Способ очистки дымовых газов от окислов азота
Использование: газоочистка в газовой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также на теплоэнергетических установках. Сущность изобретения: очистка дымовых газов от окислов азота заключается в селективном каталитическом восстановлении 10%-ной аммиачной водой, в которую дополнительно вводят полиэтиленгликоль ПЭГ-600 в количестве 0,1 - 0,5 мас.%. 1 табл.
Изобретение относится к каталитической очистке дымовых газов от окислов азота и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также на любых теплоэнергетических установках.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту, т.е. прототипом, является способ очистки дымовых газов от окислов азота селективным каталитическим восстановлением аммиачной водой при 300 480oC в присутствии катализаторов. Окислы азота оказывают неблагоприятное действие на окружающую среду, - разрушается хлорофилл растений, повреждаются листья и хвоя, а двуокись азота раздражает дыхательные пути и слизистую оболочку глаза. Степень очистки дымовых газов от окислов азота и проскок аммиака зависят от состава дымовых газов, концентрации NOx в очищаемом газе, типа катализатора, т.к. в процессе очистки возможно взаимодействие компонентов дымовых газов (кислорода, оксида азота) с NO и NH3. Проскок аммиака зависит от взятого соотношения NH3:NOx: теоретически максимальная степень очистки достигается при соотношении 1:1, но чем выше берется соотношение NH3:NOx, тем выше проскок аммиака. В литературе отсутствуют данные, позволяющие дать сравнительный анализ ряда способов очистки с применением аммиачной воды, т.к. процессы осуществлялись в несопоставимых условиях (на разных катализаторах при различном составе дымовых газов, при разном соотношении NH3:NOx). Поэтому для оценки эффективности способа с применением аммиачной воды авторами были проведены специальные опыты по очистке дымовых газов на катализаторе ИК-404 на основе окислов титана с использованием дымовых газов следующего состава, об. N2 72, O2 5, CO2 5, H2O 9, CO 0,1, SO2 100 мг/м3, NO2 200 мг/м3 при температуре 380oC и объемной скорости дымовых газов 2000 ч-1. Результаты опытов приведены в таблице, примеры 1 3. Как видно из полученных данных, увеличение мольного соотношения NH3/NOx от 0,8:1 до 1:1 приводит к увеличению степени очистки газа от 68 до 80% однако при этом значительно возрастает проскок аммиака от 12 до 21 см3/м3. Недостатками этого способа являются низкая степень очистки от окислов азота и большой проскок аммиака, что делает этот способ неприменимым при проскоке аммиака выше 10 см3/м3. Целью настоящего изобретения является повышение степени очистки и уменьшение проскока аммиака. Поставленная цель достигается способом очистки дымовых газов от окислов азота селективным каталитическим восстановлением 10% аммиачной водой, в которую дополнительно вводят полиэтиленгликоль ПЭГ-600 в количестве 0,1 0,5 мас. В аммиачную воду вводится полиэтиленгликоль марки ПЭГ-600, выпускаемый по ТУ-614-909-80. Он представляет собой вазелинообразную массу с температурой плавления 40oC, хорошо растворимую в воде. Этот продукт применяется в текстильной, фармацевтической промышленности благодаря своим поверхностно-активным свойствам. О применении ПЭГ в процессе очистки дымовых газов неизвестно. При введении в 10% аммиачную воду полиэтиленгликоля, который благодаря хорошей растворимости в воде образует коллоидный раствор, такое действие ПЭГ может быть связано с образованием комплекса ПЭГ-аммиак, т.к. полиэтиленгликоли имеют склонность к комплексообразованию. Адсорбционная способность такого комплекса на поверхности катализатора гораздо выше, чем газообразного аммиака, а следовательно, повышается общая скорость процесса, которая определяется скоростью стадии взаимодействия NO с адсорбированным аммиаком Не исключается и возможность взаимодействия продуктов разложения ПЭГ под действием высоких температур (формальдегида, кислот) с компонентами дымовых газов и аммиаком, что также приводит к снижению содержания NO и NH3 в очищенных дымовых газах. Так известно, что полигликоли при высоких температурах (выше 300) разлагаются с выделением низкомолекулярных продуктов - формальдегид, спиртов). Такое свойство ПЭГ может обеспечивать его определенную концентрацию на поверхности катализатора и в то же самое время не приводить к его накоплению за счет постоянного выхода с поверхности катализатора в виде продуктов разложения. Положительный эффект от введения ПЭГ может достигаться так же и за счет влияния ПЭГ на свойства аммиачной воды в его присутствии: известно, что ПЭГ являются поверхностно-активными веществами. Это свойство может способствовать более тонкому диспергированию аммиачной воды, а следовательно, лучшему контакту и распределению ее в дымовых газах, что так же является фактором, повышающим эффективность процесса. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Через дымовую трубу с катализаторным блоком пропускается очищаемый газ с объемной скоростью 2000 ч-1 и температурой 380oC. В процессе используется катализатор ИК-404 сотовой структуры с размером от 75 х 75 х 150 мм, размером каналов 4,1 х 4,1 мм и удельной внешней поверхностью 672 м2/м3 (тот же, что и в прототипе). Аммиачная вода используется в виде 10%-ного водного раствора, в которую вводится ПЭГ в количестве в соответствии с заданной концентрацией и который благодаря хорошей растворимости в воде образует однородный раствор. Аммиачная вода вводится в дымовую трубу через распределительное устройство, расположенное перед катализаторным блоком, и ее подача-расход регулируется вентилем и контролируется ротаметром. Расход аммиачной воды рассчитывается, исходя из концентрации окислов азота в очищаемом газе , расхода очищаемого газа нм3/ч и заданного мольного соотношения NH3/NOx. Расход 10%-ной аммиачной воды рассчитывается по формуле Примеры осуществления способа приведены ниже. Пример 4. Очистка дымовых газов с расходом 2000 нм3/ч и проводится путем введения в поток очищаемых дымовых газов 10%-ного раствора аммиачной воды в количестве 0,6085 г/м3ч, в которой содержится ПЭГ в концентрации 0,05 вес. что соответствует соотношению 0,8. Аммиачная вода, содержащая 0,05% ПЭГ, вводится перед катализаторным блоком. Используемый катализатор ИК-404 на основе диоксида титана с размером сот 75х75х150 мм, размером каналов 4,1х4,1 мм и удельной внешней поверхностью 672 мг/м3. Концентрация окислов азота в очищенном газе , концентрация аммиака , степень очистки газа от окислов азота 71% Пример 5. Способ осуществляется по примеру 4. Начальная концентрация диоксида азота , расход аммиачной воды с 0,1 мас. ПЭГ-600-0,5915 г/м3ч (х-соотношение NH3: NOx 0,8). Очищенный газ: , , степень очистки газа от окислов азота 73% Пример 6. Способ осуществляется по примеру 4. , расход аммиачной воды с 0,25% ПЭГ-6 0,6215 г/м3ч, х 0,8. Очищенный газ: , , степень очистки 74% Пример 7. Способ осуществляется по примеру 4. 212 мг/м3, расход аммиачной воды с 0,5% ПЭГ 0,6275 г/м3ч, х 0,8. Очищенный газ: , степень очистки 76% Пример 8. Способ осуществляется по примеру 4. , расход аммиачной воды с 1% ПЭГ 0,6245 г/м3ч, х 0,8. Очищенный газ: 38,6 мг/м3, , степень очистки 78% Пример 9. Способ осуществляется по примеру 4. , расход аммиачной воды с 0,05% ПЭГ 0,7770 мг/м3ч; х 1,0. Очищенный газ: , степень очистки 87%Пример 10. Способ осуществляется по примеру 4. , расход аммиачной воды с 0,1% ПЭГ 0,7920 г/м3ч, х 1,0. Очищенный газ: , степень очистки 90%
Пример 11. Способ осуществляется по примеру 4. , расход аммиачной воды 0,7845 г/м3 с концентрацией ПЭГ 0,25% х 1. Очищенный газ: , степень очистки 92%
Пример 12. Способ осуществляется по примеру 4. , расход аммиачной воды с концентрацией ПЭГ 0,5% х 1. Очищенный газ: , степень очистки газа 93%
Пример 13. Способ осуществляется по примеру 5. , расход аммиачной воды с концентрацией ПЭГ 0,75% х 1. Очищенный газ: , степень очистки газа 93%
Как видно из результатов, приведенных в таблице (примеры 4 13), степень очистки дымовых газов от окислов азота с введением в 10% аммиачный раствор 0,05 0,75% ПЭГ возрастает:
при соотношении NH3:NOx 0,8:1 с 68% до 78%
при соотношении NH3:NOx 1:1 с 80% до 93%
При этом проскок аммиака концентрация аммиака в очищенном газе снижается:
при х 0,8 с 12 см3/м3 до 5 см3/м3,
при х 1 с 21 см3/м3 до 5 см3/м3. При этом повышение концентрации ПЭГ в аммиачной воде выше 0,5% не приводит к существенному улучшению степени очистки от окислов азота и уменьшению проскока аммиака. Использование аммиачной воды с концентрацией ПЭГ-600 ниже 0,1% не дает существенного уменьшения проскока аммиака в очищенном газе. Поэтому наиболее эффективно использование 10%-ного водного раствора аммиачной воды, в которую дополнительно вводят 0,1 0,5% полиэтиленгликля. Использование предлагаемого способа позволит
повысить степень очистки дымовых газов от окислов азота с 68% до 93%
уменьшить проскок аммиака до 5 см3/м3.
Формула изобретения
Похожие патенты:
Способ очистки газов от оксидов азота // 2062640
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для очистки отходящих газов от оксидов азота (NOx) в производстве слабой азотной кислоты; производствах, связанных с денитрацией кислот, а также для удаления NOx из дымовых газов
Изобретение относится к области очистки газов от оксидов азота путем их восстановления монооксидом углерода и может быть использовано для обезвреживания газовых выбросов (двигателей внутреннего сгорания, промышленных предприятий и т.д.)
Изобретение относится к получению катализаторов для процессов глубокого гетерогенного окисления органических соединений, содержащихся в газовых выбросах в атмосферу производства синтетических каучуков
Изобретение относится к способам очистки отходящих газов (ОГ) с использованием катализаторов
Способ очистки газов от оксидов азота // 2065320
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для очистки отходящих газов от оксидов азота (NOx) в производстве слабой азотной кислоты; производствах, связанных с денитрацией кислот, а также для удаления NOx из дымовых газов
Способ очистки газов от оксидов азота // 2064817
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для очистки отходящих газов от оксидов азота (NOx) в производстве слабой азотной кислоты, производствах, связанных с денитрацией кислот, а также для удаления NOx из дымовых газов
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к защите воздушного бассейна от вредных веществ (ВВ), образующихся при сжигании углеводородного топлива в различных энергетических установках: ДВС, котлах ТЭС, ТЭЦ и т.д
Изобретение относится к катализаторам и способам очистки газов от оксидов азота методом каталитического восстановления их горючими глазами и может быть широко использовано при каталитическом обезвреживании отходящих газов различных производств
Способ очистки газов от оксидов азота // 2042406
Способ очистки газов от оксидов азота // 1829173
Изобретение относится к способам газоочистки, применяемым в химической промышленности, и позволяет увеличить срок службы катализаторов
Изобретение относится к установкам для очистки отходящих газов в производстве НМОз, позволяющей снизить остаточную концентрацию NOx, CO и CHzO в очищенных газах