JP5795810B2 - 酸洗い溶液から硝酸を回収するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
A.)NO+O3→NO2+O2
NO2+O3→NO3+O2
NO3+NO2⇔N 2 O 5
B.)NO+NO2⇔N 2 O 3
[発明の態様]
[1]
NOxを含むガス流を処理する方法であって、
NOxを含むガス流をオゾンと接触させ、それによって、三二酸化窒素および五酸化窒素を含む酸化生成物を形成することと、
前記三二酸化窒素および五酸化窒素の少なくとも一部を水と反応させ、それによって、硝酸を形成することと、
前記硝酸の少なくとも一部を収集することと、を含む、方法。
[2]
前記NOxを含むガス流は、酸洗い溶液から生成される、1に記載の方法。
[3]
前記酸洗い溶液は、硝酸を含む、2に記載の方法。
[4]
前記酸洗い溶液は、少なくとも140°F(60°C)の温度を有する、2に記載の方法。
[5]
前記酸洗い溶液は、金属および合金から選択される物質を処理するために使用される、2に記載の方法。
[6]
前記酸洗い溶液は、ステンレススチール、チタン、およびチタン合金から選択される物質を処理するために使用される、5に記載の方法。
[7]
前記NOxを含むガス流を前記オゾンと接触させることは、前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合することを含む、1に記載の方法。
[8]
前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合することは、静的ミキサーを使用して混合することを含む、7に記載の方法。
[9]
前記硝酸の少なくとも一部を収集することは、ミスト除去器を使用して可溶化された硝酸を収集することを含む、1に記載の方法。
[10]
水蒸気が前記ミスト除去器内に導入される、9に記載の方法。
[11]
前記硝酸を、前記NOxを含むガス流を発生させたプロセスまたは装置内に再利用することをさらに含む、1に記載の方法。
[12]
前記硝酸を、前記NOxを含むガス流を発生させた酸洗いタンク、槽、または噴霧器内に再利用することをさらに含む、1に記載の方法。
[13]
前記NOxを含むガス流の流速は、少なくとも500立方フィート/分(約14立方メートル/分)である、1に記載の方法。
[14]
NOxを含むガス流を処理するためのシステムであって、
第1のチャンバであって、
NOxを含むガスの供給源と連通する第1の流入口と、
オゾンの供給源と連通する第2の流入口と、
前記NOxを含むガスを前記オゾンと接触させ、それによって、三二酸化窒素および五酸化窒素を含む酸化生成物を生成するように適合される内部容積と、を含み、前記三二酸化窒素および五酸化窒素の少なくとも一部が前記第1のチャンバ内で水と反応して、硝酸を形成する、第1のチャンバと、
前記第1のチャンバと直接流体連通し、前記第1のチャンバからガス状流出物を受容する第2のチャンバであって、
水蒸気の供給源と連通する第3の流入口と、
前記第1のチャンバからのガスを前記水蒸気と接触させ、それによって、前記第1のチャンバからの前記ガス状流出物中の硝酸を前記水蒸気により可溶化するように適合される内部容積と、
前記第2のチャンバの前記内部容積から可溶化された硝酸を収集するための流出口と、を含む、第2のチャンバと、を備える、システム。
[15]
酸洗いタンク、槽、または噴霧器のうちの少なくとも1つをさらに備え、前記酸洗いタンク、槽、または噴霧器が、前記第1の流入口を通って前記第1のチャンバ内に導入される前記NOxを含むガス流を発生させる、14に記載のシステム。
[16]
前記酸洗いタンクまたは槽は、硝酸を含む酸洗い溶液を含む、15に記載のシステム。
[17]
前記酸洗いタンク、槽、または噴霧器は、金属および合金から選択される物質の表面を処理するために使用される、15に記載のシステム。
[18]
前記酸洗いタンク、槽、または噴霧器は、ステンレススチール、チタン、およびチタン合金から選択される物質の表面を処理するために使用される、15に記載のシステム。
[19]
前記第1のチャンバは、前記第1のチャンバの前記内部容積内で、前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合するように適合される静的ミキサーを含む、14に記載のシステム。
[20]
前記第1のチャンバは、水蒸気の供給源と連通する第3の流入口をさらに備える、14に記載のシステム。
[21]
前記オゾンの供給源は、オゾン発生装置である、14に記載のシステム。
[22]
前記第2の流入口は、前記第1の流入口に隣接して位置する、14に記載のシステム。
[23]
前記第1のチャンバの直径は、少なくとも24インチ(約61センチメートル)である、14に記載のシステム。
[24]
前記第2のチャンバは、ミスト除去器である、14に記載のシステム。
[25]
スクラバをさらに備え、前記スクラバが、苛性溶液を使用して硝酸を中和する、14に記載のシステム。
[26]
酸洗い溶液から硝酸を回収するための方法であって、
少なくとも1つの化学物質を含む処理材を、遊離硝酸を含む酸洗い溶液中に導入することであって、前記処理材が前記酸洗い溶液中の前記遊離硝酸の少なくとも一部と反応し、NOxを生成することと、
前記NOxの少なくとも一部を含むガス流をオゾンと接触させ、それによって、三二酸化窒素および五酸化窒素を含む酸化生成物を形成することと、
前記三二酸化窒素および五酸化窒素の少なくとも一部を水と反応させ、それによって、硝酸を形成することと、
前記硝酸の少なくとも一部を収集することと、を含む、方法。
[27]
前記処理材は、硫酸鉄、炭素鋼、および鉄からなる群から選択される少なくとも1つの化学物質を含む、26に記載の方法。
[28]
前記酸洗い溶液は、酸洗いタンクまたは槽に配置される、26に記載の方法。
[29]
前記酸洗い溶液は、噴霧酸洗いに使用される酸洗い溶液である、26に記載の方法。
[30]
前記処理材と前記酸洗い溶液との間の反応により生成されたNOxの少なくとも一部は、前記酸洗い溶液の上の上部空間のガスに入り、前記ガス流は、前記上部空間からのNOxを含む、26に記載の方法。
[31]
前記酸洗い溶液は、少なくとも140°F(60°C)の温度を有する、26に記載の方法。
[32]
前記酸洗い溶液は、金属および合金から選択される物質を処理するために使用される、26に記載の方法。
[33]
前記酸洗い溶液は、ステンレススチール、チタン、およびチタン合金から選択される物質を処理するために使用される、26に記載の方法。
[34]
前記NOxを含むガス流を前記オゾンと接触させることは、前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合することを含む、26に記載の方法。
[35]
前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合することは、静的ミキサーを使用して混合することを含む、34に記載の方法。
[36]
前記硝酸の少なくとも一部を収集することは、ミスト除去器を使用して可溶化された硝酸を収集することを含む、26に記載の方法。
[37]
水蒸気が、前記ミスト除去器内に導入される、36に記載の方法。
[38]
前記収集した硝酸の少なくとも一部を前記酸洗い溶液に導入して戻すことをさらに含む、26に記載の方法。
[39]
前記硝酸を、前記NOxを含むガス流を発生させた酸洗いタンク、槽、または噴霧器内に再利用することをさらに含む、26に記載の方法。
[40]
前記NOxを含むガス流の流速は、少なくとも500立方フィート/分(約14立方メートル/分)である、26に記載の方法。
[41]
NOxを含むガス流を処理するためのシステムであって、
a)酸洗い槽、酸洗いタンク、および酸洗い噴霧装置から選択される酸洗い装置であって、酸洗い溶液を含み、かつ、
処理材を前記酸洗い溶液と接触するように導入するように適合される流入口であって、前記処理材が硝酸と反応し、NOxを形成する、流入口と、
NOxを含むガスが集積する上部空間と、を備える、酸洗い装置と、
b)第1のチャンバであって、
内部容積と、
前記酸洗い装置の前記上部空間と連通し、前記NOxを含むガスの少なくとも一部を前記上部空間から前記内部容積に運ぶように適合される、第1の流入口と、
オゾンの供給源と連通する第2の流入口と、を含み、
前記内部容積が、前記NOxを含むガスを前記オゾンと接触させ、それによって、三二酸化窒素および五酸化窒素を含む酸化生成物を生成するように適合され、前記三二酸化窒素および五酸化窒素の少なくとも一部が前記第1のチャンバ内で水と反応して、硝酸を形成する、第1のチャンバと、
c)前記第1のチャンバと直接流体連通し、前記第1のチャンバからガス状流出物を受容する第2のチャンバであって、
水蒸気の供給源と連通する第3の流入口と、
前記第1のチャンバからのガスを前記水蒸気と接触させ、それによって、前記第1のチャンバからの前記ガス状流出物中の硝酸を前記水蒸気により可溶化するように適合される内部容積と、
前記第2のチャンバの前記内部容積から可溶化された硝酸を収集するための流出口と、を含む、第2のチャンバと、を備える、システム。
[42]
前記酸洗い装置は、硝酸を含む酸洗い溶液を含む、41に記載のシステム。
[43]
前記酸洗い装置は、金属および合金から選択される物質の表面を処理するために使用される、42に記載のシステム。
[44]
前記酸洗い装置は、ステンレススチール、チタン、およびチタン合金から選択される物質の表面を処理するために使用される、42に記載のシステム。
[45]
前記第1のチャンバは、前記第1のチャンバの前記内部容積内で、前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合するように適合される静的ミキサーを含む、41に記載のシステム。
[46]
前記第1のチャンバは、水蒸気の供給源と連通する第3の流入口をさらに備える、41に記載のシステム。
[47]
前記オゾンの供給源は、オゾン発生装置である、41に記載のシステム。
[48]
前記第2の流入口は、前記第1の流入口に隣接して位置する、41に記載のシステム。
[49]
前記第1のチャンバの直径は、少なくとも24インチ(約61センチメートル)である、41に記載のシステム。
[50]
前記第2のチャンバは、ミスト除去器である、41に記載のシステム。
[51]
スクラバをさらに備える、41に記載のシステム。
[52]
処理材を前記酸洗い溶液と接触するように導入するように適合される前記流入口は、前記処理材を前記タンク、槽、または噴霧装置内に導入する、41に記載のシステム。
[53]
前記酸洗い装置は、前記酸洗い溶液が前記処理材と中で接触する処理区画をさらに備える、41に記載のシステム。
[54]
前記第2のチャンバの前記流出口は、前記第2のチャンバの前記内部容積からの可溶化された硝酸が前記酸洗い装置に運ばれるように、前記酸洗い装置と流体連通している、41に記載のシステム。
Claims (15)
- NOxを含むガス流を処理する方法であって、
NOxを含むガス流を、酸洗いタンク、酸洗い槽、または酸洗い噴霧装置内の酸洗い溶液から生成させることと、
第1のチャンバ内で前記NOxを含むガス流をオゾンと接触させ、それによって、三二酸化窒素および五酸化窒素を含む酸化生成物を形成することと、
上記工程に直接に続いて、前記三二酸化窒素および五酸化窒素の少なくとも一部を第1のチャンバ内で水と反応させ、それによって、前記第1のチャンバ内で硝酸を形成することと、
前記硝酸の少なくとも一部を前記第1のチャンバと直接流体連通した第2のチャンバ内に収集することと、
前記硝酸を前記第2のチャンバから前記酸洗いタンク、酸洗い槽、または酸洗い噴霧装置内へ再利用することとを含み、
前記NOxを含むガス流は、NOxを含むガス流を生成させる工程と前記硝酸を再利用する工程の間に、スクラバ内で苛性洗い溶液で処理されない、
上記の方法。 - 前記酸洗い溶液は、硝酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記酸洗い溶液は、少なくとも140°F(60°C)の温度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記NOxを含むガス流を生成させることが、金属および合金の1種を前記酸洗い溶液で処理することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記NOxを含むガス流を生成させることが、ステンレススチール、チタン、およびチタン合金の1種を前記酸洗い溶液で処理することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記NOxを含むガス流および前記オゾンをミキサーで混合することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記NOxを含むガス流および前記オゾンを混合することは、静的ミキサー内で混合することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記硝酸の少なくとも一部を収集することは、ミスト除去器内で可溶化された硝酸を収集することを含む、請求項1に記載の方法。
- 水蒸気が前記ミスト除去器内に導入される、請求項8に記載の方法。
- 前記NOxを含むガス流の流速は、少なくとも500立方フィート/分(約14立方メートル/分)である、請求項1に記載の方法。
- NOxを含むガス流を処理する方法であって、
NOxを含むガス流を、洗い溶液から生成させることと、
第1のチャンバ内で前記NOxを含むガス流をオゾンと接触させ、それによって、三二酸化窒素および五酸化窒素を含む酸化生成物を形成することと、
上記工程に直接に続いて、前記三二酸化窒素および五酸化窒素の少なくとも一部を水と反応させて、硝酸を形成することと、
前記硝酸の少なくとも一部を前記第1のチャンバと直接流連通した第2のチャンバ内に収集することと、
前記硝酸を前記第2のチャンバから前記NOxを含むガス流を生成させる工程または装置内へ再利用することとを含み、
前記NOxを含むガス流は、NOxを含むガス流を生成させる工程と前記硝酸を再利用する工程の間にスクラバ内で苛性洗い溶液で処理されない、
上記の方法。 - 金属および合金の1種を再利用された硝酸を含む洗い溶液で処理することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記NOxを含むガス流を前記第1のチャンバへ第1の流入口から導入し、そして前記オゾンを第1のチャンバへ第2の流入口から導入することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記オゾン、及び前記NOxを含むガス流のそれぞれの流速は、少なくとも500立方フィート/分(約14立方メートル/分)である、請求項13に記載の方法。
- 水を前記第1のチャンバへ第3の流入口から導入することを含む、請求項13に記載の方法。
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