Способ очистки газов от окислов азота Советский патент 1980 года по МПК B01D53/02 

(Б4) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ

1

Изобретение относится к очистке отходящих газов различных производств от окислов азота.

Известны способы очистки газов от окислов азота путем поглощения их различными абсорбентами, например раствором манганата или перманганата 1.

Недостатком этого способа является необходимость сложной переработки продуктов улавливания окислов азота и регенерации абсорбента.

Наиболее близким по техничес- кой csaднocти и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки газов от окислов азота путем взаимодействия последних с азотной кислотой на насадках из керс1мических колец Рашига 2.

Недостатками данного способа являются низкая степень улавливания окислов азота (90-92%) и получение в качестве продукта абсорбции разбавлю ного раствора азотной кислоты.

Цель изобретения - повышение степени очистки газов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки газов от окислов азота путем абсорбции их азотнокисль1м раствором на насадке. АЗОТА

в качестве насадки используют отработанный алюмоникелевый катализатор конверсии углеводородов, а в качестве абсорбента водный раствор азотнокислого никеля.

Алюмоникелевый катализатор кон-г версии углеводородов содержит 3-30% Ni и 97-70% . .

Концентрация азотнокислого никеля

10 в водном растворе составляет 400 500 г/л.

Сущность способа заключается в следующем.

Алюмоникелевый катализатор конвер 5 сии углеводородов представляет собой пористый таблетированный или изготовленный в виде колец носитель из окиси алюмогеля. Активным компонентом является никель. Для введения никеля

20 носитель пропитывают раствором азотнокислого никеля, затем носитель прокаливают в тока воздуха.При этом образуется окись никеля по реакции.

25 Nl(NO) - NiO + NQ2 + NO +. 0 После загрузки в аппарат конверсии метана катализатор восстанавливают водородом до получения метгшлического никеля. В ходе конверсии 30 катализатор постепенно теряет активность и заменяется новым. Отработанный катализатор, содержащий 97 - 70% и 3-30% N1, ежёгод1но выбрасывается в отвал в кбличёствё, исчисляемом сотнями тонн.

Газ, содержащий окислы азота, например, топочный газ со стадии прокалки в производстве алюмоникелевого катализатора, подают в

слой отработанного алюмоникелевого катализатора, орошаемого водой. При этом двуокись азота взаимодействует с водой:

- HNO + НМОд. II 3HNOj 2NO III

В свободном пространстве между кольцами лли таблетками катализатора происходит окисление окиси до двуокиси - -

2NO -f О,

2NO.

IV

Д .« iPIU«

Двуокись снова взаимодействует с водой по указанным реакциям. .Образующаяся одновременно с этим азотная кислота взаимодействует с никелем, присутствующим в катализаторе

N + 2HNOj - Ni(NO)+ H-j V

Возможна и прямая реакция синтеза азотнокислого никеля: Nf + 2NO + 2H/d Мс(МОз)г + 2Н/ V

Нитрат никеля переходит в раствор. Для получения высокой концентрации (до 500 г/л) никеля в растворе и достижения полноты извлечения никеля из катализатора осуществляют многократную циркуляцию раствора.

Пример. Отработанный алюмоникелевый катгшизатор конверсии метана, в состав которого входит 91% и 9% Ni, приготовленный в виде колец с наружным диамет|рс 1 12 мм, внутренним диаметром 5 мм и высотой 12 мм, загружают в три последовательно соединенных поглотительных сосуда типа Дрексель объемом 0,5 л. В эти же сосуды зашивают по 250 мл воды. Газ, содержащий 0,5% (N0 + НОд) и 18% 0-2 барботируют с расходом 3 л/мин через поглотительные сосуды 18 ч. На выходе из третьего поглотителя концентрация окислов не превышает 0,03% (N0 + NOj) , концентрация никеля в растворе азотнокислого никеляСоставляет 78 г/л.

Пример 2. В отличие от примера 1 абсорбцию проводят в аппарате колонного типа. Стеклянный абсорбер с внутренним диаметром 100 мм и высотой 1000 мм, снабженный поддерживающей решеткой, штуцерами для подачи и вывода жидкой и газообразной фаз, заполняют отработаннным апюмоникелевым катализатором (кольца указанных формы и состава). Очистке подвергают газ, содержащий 0,5% (N0 -I- NCI) . Скорость подачи газа 12 л/миьГ, плотность орошения 0,5л/ми Содержание окислов на выходе не превышают 0,03% (N0 + NOj) , содержание никеля в нижних слоях катализатора снижается до 0,5%. . .

В таблице представлены результаты исследования, степени очистки газов от окислов азота при различных вдах наСадки и различной высоте слоя насадки.

70,3 . 82,6 87,5 92,5 95,4

38,0 53,2 62,5 67,7

Сбйёё жаШ& ййкёля в Ronbiijax катализатора уменьшается до 0, еГ стеПвй6извл1еЧ1ения никеля достигает 98%. Полученный таким образом раствор 1Г§«ЙгЯ(:5КжсЯдго Яйкеля пригоден для приготовления ашюмоникелевого ката- лизатора в качестве пропйтаваюадего раствора 3TH /i 6CTHtaeTCe практически полный возврат никеля в производство,,™..™„... ВнёДрейие предлагаемого способа

на одном предприятии дает экрноми1чёский эффект в сумме 16 тыс. р./г,6бусло§лённы« сйШёнШГЩт 1Г1ГГ 1Шноф,,Л& Jii i ri-L;, -.- .- J.

кислый никель в производстве катализатора и на сумму 38 тыс. р. обусловленный регшизацией очищенного от никеля йосйтеля ().

Формула изобретения

i Способ очистки газов от окйслов азота путем абсорбции окислов азота азотнокислым раствором на йасадке, отличающийся тем, что, с целью повышения степени 6чис7Кй газов, в качестве насадки используют отработанный алюмоникелевый катализатор конверсии углеводородов, а в качестве абсорбента водный раствор азотнокисло1 о никеля.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что алюмоникелевый катализатор конвер сии углеводородов содержит 3-30 вес.% Nf и 97-70 вес.% .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ 2350108,

кл. В 01 D 53/14, опублик.18.04.74.

2. Атрощенко В. И.,Каргин С. И. Технология азотной кислоты, Химия, 1970, с. 159-lbO (прототип).