NO843186L - Apparat for aa fjerne nitrogenoksyder fra avgasser - Google Patents

Description

Anordning for gjennomføring av en fremgangsmåte for utskilling av natriumoksyd fra avgasser.

Oppfinnelsen gjelder en anordning for gjennom-føring av en framgangsmåte for utskilling av nitrogenoksyd fra avgasser hvor de varme avgassene blir blandet med gassformig ammoniakk eller ammoniakk som er løst i sprøytet væske, og ført gjennom katalysatorgitter, hvor nitrogenoksydet blir redusert med amoniakken til gassformig nitrogen og vanndamp.

Ved en kjent framgangsmåte av dette slaget blir avgassene som inneholder natriumoksyd og som kommer inn varme, brakt på en temperatur som ligger mellom 250 og 450°C ved hjelp av varmevekslere eller at ettervarmere og i en etterfølgende blandeanordning blandet slik med ammoniakken som befinner seg i gassform eller oppløst i en væske, slik at det oppstår et volumforhold på omtrent 1:1. Denne gassblandinga blir da ført gjennom et metall- eller kera-mikkgitter med forholdsvis store gjennomgangstverrsnitt, hvis overflate er bedampet med en edelmetallkatalysator. I nærværet av denne katalysatoren reagerer natriumoksyd og ammoniakk og natriumoksydet blir redusert til natrium og vanndamp og blåst bort over varmeveksleren ved inngangen under avgivelse av eventuell overflødig varme. Inn-stillingen av den tilførte mengde av ammoniakk i blande-anordningen skjer ved hjelp av måleutstyret, som sammen-ligner enten nitrogenoksydinnholdet til den inngående avgassen eller restinnholdet av ammoniakk i gassen som kommer ut av gitteret, eller begge, med forutgitte referanse-verdier.

Selv om varigheten på edelmetallbelegg på gitteret avhengig av driftsforhold kan være flere måneder og opptil „et år utgjør tilvirkingsarbeidet, edelmetallprisen og evt. regenereringen av gitteret en betydelig kostnadsfaktor ved kalkylen av denne framgangsmåten, som hindrer at den har

fått bred anvendelse.

Det er videre kjent en framgangsmåte hvor de nitrogenoksydholdige avgassene blir ført gjennom ei kolonne av såkalte molekylsiler ("Molekularsieben"), hvis gjennom-gangstverrmål i gjennomsnitt tilsvarer den kritiske molekyldiameteren til nitrogenoksydet, idet det kostbare edel-metallbelegget på gitteret da blir sløyfet. Nitrogenoksydet blir derfor holdt fast i molekylsilene, dvs. absorbert og resten av avgassen, som på denne måten er gjort fri for nitrogenoksyd, kan deretter blåses bort. Når opptaksgrensa for kolonna er nådd blir denne koblet av og avgassene omledet til ei frisk kolonne som står i beredskap. Den utkoblete kolonna blir blåst fri med varm vanndamp og salpetersyra som oppstår blir samlet opp for ytterligere bruk. Bortsett fra at det ved denne framgangsmåten oppstår salpetersyre i steden for vann og nitrogen, er denne framgangsmåten beheftet med den ulempen at absorbsjons-begrensningen i kolonna gjør det nødvendig å anordne flere slike kolonner omkoblbare etterhverandre, for å sikre kontinuerlig drift, idet de etterkoblete kolonnene får den ekstra oppgaven å fange opp nitrogenoksyd som kommer gjennom de foranstående kolonnene. Dessuten ligger det en ulempe i at denne framgangsmåten virker effektivt bare ved forholdsvis lave temperaturer på omtrent 40-50°C. Avgassene må derfor i hvert tilfelle først kjøles ned til dette temperaturområdet. Varmen som frigjøres kan riktignok utnyttes for framstilling av varmdamp for utvaskingen av kolonnene, men dette fører samlet til et meget komplisert anlegg med tallrike omkoblings- ,styre- og innstillings-anordninger. I tillegg kommer at det i polene i molekylsilen uungåelig blir igjen rester av salpetersyre, med det resulatet, at også disse silene fra tid til tid må fornyes, fordi en regenerering

for så vidt ikke er mulig.

Oppfinnelsen har til hovedformål å skaffe en^anordning for gjennomføring av den fremgangasmåten som er beskrevet innledningsvis, som kan arbeide med meget lange gitterlevetider ved lik utskillingsytelse og innstillings-mulighet for ammoniakktilsetningen, uten bruk av edel-metallkatalysatorer eller liknende.

Denne oppgava blir løst ved at katalysatorgitteret er utformet som keramisk molekylsil, hvis gjennomløps-tverrmål i gjennomsnitt er en størrelsesorden under den kritiske molekyldiameteren til ammoniakk til over den kritiske molekyldiameteren til nitrogen, og at molekylsilens overflate ikke har noe katalysatorbelegg.

Anordningen som er utformet slik bevirker, at nitrogenoksydet og ammoniakken diffunderer i gjennomløps-tverrsnittene til porene i molekylsilen og at den beskrevne reaksjonen skjer i porenes spenningsfelt, slik at det oppstår gassformig nitrogen og vanndamp, som kommer ut av kolonna sammen med restgassen. Dermed oppstår som ekstra fordelaktig effekt, at karbonmonooksydet som finnes i avgassen blir oksydert med surstoff til karbondioksyd i samme gjennomgangen og dermed kan blåses bort som uskadelig gass sammen med nitrogenet og vanndampen.

Fordi molekylsilens overflate ikke har noe katalysatorbelegg, er den også uømfindtlig overfor katalysatorgifter, såsom svoveldioksyd, karbondioksyd og vann, og den kan brukes også ved høye surstoff-konsentrasjoner til 30 volumprosent og mer.

Gjennomløpsdiameteren i gjennomgsnitt for molekylsilen kan fordelaktig ligge mellom 2,5 og 4,0 Angstrøm-enheter. Videre består muligheten å forsyne overflata til denne silen med et belegg av ikke katalystiske materialer, for å forbedre gjennomløpsegenskapene eller påvirke dimen-sjonen på gjennomløpstverrsnittet.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere med referanse til tegningen, som viser et utføresleseksempel.

Avgassene som inneholder nitrogenoksyd blir over en ventilator 1 tilført primærkretsen a til en varmeveksler •,2, hvor det i sekundærkretsen 2b er plassert ei utluftings-ledning 3 som fører til en skorstein K. Bak varmeveksleren er det her koblet en ettervarmer 4, som blir virksom, når avgassens utløpstemperatur fra forbruksanordningen gjør dette nødvendig. Fra ettervarmen 4 blir avgassen tilført en blander 5, hvori det dessuten munner ut ei tilførsels-ledning 6 for ammoniakk. Gassblandingen som kommer ut av blanderen, føres inn i ei molekylsil ved kolonne 7 og blandinga av surstoff, nitrogen, vanndamp og evt. karbondioksyd som kommer ut av denne blir over varmevekslerens 2 sekundærkrets 2b ført til skorsteinen 2K. Dosereingen av ammoniakken som tilføres blanderen skjer ved hjelp av en justeringsanording 8, som drives i avhengighet av signaler fra en måleanordning 9 som er plassert foran blanderen 5 eller en måleanordning 10 som er plassert etter kolonna 7, eller av signaler som kommer fra begge. Måleanordningen 9 finner herunder andelen av nitrogenoksyd i avgassen og måleanordningen 10 ammoniakkresten som finnes i gassblandinga som kommer ut av kolonna 7.

Claims (3)

1. Anordning for gjennomføring av en framgangsmåte for utskilling av nitrogenoksyder fra avgasser, hvor de varme avgassene blandet med i gassform eller oppløst i ei innsprøytet væske blir ført gjennom et katalysatorgitter og hvor nitrogenoksydene der blir redusert med ammoniakken til gassformet nitrogen og vanndamp, karakterisert ved at katalysatorgitteret er utformet som keramisk molekylsil (7) hvis gjennomløpstverrmål i gjennomsnitt ligger mellom en størrelsesorden under ammoniakkens kritiske molekyldiameteren til over den kritiske molekyldiameteren til nitrogen, samt at molekylsilens overflate ikke er forsynt med noe katalysatorebelegg.

2. Anordinnig i samsvar med krav 1, karakterisert ved at molekylsilens (7) gjennomløps-tverrmål i gjennomsnitt ligger mellom 2,5 og 4,0 Ångstrøm-enheter.

3. Anordning i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at molekylsilens (7) overflate er belagt med et ikke-katalystisk materiale.