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

Разложение NOx гомогенными и гетерогенными восстановителями без катализатора.

В качестве гомогенных восстановителей используются различные горючие газы и аммиак. На использовании природного газа основан метод термического разложения оксидов азота выбросных газов производства щавелевой кислоты, содержащих 2-3% NOx и 10-15% 02. Их подогревают до 400°С в теплообменнике (теплом обезвреженных газов) и подают в реактор, в который одновременно вводят природный газ и воздух для его сжигания. В реакторе при 1000-1100°С происходит разложение NOx с образованием безвредных продуктов. Горячие газы из реактора поступают в соединенную с ним камеру дожигания, куда дополнительно подают воздух. Из камеры дожигания газы при 600°С входят в теплообменник, в котором отдают свое тепло поступающим на обезвреживание нит- розным газам, и при температуре 200°С вентилятором через выхлопную трубу их выбрасывают в атмосферу.

При расчетах скорости (G, кмоль/м3) и степени разложения (L, %) NOx, а также необходимого объема реактора (V, м3) при реализации процесса в присутствии газообразного восстановителя можно использовать следующие зависимости:

где t — температура, °С; К — коэффициент, равный 2,1-2,2; CN0— концентрация N0 в газе, %; VHr— объем нитрозных газов, м3/ч.

Необходимый расход природного газа Vnr рассчитывают по уравнению:

где VHr, VN0, VB— объемы поступающих в реактор соответственно нитрозного газа, оксида азота и воздуха, м3/ч; С^, Снг, Св — теплоемкости соответственно отходящих газов, нитрозных газов и воздуха, Дж/м3; t, и t2— температура газа на входе в аппарат и на выходе из него, °С; — тепловой эффект реакции разложения N0, Дж/м3;

q — теплотворная способность природного газа, Дж/м3; К, — коэффициент, учитывающий тепловые потери в окружающую среду (К,= =1,1-1,2).

При обработке относительно небольших объемов слабоокислен- ных отходящих газов метод высокотемпературного разложения NOx гомогенным восстановителем является экономически более выгодным, чем каталитические и щелочные методы. При температуре в реакционной зоне 1000°С он обеспечивает степень разложения NOx, составляющую 92-96%, что обусловливает содержание NOx в обезвреженных газах до 0,05-0,1 % и возможность соблюдения ПДК в приземном слое при их рассеивании через 50-метровую трубу.

Для обработки значительных объемов высокоокисленных отходящих нитрозных газов с низким содержанием NOx в качестве гомогенного восстановителя может быть использован газообразный аммиак, что позволяет значительно уменьшить температуру процесса разложения. При взаимодействии аммиака с NOx в присутствии паров воды в газовой фазе при температуре 30-40°С протекают следующие экзотермические процессы:

Последующее нагревание газового потока приводит к разложению образовавшихся аэрозолей нитритов и нитратов аммония на безвредные продукты:

Нитрит аммония интенсивно и нацело разлагается при 70-80°С, разложение нитрата аммония происходит при 230-240°С. При содержании NOx в нитрозных газах 0,4% (об.) и введении в них стехиометрического количества аммиака степень разложения солей при 250°С составляет 98%, при 300°С — 100%. Низкие температуры процесса обусловливают избирательность взаимодействия NH3 с NOx и отсутствие необходимости введения дополнительных количеств NH3 на компенсацию его потерь при взаимодействии с кислородом.

Существенно более низкие температуры восстановления оксидов азота возможны также в ряде вариантов восстановительного метода, основанного на обезвреживании нитрозных газов при помощи карбамида. Продуктами этого процесса являются нетоксичные вещества: N2, С02 и Н20. Карбамид используют в виде водных растворов или растворов в азотной, серной, фосфорной кислотах. Однако скорость таких процессов относительно невелика, что на практике обеспечивает эффективность очистки, не превышающую 80%. При использовании водных растворов карбамида идут следующие реакции:

В азотнокислотном растворе карбамида, например, основное взаимодействие может быть выражено реакцией:

NO+NO2+2HN03+2CO(NH2)2—>2N2+2NH4N03+2C02+H20. (1.341)

Для обезвреживания нитрозных газов карбамид может быть использован в виде порошка или гранул, а также нанесенным на разнообразные пористые носители или сформованным вместе с ними. В таких процессах степень обезвреживания NOx может достигать 85- 99% и более. Вместе с тем они еще не нашли применения в практике санитарной газоочистки.

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