NO820170L - Fremgangsmaate til adskillese av nox-gass - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til nedsettelse av NO -innhold i avgasser, spesielt avgasser av et salpetersyreanlegg med en katalyttisk reduksjon av NO -gassene.

Fremgangsmåter til nedsettelse av NO Xi avgasser er kjent i

de mangfoldigste variasjoner,idet prinsippiell omtales tre forskjellige måter i litteraturen å anvendes i praksis.

For det første dreier det seg derved om en katalyttisk reduksjon med ammoniak, hydrogen eller andre reduksjonsmidler.

En annen mulighet består i forbrenning, respektiv spaltning

av NO X-gasser under tilførsel av varme. Tredje mulighet består i å oppnå en adorbsjon av NO X-gassen på et porøst stoff, som f.eks. kiselgur eller molekylarsikter. Foreligg-ende oppfinnelse går ut fra første mulighet, nemlig den katalyttiske reduksjon slik dette omtales eksempelvis i de tyske utlegningsskrifter 30 17 896, 30 08 306, 28 24 246 eller 27 48 634.

Tilsvarende katalysator ble prøvet og anvendt likeledes i meget forskjellige sammensetninger, spesielt på basis av vanadin/molybden-forbindelser, men også på basis av metaller av platinagruppen. Eksempler på slike forbindelser er f.eks. kjent fra de tyske offenlegungsschrifter 28 01 783 eller 27 44 688 og 26 34 279.

De anvendte katalysatorer betinger under tiden meget forskjellige driftstemperaturer, som, slik det fremgår av den følgende oppstilling, som ikke gir krav på fullstendighet, alle ligger i et område over ca. 150°C:

Uheldig ved de kjente fremgangsmåter er slik det fremgår av overnevnte oppstilling at det høye temperaturnivå av den kjente prosessføring, idet ved katalysator av Pt-typen foregår reaksjonen ved forholdsvis lave temperaturer.

Salpetersyrefremstillingen anvendes idag i det vesentlige følgende fremgangsmåter:

1) Absorbsjon ved lavtrykk under 2 bar

2) Absorbsjon av NO X-gasser ved middeltrykk 3-6 bar

3) Absorbsjon av NO X-gasser ved h,yt trykk over 7 bar.

NO X-innholdet i restgassen av overnevnte fremgangsmåte er meget forskjellig. Ved en lavtrykk-absorbsjon kan det i restgassen ennu være tilstede ca. 3000 - 4000 ppm NO X. Ved en middeltrykk-absorbsjon ca. 500 - 1500 ppm NO X r og en høytrykk-absorbsjon ca. 200 - 800 ppm NO X. Mot høyere reaksjonsutbytte av NO Xved h,yere trykk står imidlertid et h,yere energiforbruk for kompresjon.

For ytterligere å nedsette NO X-innholdet kan det innføres

en alkalisk vaskning hvis det dannede alkalinitrat/-nitrit-blanding kan tilføres til en annen anvendelse. F.eks. lar NO -innholdet etter en alkalisk vasking seg minske fra 3000 - 4000 ppm til ca. 700 ppm. I tilfeller hvor disse verdier ennu ikke er tilstrekkelig og det søkes etter muligheter for en ytterligere minskning.

En ytterligere ulempe består ved de kjente katalyttiske fremgangsmåter deri at de kjente katalysatortyper ikke er alkali-bestandige. Dette betyr at ved berøring av katalysatoren med alkalilut danner detseg enten med bærestoffet alkali-silikater eller det på bæreren påførte stoff reagerer til hydroksyder eller inaktiveres ved andre kjemiske reaksjoner. Det er helt spesielt uheldig når ved anvendelse av en alkalisk vaskning alkaliforbindelser kommer på katalysatoren, hvilket ikke helt kan hindres selv ved anvendelse av utskillere.

Oppfinnelsens oppgave er å tilveiebringe en løsning hvormed spesielt innhold av nitrogenoksyder i avgassene kan nedsettes til det i dag krevede lave verdier uten at den anvendte katalysator forgiftes irreversibelt.

Ved en fremgangsmåte av den innledningsvis betegnede type, løses denne oppgave ifølge oppfinnelsen ved at nedsettelsen foregår i to trinn, idet i et første trinn utløses ved hjelp av alkali, som f.eks. natronlut eller sodaoppløsninger en del av NO -gassen og deretter i et annet trinn reduseres den gjenblivende rest av NO X-gassen katalyttisk ved tilsetning av ammoniakk til nitrogen.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås med enkle og meget virkningsfulle midler at den samlede prosess til nedsettelse av N0x~innholdet kan foregå ved lave temperaturer uten at det kan inntre fare for en ødeleggelse eller påvirkning av den anvendte katalysator. Med den totrinnende rensning ifølge oppfinnelsen av en NO X-holdig avgass, spesielt et salpetersyreanlegg, kan NO X-verdien senkes til under 200 ppm.

I utformningen foreskrives ifølge oppfinnelsen at den alkaliske vasking i første trinn foregår i et temperaturområde fra 20° til 80°C, idet i en annen utførelse kan være foreskrevet at avgassen som skal behandles etter å ha forlatt første trinn oppvarmes til 130°C til 180oc, fortrinnsvis til 170°C. Fra litteraturen er det kjent at ved reduksjon av NO -gasser med ammoniakk under anvendelse av en katalysator kan det danne seg ammoniumnitrat, respektiv ammoniumnitrit. Da over en reaksjonstemperatur på 200°C denne bireaksjon er av underordnet betydning (ammoniumnitrat spalter seg fra 180°C igjen, mens under 200°C kan det komme til forsterket ammoniumnitrat-dannelse og de dermed forbundne farer) må dette fenomen tas spesielt hensyn til.

Etterat i den alkaliske vaskning NO,, og NO ble fjernet under nitrat-/nitritdannelse forblir da overskytende NO i avgassen. Etter den alkaliske vasking oppvarmes avgassen ifølge oppfinnelsen igjen til 130°C til 180°C, fortrinnsvis til 170°C.

I den nu tilknyttede katalyttiske reduksjon under tilsetning av ammoniakk, kan det dessuten bare underordnet komme til en dannelse av ammoniumnitrat, bare små mengder av NO 2 er tilstede. Ammoniumnitrit er imidlertid ikke bestandig ved denne temperatur.

<

I annet trinn er det ved fremgangsmåteføringen ifølge oppfinnelsen dessuten bare katalyttisk å redusere-slike NO - gasser som NO og eventuelt dessuten rester av N0£, således at for denne reaksjon står det til disposisjon et flertall av meget virkningsfulle katalysatorer, spesielt imidlertid en Pt katalysator.

Ifølge oppfinnelsen kan det også være foreskrevet at som katalysator av annet trinn til katalyttisk reduksjon av resterende NO -gass anvendes en alkalibestandig katalysator, idet det er hensiktsmessig at katalysatoren er vaskbar med vann ved en temperatur fra 20°C til 130°C, hvilket dette likeledes foreskrives ifølge oppfinnelsen.

Den totrinnede fremgangsmåteføring ifølge oppfinnelsen be-virker eksempelvis en redusering av NO -innholdet i første trinn av den alkaliske vasking til mindre enn 700 ppm, den tilknyttede katalyttiske reaksjon ved annet trinn reduserer det gjenblivende NO -innhold til ca. 80% av den krevede verdi.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelse ved avgass-rensning fra et salpetersyreanlegg, enskjønt her er hoved-anvendelsesområdet å se.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til nedsettelse av NO -innhold i avgasser spesielt fra avgasser av et salpetersyreanlegg med en kata-lytisk redusjon av NO -gassene, karakterisert ved at nedsettelsen foregår totrinnet, idet i et første trinn utløses ved hjelp av alkalier som f.eks. natronlut eller sodaoppløsninger, en del av NO -gassen og deretter i et annet trinn reduseres den gjenblivende rest av NO X-gass katalyttisk under tilsetning av ammoniakk til nitorgen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at som første trinn foregår en alkalisk vasking i et temperaturområde på 20°C - 80°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at avgassen som skal behandles etter å ha forlatt første trinn oppvarmes til 130°C - 180°C, fortrinnsvis til 170°C.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i annet trinn anvendes en alkalibestandig katalysator.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at katalysatoren er vaskbar med vann, fortrinnsvis ved en temperatur på 2 0°C - 13 0°C.