PL160967B1 - Sposób usuwania tlenku azotu z gazów przemysłowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób usuwania tlenku azotu z gazów przemysłowych za pomocą związku żelaza dwuwartościowego i kwasu etylenodwuaminoczterooctowego, znamienny tym, że realizuje się go w warstwie piany dynamicznej, utworzonej z roztworu zawierającego związek żelaza dwuwartościowego i kwasu etylenodwuaminoczterooctowego oraz gazów zawierających usuwany tlenek azotu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania tlenku azotu z gazów przemysłowych, z wykorzystaniem operacji realizowanej w strumieniu piany utworzonej z fazy gazowej zawierającej tlenek azotu i z roztworu zawierającego składnik czynny, wiążący go na drodze chemicznej reakcji.

Istotą aktywnego przeciwdziałania zagrożeniu środowiska naturalnego ze strony toksycznych składników gazów przemysłowych jest selektywne usuwanie wybranego składnika toksycznego na drodze odpowiedniej operacji technologicznej. W przypadku przeciwdziałania emisji tlenku azotu do atmosfery najczęstszym sposobem stosowanym w praktyce technologicznej jest usuwanie go na drodze chemicznej absorpcji.

Istotnym warunkiem takiego postępowania jest usuwanie go w sposób możliwie zupełny, odpowiadający obowiązującym wymaganiom sformułowanym w odpowiednich aktach prawnych.

Jednym ze sposobów usuwania tlenku azotu z przemysłowych gazów odlotowych jest jego absorpcja roztworami zawierającymi związki kompleksowe o charakterze ligandów, posiadającymi własność przyłączania cząstki NO do kompleksu odpowiedniego metalu. Najczęściej proponowanym do tego celu jest związek żelaza dwuwartościowego i kwasu etylenodwuaminoczterooctowe^ okre&any w Uteraturze fachowej w skrócon^ym zaiste jako Feⁿe^dta (Rentz ^O. Minderung v. Strickoxidemissionen, Karlsruhe 1984, s. 92; Schrod M. i in., Chem. Ing. Techn. 1985, Nr 9. s. 717-727).

W znanych sposobach realizujących usuwanie tlenku azoyu NO z gazów przemysłowych ⁱ z w^ykorz^ystamem zwUzku Fe^1Ie^dta^{, dl}a uz^yskama ^po^żądane^go efektu stosuje sⁱę operację rozpylenia roztworu pochłaniającego w strumieniu oczyszczanych gazów, względnie operacje absorpcji NO na powierzchni ciała stałego o dużym stopniu rozwinięcia (Gross M., Aktuelle Fragen zur Rauchgasreinigung Essen, 5, 12, 1985; Schutz M. i in.: Staub, Reinhalt. d. Luft 48 1988, s. 449-453), przykładowo, stosując tak zwane pierścienie Raschiga. Okazało się jednakże, że oba proponowane rozwiązania, rozpylanie i absorpcja na wypełnieniu, nie zezwalają na osiągnięcie wymaganego stopnia usuwania NO z gazów odlotowych, który w tych rozwiązaniach nie przekracza 65 do 70%. Było to powodem zaniechania realizacji procesu na tej drodze (Hassler G., Fuchs R.: VDI Ber. Nr 667, 1988, s. 61-82; Wittig S.: VDI-Ber. Nr 667, 1988, s. 273-294).

Sposób usuwania tlenków azotu z gazów przemysłowych polega według wynalazku na tym, że proces absorpcji NO realizuje się w warstwie piany dynamicznej, utworzonej z roztworu Fe edta jako fazy rozproszonej i z oczyszczanego gazu, będącego fazą rozpraszającą.

160 967

W procesie można stosować jako dodatek znane środki powodujące obniżenie napięcia powierzchniowego roztworu.

Do tego typu środków zalicza się alkiloarylosulfoniany, zwłaszcza sole sodowe alkiloaromatycznych kwasów sulfonowych, lub alkilosulfoniany, zwłaszcza sole sodowe sulfonowanych węglowodorów alifatycznych o wzorze ogólnym CnFh+iSOjNa, o łańcuchu węglowym zawierającym od 10 do 18 atomów C.

Powstanie układu piany dynamicznej następuje z jednej strony w następstwie wykorzystania energii kinetycznej gazu, przeperlającego się z określoną prędkością liniową przez warstwę roztworu, z drugiej zaś, przez dodatek do roztworu związków zmniejszających jego napięcie powierzchniowe. Utworzona w ten sposób emulsja drobnych pęcherzyków gazu, zawieszonych w roztworze pochłaniającym, cechuje się maksymalnym stopniem rozwinięcia powierzchni rozdziału obu współistniejących faz, gazowej i ciekłej.

Okazało się, że w proponowanym postępowaniu według wynalazku można uzyskać znacznie lepsze sprawności absorpcji NO od dotychczas opisanych w literaturze. W przeprowadzonych doświadczeniach porównawczych osiągano ponad 93% absorpcji NO przy czasie kontaktu gazu z roztworem rzędu 1,3 s, podczas gdy w referowanych doświadczeniach (Schutz M. i in.: Staub, Reinhalt. d. Luft 48,1988, 449-453) w absorberze z wypełnieniem, po czasie kontaktu 10 do 15 s nie przekroczono sprawności 75%. Ten dodatni efekt, obserwowany przy postępowaniu według wynalazku, należałoby odnieść nie tylko do zwiększenia powierzchni rozdziału reagujących faz, lecz także do szczególnych warunków wymiany masy, także kinetycznych, charakteryzujących proces przebiegający między fazą rozproszoną - roztworem i rozpraszającą - gazem.

Przykład. Porównano przebieg absorpcji tlenku azotu roztworem Feⁿedta na wypełnieniu szklanym z pierścieni Raschiga (I) oraz w fazie piany dynamicznej (II).

Parametry wspólne dla obu doświadczeń:

Stężenie NO w oczyszczanym gazie .... Cno = 2000 ppm ^Nat^ężeme ^prze^plywu gazów................V_g+ = ²⁴⁰ dm³/h

Stężenie ^prze^pł^ywu roztworu............V_r+ = 20,0 cn^/mm ^St^ężeme komptoksu ^Feⁿedta ^W roztworze pochłaniającym...............Ck = 0,⁰⁵ moMm³

Temperatura absorpcjj..........................T_a = 933 K(00°C)

Odczyn roztworu pochłaniającego........pH = 6,8

Parametry doświadczeń porównawczych: I Π

Czas kontaktu gazu z roztworem...................... g =10 1,3 s

Objętość czynna reaktora..................................en; = 1050 135 cm³

Stężenie NO w gazach po absorpcji c”no= 950 130 ppm

Sprawność procesu abst^^c^j........................... = 52,5 93,5 %

160 967

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób usuwania tlenku azotu z gazów przemysłowych za pomocą związku żelaza dwuwartościowego i kwasu etylenodwuaminoczterooctowego, znamienny tym, że realizuje się go w warstwie piany dynamicznej, utworzonej z roztworu zawierającego związek żelaza dwuwartościowego i kwasu etylenodwuaminoczterooctowego oraz gazów zawierających usuwany tlenek azotu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dodatek do roztworu środków powodujących obniżenie napięcia powierzchniowego tego roztworu, wybranych z grupy obejmującej alkiloarylosulfoniany, zwłaszcza sole sodowe alkiloaromatycznych kwasów sulfonowych lub alkilosulfoniany, zwłaszcza sole sodowe sulfonowanych węglowodorów alifatycznych o wzorze ogólnym CnH2n++SO3Na, o łańcuchu węglowym zawierającym od 10 do 18 atomów C.