Очистка газообразных промышленных выбросов
Рефераты >> Химия >> Очистка газообразных промышленных выбросов

При абсорбции NО в условиях высокотурбулентного режима основными факторами, определяющими скорость процесса, являют­ся: окружная скорость дисков, объемная скорость газа и парциальное давление окиси азота в газе. Абсорбция NO растворами FeSO4 при интенсивном перемешивании газовой и жидкой фазы проте­кает со значительной скоростью, превышающей скорость абсорб­ции окислов азота растворами щелочей при тех же условиях. Для очистки газа от небольших концентраций окислов азота могут быть применены отбросные травильные растворы металлообраба­тывающих заводов с последующей регенерацией раствора и полу­чением окиси азота в концентрированном виде.

Поглощение окиси азота растворами сульфита аммония. Про­цесс очистки газов от окислов азота (при малой степени окисленности) раствором сульфита аммония основан на реакциях

(NH4)2 SO3 + 2 NО ® (NH4)2 SO3* 2 NО;

( NH4)2SO3 +NO2 ® (NН4)2 SO4 + NО.

При поглощении NО раствором сульфита аммония получается комплексная соль, стойкая лишь в щелочной среде. В кислой среде соль распадается на сульфат аммония и закись азота

(NH4)2SO3 + 2 NО ® (NН4)2SO4+ N2O.

Таким образом, в результате очистки газа от окислов азота образуется сульфат аммония и закись азота.

Окисление и абсорбция окислов азота водными растворами окислителей. В основе этого метода лежат процессы взаимодейст­вия окиси азота с водными растворами H2O2, КMnО4, КСlO3, КСlO, NаСlO, NаС1O2, Nа2O2, РbО2, Na2S2O3, К1, K2Cr2O7, (NH4)2S2O8, К2S2O3 и др.

Образующаяся в процессе окисления NО азотная кислота вступает в реакцию с продуктами распада окислителя, при этом в растворе образуются соответствующие соли азотной кислоты.

Скорость окисления NО жидкими окислителями на один, два порядка больше, чем скорость окисления окиси азота кислородом в газовой фазе. Однако жидкие окислители имеют относительно высокую стоимость и поэтому применение их может быть оправ­дано лишь в отдельных специфических условиях.

Очистка газов от окислов азота водными растворами перекиси водорода.

Применение для окисления окиси азота - слабого водного раст­вора перекиси водорода не загрязняет раствор побочными продук­тами. Взаимодействие перекиси водорода с окисью азота в общем виде может быть представлено уравнениями

Н2O2 + NО ® NО2 + H2O

3NO2 +H2O ® 2HNO3 +NO.

Образующаяся в процессе реакции азотная кислота может быть возвращена в систему или использована для других целей.

Очистка слабоокислен­ных выхлопных газов от окислов азота растворами 3—5%-ной пе­рекиси водорода может успешно заменить щелочной метод.

Абсорбция слабоокисленных окислов азота водными растворами перманганата калия. Реакция взаимодействия перманганата калия с окисью азота в общем виде может быть выражена уравнением

KMnО4 + NО + H2O ® КNО3 + МnО2 + H2O.

Образующиеся при этом продукты реакции могут быть исполь­зованы как добавка к удобрениям.

Харак­терной особенностью процесса абсорбции окислов азота водными растворами КMnO4 является полное окисление и поглощение ма­лых концентраций NО (до 0,1—0,2%).

Процесс необходимо вести в щелочной среде, так как при этом достигается увеличение степени абсорбции окислов азота

Поглощение высокоокисленных окислов азота. На многих пред­приятиях в атмосферу выбрасываются значительные количества NO2, N2O3 и паров азотной кислоты. Высоко окисленные окислы азота и пары НNО3 хорошо поглощаются водными растворами щелочей в аппаратах любого типа с образованием ценных нитрит-нитратных солей. В отдельных случаях и окислы азота при их небольшом содержании могут поглощаться такими поглотителями (раствор мочевины и др.), которые обеспечивают разложение окис­лов азота на нейтральные продукты.

При поглощении окислов азота раствором мочевины происхо­дит восстановление их до N2 и H­2O по уравнению

N2O3 + (NH2)­2CO = СО2 + 2Н2О + 2 N2.

Поглощение окислов азота раствором мочевины производится в механическом абсорбере с большим числом оборотов.

Адсорбция окислов азота твердыми сорбентами. Методы адсорб­ции окислов азота из газов твердыми сорбентами позволяют осу­ществить тонкую очистку газа от окислов азота, а также получить концентрированные окислы азота путем десорбции их из сорбента изолированным теплоносителем.

До настоящего времени наиболее эффективным сорбентом яв­лялся активированный уголь, однако в процессе адсорбции и осо­бенно десорбции он быстро окисляется, вследствие чего возникает опасность самовозгорания сорбента; кроме того, активированный уголь имеет низкую механическую прочность. Алюмогель имеет сравнительно небольшую адсорбционную емкость и недостаточ­ную стойкость.

В качестве твердых сорбентов исследованы активированный уголь, силикагель, алюмогель, алюмосиликат и синтетические цеолиты. Лучшим из испытанных сорбентов являются синтетиче­ские цеолиты и алюмосиликат; первые три сорбента непригодны для длительной адсорбции окислов азота. Синтетические цеолиты имеют сильно развитую поверхность и обладают хорошими сорбционными свойствами.

Алюмосиликатный сорбент является эффективным поглотителем окис­лов азота и высокостойким в процессе регенерации. Сочетание его высокой поглотительной способности с механической прочностью, твердостью и термостойкостью определяет целесообразность его применения для сорбции окислов азота. Кроме того, алюмосиликатный сорбент каталитически ускоряет процесс окисления NO, что позволяет применять его для очистки среднеокисленных газов.

Санитарная очистка газов от окислов азота и других примесей торфощелочными сорбентами с получением торфоазотных удобре­ний. С целью улавливания окислов азота разработан метод адсорб­ции окислов азота из газа торфощелочными сорбентами в аппара­те с кипящим слоем. Наиболее дешевым и доступным является сорбент, состоящий из торфа и извести (пушонки). При больших скоростях процесса степень улавливания окислов азота этим сор­бентом достигает 96—99%. Торф сам является хорошим сорбентом и довольно интенсив­но поглощает окислы азота; при этом, благодаря присутствию в газе кислорода и окислов азота, значительная часть углерода тор­фа окисляется до хорошо усвояемых растениями гуминовых кис­лот. Присутствие в торфе порошкообразного СаО улучшает про­цесс поглощения окислов азота.

Еще больший эффект дает применение торфа, предварительно обработанного аммиаком или при добавке аммиака к торфу не­посредственно в кипящем слое, что приводит к практически полно­му поглощению окислов азота из газа. Вместе с тем торф способ­ствует окислению нитритных солей до нитратных.

Попутно с очисткой газов от окислов азота, двуокиси серы, ту­мана и брызг серной кислоты получаются торфоазотные удобрения.

Очистка выхлопных газов от окислов азота, сернистого газа, ту­мана и брызг серной кислоты углещелочным сорбентом с получе­нием углеазотных удобрений. Схема очистки вы­хлопных газов углещелочным сорбентом с одновременным получением углеазотных удобрений аналогична схеме очистки газов торфом, с той лишь разницей, что в качестве сорбента используется не торф, а окисленные и бурые угли.


Страница: