Способ снижения концентрации оксидов азота в отходящих дымовых газах Советский патент 1993 года по МПК B01D53/34 B01D53/36 

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано в тепло- энергетике, химической промышленности, производстве минеральных удобрений, строительных материалов, т.. е. там, где в отбросных газах присутствуют оксиды азота.

Цель изобретения - повышение степени очистки при полном отсутствии на выходе токсичных продуктов сгорания топлива.

Поставленная цель достигается тем,-что в интервале коэффициентов избытка воздуха а 1,01 - 1,40 сжигают топливо в присутствии воды при соотношении топлива и воды 75-91 : 25-9 (мае. %) с последующим восстановлением оксидов азота при 20 250°С на углеграфитовой ткани. Время контакта с тканью 1 - 10с.

Углеграфитовая ткань ( см. ТУ 48-20-19- 77 и 48-20-138-87) представляет собой обработанную в специальных условиях при 2500°С вискозную ткань. Углеграфитовая ткань на 99,9% состоит из атомов углерода, сохраняет структуру, каркас исходной ткани и ее прочность.

Сущность изобретения заключается в том, что восстановление оксидов азота до молекулярного азота проводятся в две стадии. На первой стадии в присутствии воды идет реакция восстановления оксидов азота водородом с образованием азота и перок- сидного радикала

00 00 х| Ю 4 С

СО

Продукты горения, содержащие невосстановленные оксиды азота, диоксид серы, двуокись углерода, пары воды, кислород, азот поступают в реактор, заполненный отходами углеграфитовой ткани, где осуществляется реакция восстановления оксидов азота и диоксида серы углеродом ткани до молекулярного азота и элементарной серы с образованием двуокиси углерода. Экспериментально установлено, что частично сера оседает на ткани, и, в основном, по достижении температуры конденсации серы - 444,6°С - оседает по тракту газохода.

Анализы отходящих газов, выполненные хр оматографическим способом, показали, что состав отходящих газов нетоксичен: монооксид углерода, оксиды азота, диоксид серы., сероводород, еера, полиароматические углеводороды полностью отсутствуют.

Данные о степени очистки приведены в табл. 2.

Из данных, приведенных в табл. 1 и 2, следует, уменьшение а ниже 1,05 снижает степень очистки .в связи с физическим и химическим недожигом топлива, который не может быть полностью компенсирован введением воды. В продуктах сгорания топлива обнаружены значительные содержания токсичных продуктов: СО и ПАУ; увеличение а выше 1,4 приводит к снижению степени очистки вследствие увеличения температуры факела и повышения концентрации оксидов азота, пассивированию поверхности углеграфитовой ткани кислородом воздуха, накоплению его в объеме углеграфитовой ткани, что может привести к возгоранию; увеличение содержания воды в топливе выше 25 - 9% приводит к уменьшению степени очистки за счет снижения температуры факела и образованию большого количества активных центров, которые рекомбинируют между собой и приводят к затуханию окислительно-восстановительного процесса; уменьшение содержания воды в топливе ниже 25 - 9% приводит к уменьшению степени очистки из-за нехватки пероксидных радикалов и

ослаблению активации углеграфитовой ткани.

Заявляемое техническое решение по отношению к прототипу обладает следующими преимуществами: повышена степень

очистки от NOX; устранены полностью все токсичные продукты сгорания топлива; реакция восстановления оксидов азота начинается при 450°С и при понижении температуры до комнатной скорость процесса практически не изменяется. При комнатной температуре наблюдается полное превращение оксидов азота, содержащихся в газах, до молекулярного азота, Продуктами реакции восстановления оксидов азота

на углеграфитовой ткани являются углекислый газ (С02) и молекулярный азот (N2).

Формула изобретения

1.Способ снижения концентрации ок- сидов азота в отходящих дымовых газах при

сжигании углеводородного топлива при коэффициенте избытка воздуха не менее 1,05 в присутствии воды при соотношении топлива и воды, равном от 1 : 0,05 до 1 :0,25,

отличающийся тем, что процесс сжигания ведут при коэффициенте избытка воздуха не более 1,40 с последующим восстановлением оксидов азота при контактировании дымовых газов с углеграфитовой

тканью при 20-250°С.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при сжигании мазута его предварительно подогревают до 80°С и воду вводят в мазут при эмульгировании.

3.Способ по пп, 1 и 2, отличающий- с я тем, что воду используют в виде стоков, содержащих примеси мазута, бензина, керосина, нефти и масел.

Использование: газоочистка от оксидов азота. Сущность изобретения: углеводородное топливо - природный газ или мазут - сжигают при коэффициенте избытка воздуха, равном 1,05 - 1,40, в присутствии воды. Соотношение топлива и воды от 1 : 0,05 до 1:0,25. Образовавшиеся дымовые газы подают на контактирование с углеграфитовой тканью при 20 - 250°С. При этом оксиды азота восстанавливаются до свободного азота. При сжигании мазута его предварительно подогревают до 80°С и воду вводят в мазут при эмульгировании. Воду можно использовать в виде стоков, содержащих примеси, мазута, бензина, керосина, нефти и масел. В очищенных газах токсичные продукты сгорания топлива отсутствуют. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.