Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ
Посмотреть оригинал

Селективное каталитическое восстановление оксидов азота.

Этот процесс выгодно отличается от высокотемпературного тем, что протекает в основном избирательно: используемый восстановитель (как правило, аммиак) реагирует преимущественно с NOx и почти не взаимодействует с находящимся в нитрозных газах кислородом, в связи с чем его расходуют в количествах, эквивалентных содержанию в обезвреживаемых газах оксидов азота или превышающих стехиометрию на 10-50% с целью более полного протекания следующих экзотермических реакций:

Таким образом, безвредные продукты реакций (азот и вода) являются еще одним выгодным отличием этого метода. Присутствие кислорода в отходящих газах благоприятствует реализации каталитического восстановления, реакции ускоряются, и процесс идет следующим образом:

Селективное каталитическое восстановление происходит при относительно низких температурах (180-360°С) с выделением небольших количеств тепла. Вследствие этого температура конвертируемых газов увеличивается в зоне катализа лишь на 10-20°С.

При избытке аммиака его основное количество окисляется присутствующим в нитрозных газах кислородом по экзотермической реакции:

Процесс достаточно прост по аппаратурному оформлению и внедрен в производствах азотной кислоты под давлением 0,35 МПа. Отходящие нитрозные газы таких производств содержат до 0,2%(об.) NO + NOr Технологическая схема процесса представлена на рис. 1-53.

Нитрозные газы при 20-30°С подают в подогреватель, где их нагревают до 240-280°С и направляют в смеситель. Подаваемый в установку жидкий аммиак испаряют нагретым конденсатом. Образующиеся пары аммиака при давлении (3,5—3,7)* 105 Па очищают в фильтре, нагревают до 120°С и смешивают с нагретыми нитрозны- ми газами, регулируя отношение NH3:NOxHa уровне (1,2-1,3): 1. По-

Схема установки каталитической очистки отходящих нитрозных газов производств азотной кислоты под давлением 0,35 МПа

Рис. 1-53. Схема установки каталитической очистки отходящих нитрозных газов производств азотной кислоты под давлением 0,35 МПа: 1 — реактор; 2 — смеситель; 3 — рекуперационная турбина; 4 — испаритель; 5, 7, 8 — подогреватели; 6 — фильтр

лученную смесь направляют в реактор, где на алюмо-ванадисвом катализаторе АВК-10 идет восстановление оксидов азота аммиаком. Обезвреженные нитрозные газы при 300°С из реактора с целью частичного использования их энергии подают на рекуперационную турбину, откуда их направляют в подогреватель, после которого при 150- 170°С выбрасывают в атмосферу. При возможном образовании в системе аммонийных солей предусматривают периодическую остановку и пропаривание турбины насыщенным паром низкого давления.

Такой процесс обеспечивает обезвреживание нитрозных газов не менее чем на 96%. Содержание суммы N0 и N02 в обезвреженных газах не превышает 0,01% (об.), NH3 — до 0,015% (об.). При этом на 1 т азотной кислоты (в расчете на 100% HN03) расходуют 6,12 кг жидкого аммиака, 16,7-10‘3 кг катализатора, 4,03 кг насыщенного водяного пара, 52,3 кг парового конденсата, 1,1*10“^ м3 свежей воды и 9-10"4 кВт ч электроэнергии. Увеличение себестоимости производства составляло (в ценах 1980 г.) 0,6-1,0 руб/т HN03.

В качестве эффективных катализаторов при восстановлении нитрозных газов, содержащих 1-30% NOx, аммиаком могут быть использованы цеолиты. Адсорбция на них NH3 и N0x ускоряет их взаимодействие, обеспечивая при 330-480°С высокую эффективность процесса обезвреживания оксидов азота.

Процессы селективного каталитического восстановления NOx используют и для обработки нитрозных газов, содержащих пыль и диоксид серы. В этом случае возможна организация процесса в двух вариантах: с предварительной очисткой отходящих газов от пыли и S02 и с последующим их нагревом (обычно обработка низкотемпературных газовых выбросов агломерационных машин, коксовых печей и некоторых других агрегатов) или без нее в случае достаточного для осуществления каталитического взаимодействия температурного потенциала (= 400°С) подлежащих обезвреживанию газов (очистка отходящих газов котельных агрегатов, нагревательных печей).

Очистку отходящих нитрозных газов, не содержащих пыль и S02, обычно проводят при объемных скоростях (3-9) 103 ч-', температуре в реакторе 220-400°С и мольном отношении NH3:NOx в пределах 0,8- 1,3 в зависимости от используемого катализатора. Обработку газов, содержащих S02 и пыль, ведут при таких же объемных скоростях, температуре 35СМЮ0°С и отношении NH3:NOx= 0,8-1,2. В качестве катализаторов в первом случае используют оксиды железа, меди, ванадия, хрома, нанесенные на оксид алюминия. Последний взаимодействует с оксидами серы, вследствие чего активность катализатора уменьшается. Поэтому во втором случае носитель заменяют на диоксид титана или используют катализаторы, состоящие только из оксидов редких металлов.

Стоимость катализаторов достигает 20-30% всех затрат на обезвреживание нитрозных газов, поэтому вопросам разработки стойких к отравлениям и дешевых катализаторов с длительным сроком эксплуатации постоянно уделяется большое внимание.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы