 и рециркулируют вверх колонны с помощью насоса 9. Вентиль 10 позволяет регулировать поток жидкой фазы 6. Через вентиль 11 отработанную жидкую фазу 6 выливают тогда, когда концентрация HNOs, измеренная в емкости 7, соответствует предпочтительному интервалу. Если концентрация HNOs на выходе из колонны падает, через вентиль 12 можно подать свежую HNOs. Способ можно осуществлять в периодическом режиме, в этом случае исходная жидкая фаза 6 содержит высокую концентрацию HNOs, например 5%. Эту жидкую фазу непрерывно рециркулируют насосом 9. При поглощении NOx концентрация HNOs постепенно падает и достигает установленного значения, наХ|

Ю

ю

Ю N1 XI

СА

пример 0,5%. В этот момент отработанную жидкую фазу 6 удаляют и заменяют свежей. Отработанная фаза содержит NOHS04 с высокой концентрацией.

Примеры 1-7. Через абсорбционную колонну высотой 1850 мм и диаметром 200 мм на высоту 1000 мм, заполненную кольцами Рашига, при рециркуляции пропускают 45 кг смеси, содержащей H2S04 и НМОз в концентрациях, указанных в табл. 1. Скорость пропускания 1500 л/ч. В нижнюю часть колонны со скоростью 31,4 подают от- брочный газ из установки окисления аммиака. Концентрации NOx на входе в колонну и на выходе из нее указаны в табл. 1. Поглощение NOx проводят прпи температуре 10- 90°С, предпочтительно при 20-70°С.

Поглощение проводят до тех пор, пока концентрация циркулирующей НМОз не упадет до уровня, указанного в последней графе табл. 1. Затем отработанную жидкую фазу удаляют. Концентрация HN03 в исходной смеси должна составлять 0,5-5 мас.%. При 10 мас.% (табл. 1, пример 6) наблюдается выпадение кристаллической NOHSO/i из- за высокой начальной концентрации НМОз. При концентрации в исходной жидкой фазе 5% НМОз, 25% олеума в пересчете на ЗОз и остальное НаЗОз степень удаления NOx составляет 92,2%, содержание НМОз в конечной смеси 0,05% (табл. 1, пример 7).

Исходная концентрация НМОз и концентрация NOHS04 в растворе после полной отработки НМОз связаны между собой (табл.2).

Для поддержания стабильности растворов NOHS04 при температурах 10-30°С без выпадения кристаллических осадков желательно поддерживать концентрацию NOHS04 ниже 30% при работе в периодическом режиме. При работе в непрерывном режиме желательно, чтобы в исходной жидкой фазе концентрация НМОз была ниже 5%. Полученный сернокислотный раствор NQHS04 направляют на стадию нитрования гексагидробензойной кислоты в производствах капролактама.

Пример 8. Процесс ведут в непрерывном режиме. Через ту же колонну с той же скоростью пропускают 45 кг раствора, содержащего 10% NOHS04 в H2S04-HN03 в исходном растворе полностью отсутствует, В нижнюю часть колонны со скоростью 31,4 подают отходящий газ, содержащий 7200 ч/млн NOx. В верхнюю часть колонны в смеси с рециркулирующей жидкостью со скоростью 15,5 кг/ч подают раствор, содержащий 2% НМОз в H2S04. Общий расход 100%-ной НМОз 0,31 кг/ч. Одновременно из приемной емкости внизу колонны выводят 15,5 кг/ч жидкости, поддерживая постоянное и одинаковое количество рециркулирующей в колонне жидкости, равное 45 кг. Анализ выводимой жидкости показал, что содержится 11,1 % NOHS04, следовательно, образуется -1,720 кг/ч NOHS04. содержится 0,07% НМОз, следовательно, потребляется 0,0108 кг/ч из 0,310 кг/ч, остальная кислота остается непрореагировавшей. Выходящий из колонны газ содержит 590 ч./млн. Опыт показывает, что даже концентрация кислоты, равная 0,07%, позволяет удалять NOx на 91.8% (табл. 1, пример 8).

В орошающей жидкости может присутствовать до 10 мас.% Н20. В случае использования олеума продукт представляет

собой безводный раствор NOHS04. Как правило, продукт имеет следующий состав, мас.%: NOHS04 2,5-55: остаточная НМОз 0,05; НаО до 10: ЗОз до Ю: HaSO-i остальное до 100.

Как следует из табл. 1, заявленный способ обеспечивает степень улавливания МОХ, равную 89,7-95,8%. Полученный при этом как при непрерывном, так и при периодиче- ском режиме, продукт - сернокислотный

раствор нитрозилсерной кислоты, из-за низкой концентрации НМОз пригоден для нитрования органических соединений.

Осуществление заявленного способа по сравнению с известным позволяет исключить накопление жидких отходов вследствие подачи полученной после удаления NOX отработанной жидкой фазы в производство капролактама в качестве нитрующего агента.

Формула изобретения

1.Способ удаления окислов азота из отходящих газов абсорбцией жидкой фазой, состоящей из смеси серной и азотной кислот, отличающийся тем. что, с целью

исключения накопления жидких отходов при абсорбции отходящих газов установки каталитического окисления аммиака, из процесса выводят жидкую фазу с концентрацией азотной кислоты, равной 0,05-2

мас.%, и направляют ее на стадию нитрования гексагидробензойной кислоты в производстве капролактама.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что процесс абсорбции ведут в периодическом режиме при исходной концентрации азотной кислоты в жидкой фазе, равной 0,5-5 мас.%.

Таблица,2

Изобретение относится к технологии удаления NOx via отходящих газов установок каталитического окисления МНз. позволяющей исключить накопление жидких отходов. Отходящие газы, содержащие примеси NOx. подают на абсорбцию смесью кислот hteSO/i и НМОз. Из процесса выводят жидкую фазу с концентрацией HNps. равной 0,05-2 мас.% и нитрозилсерной кислоты, равной 2.5-55 мас.%, и направляют ее на стадию нитрования гексагидробензойной кислоты в производстве капролактама. При работе в периодическом режиме исходная концентрация HNOs в жидкой фазе должна равняться 0,5-5 мас.%. Степень улавливания NOx 89,7-95,8 %. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.