RU2259864C1 - Method of removing nitrogen acids from air - Google Patents
Method of removing nitrogen acids from air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2259864C1 RU2259864C1 RU2004119083/15A RU2004119083A RU2259864C1 RU 2259864 C1 RU2259864 C1 RU 2259864C1 RU 2004119083/15 A RU2004119083/15 A RU 2004119083/15A RU 2004119083 A RU2004119083 A RU 2004119083A RU 2259864 C1 RU2259864 C1 RU 2259864C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- layers
- sorbent
- pairs
- air
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания способов очистки отходящих газов химических производств, а также способов и средств индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания от примесей окислов азота в воздухе, появляющихся в результате аварийных выбросов или преднамеренного химического заражения, террористических актов и т.п., и может найти применение при разработке противогазов, защитных патронов, фильтрующих установок коллективного пользования и др.The invention relates to the field of creating methods for purification of waste gases from chemical industries, as well as methods and means of individual and collective protection of the respiratory system from impurities of nitrogen oxides in the air resulting from accidental emissions or intentional chemical infection, terrorist acts, etc., and can find application in the development of gas masks, protective cartridges, filtering systems for collective use, etc.
Одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиками таких средств защиты, является увеличение степени очистки воздуха от вредных примесей. В настоящее время существует множество способов очистки, с помощью которых можно добиться более или менее приемлемых результатов.One of the most important tasks facing the developers of such protective equipment is to increase the degree of purification of air from harmful impurities. Currently, there are many cleaning methods with which you can achieve more or less acceptable results.
Распространенным методом очистки от окислов азота является каталитический метод, заключающийся в проведении гетерогенной реакции восстановления двуокиси азота (NO2) до менее токсичной окиси азота (NO) и далее до азота. Степень очистки с помощью таких методов невысока, как правило, не превышает 90%.A common method for purification from nitrogen oxides is the catalytic method, which consists in carrying out a heterogeneous reaction for the reduction of nitrogen dioxide (NO 2 ) to less toxic nitric oxide (NO) and then to nitrogen. The degree of purification using such methods is low, as a rule, does not exceed 90%.
Например, в патенте (RU 2147461, кл. В 01 J 37/04, 2000) описывается катализатор для очистки воздуха от оксидов азота, который получен путем смешения диоксида марганца со связующим - бентонитовой глиной, формования гранул, сушки, дробления и термообработки. При этом в суспензию, содержащую диоксид марганца, вводят гидроксид бария, приготовляемый одновременно при щелочной обработке смеси диоксида марганца с водорастворимой солью бария.For example, the patent (RU 2147461, class B 01 J 37/04, 2000) describes a catalyst for purifying air from nitrogen oxides, which is obtained by mixing manganese dioxide with a binder - bentonite clay, forming granules, drying, crushing and heat treatment. At the same time, barium hydroxide is introduced into the suspension containing manganese dioxide, which is prepared simultaneously by alkaline treatment of a mixture of manganese dioxide with a water-soluble salt of barium.
Недостатки способа очистки воздуха с использованием данного катализатора связаны с быстрым отравлением катализатора в результате воздействия влаги воздуха и, как следствие, с его нестабильностью.The disadvantages of the method of air purification using this catalyst are associated with rapid poisoning of the catalyst as a result of exposure to air moisture and, as a consequence, its instability.
Известен также способ для очистки газов от оксидов азота с использованием катализатора, получаемого добавлением к измельченному порошку активной окиси алюминия раствора нитрата меди и небольшого количества воды для придания массе пластичности с последующим формованием и термообработкой гранул при 280-300°C и пропиткой их раствором нитрата марганца и повторной термообработкой (Авт. свид. СССР №986482 от 31.03.80, кл. В 01 J 23/84; В 01 D 53/86).There is also a method for purifying gases from nitrogen oxides using a catalyst obtained by adding a copper nitrate solution and a small amount of water to the powdered active alumina to give the mass plasticity, followed by molding and heat treatment of the granules at 280-300 ° C and impregnating them with a solution of manganese nitrate and repeated heat treatment (Auth. St. USSR No. 986482 dated 03/31/80, class B 01 J 23/84; B 01 D 53/86).
Недостатки способа очистки с помощью данного катализатора связаны с неравномерностью смешивания его ингредиентов в сухом виде из-за сильного отличия в плотности каждого из компонентов, что приводит к нестабильности защитных свойств и недостаточно высокой каталитической активности полученного катализатора.The disadvantages of the cleaning method using this catalyst are associated with the uneven mixing of its ingredients in dry form due to the strong difference in the density of each of the components, which leads to instability of the protective properties and insufficiently high catalytic activity of the obtained catalyst.
Известен способ очистки воздуха с применением анионитных волокнистых материалов (Л.Л.Кукушкина, З.З.Абдулхакова, С.В.Захаров, М.П.Зверев. «Улавливание оксидов азота волокнистым хемосорбентом». Экология и промышленность России, 2001, №4). Для усиления основности анионита авторы обрабатывали волокно ВИОН АН-1 3% раствором гидроксида натрия.A known method of air purification using anionic fibrous materials (L. L. Kukushkina, Z. Z. Abdulkhakova, S. V. Zakharov, MP Zverev. "Capture of nitrogen oxides by fibrous chemisorbent. Ecology and Industry of Russia, 2001, No. 4). To enhance the basicity of anion exchange resin, the authors treated VION AN-1 fiber with a 3% sodium hydroxide solution.
Недостатком данного и подобных методов, в которых используются только анионитные поглотители двуокиси азота, является принципиальная невозможность добиться снижения концентрации оксидов азота в воздушном потоке более чем в три раза, поскольку при хемосорбции двуокиси азота из трех молекул NO2 образуется одна молекула NO (см. ниже). Теоретически двуокись азота хемосорбируется на 100%, однако образующийся в этом процессе моноксид (NO) быстро окисляется до NO2 в результате воздействия ультрафиолетового излучения, взаимодействия с озоном или в силу ряда других причин.The disadvantage of this and similar methods, in which only anionic nitrogen dioxide absorbers are used, is the fundamental impossibility of achieving a reduction in the concentration of nitrogen oxides in the air stream by more than three times, since during the chemisorption of nitrogen dioxide from three NO 2 molecules one NO molecule is formed (see below ) Theoretically, nitrogen dioxide is chemisorbed 100%, however, the monoxide (NO) formed in this process is rapidly oxidized to NO 2 as a result of exposure to ultraviolet radiation, interaction with ozone, or for several other reasons.
Другим недостатком вышеупомянутых способов является потеря защитных свойств при увлажнении сорбента.Another disadvantage of the above methods is the loss of protective properties when the sorbent is wetted.
Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки воздуха от оксидов азота (RU 2171140, кл. B 01 J 20/20, 2001), заключающийся в пропускании очищаемого воздуха через химический поглотитель оксидов азота, представляющий собой механическую смесь двух сыпучих компонентов: углеродного сорбента с нанесенным на него карбонатом калия, поглощающим двуокись азота, и активного оксида алюминия с нанесенным на него перманганатом калия - окислителем NO до NO2.Closest to the proposed one is a method of purifying air from nitrogen oxides (RU 2171140, class B 01 J 20/20, 2001), which consists in passing purified air through a chemical absorber of nitrogen oxides, which is a mechanical mixture of two loose components: a carbon sorbent coated with on it potassium carbonate, absorbing nitrogen dioxide, and active alumina with potassium permanganate deposited on it - an oxidizer of NO to NO 2 .
Недостаток этого известного способа (прототипа) связан с тем, что на модифицированном карбонатом калия углеродном сорбенте наряду с реакцией химического связывания NO2 протекает реакция частичного восстановления NO2 до NO, поскольку, как уже упоминалось, при хемосорбции двуокиси азота основанием из трех молекул NO2 образуется одна молекула NO (А.И.Родионов, В.Н.Клушин, Н.Ф.Торочешников. Техника защиты окружающей среды, М., Химия, 1989, стр.136). В. результате фактически возникает необходимость окисления NO, не только поступающего в фильтрующий элемент извне, но и перманентно образующегося в фильтрующем слое. Очевидно, что с этой точки зрения использование смесевых композиций, в которых во всех точках фильтрующего слоя одновременно присутствуют компоненты как окисляющие NO, так и восстанавливающие NO2, является нерациональным, так как при этом протекают две конкурирующие реакции взаимно противоположной направленности на протяжении всей длины фильтрующего элемента от начала и вплоть до слоев на выходе из него, что приводит к снижению эффективности фильтра.The disadvantage of this known method (prototype) is that on the modified potassium carbonate carbon sorbent, in addition to the chemical binding of NO 2 , a partial reduction of NO 2 to NO occurs, since, as already mentioned, during chemisorption of nitrogen dioxide with a base of three NO 2 molecules one NO molecule is formed (A.I. Rodionov, V.N. Klushin, N.F. Torocheshnikov. Environmental engineering, M., Chemistry, 1989, p.136). C. the result, in fact, there is a need for oxidation of NO, not only entering the filter element from the outside, but also permanently forming in the filter layer. Obviously, from this point of view, the use of mixed compositions in which both oxidizing NO and reducing NO 2 components are simultaneously present at all points of the filter layer is irrational, since two competing reactions of mutually opposite directions occur over the entire length of the filter element from the beginning and down to the layers at the exit from it, which leads to a decrease in filter efficiency.
Задачей изобретения является создание простого и дешевого способа очистки воздуха от окислов азота, который позволит существенно повысить эффективность процесса и обеспечит практически любую высокую степень очистки воздуха, содержащего большие концентрации окислов азота, а также позволит увеличить ресурс работы сорбента, уменьшить его количество при неизменной эффективности и обеспечит возможность его регенерации.The objective of the invention is to provide a simple and cheap method of purifying air from nitrogen oxides, which will significantly increase the efficiency of the process and will provide almost any high degree of purification of air containing high concentrations of nitrogen oxides, and also will increase the life of the sorbent, reduce its amount with constant efficiency and will provide the possibility of its regeneration.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом очистки воздуха от оксидов азота, заключающимся в его пропускании через химический поглотитель оксидов азота, включающий два компонента: хемосорбент-основание, поглощающий диоксид азота, и сорбент-окислитель, окисляющий монооксид азота до диоксида, в котором, согласно изобретению очищаемый воздух пропускают через химический поглотитель оксидов азота, изготовленный в виде последовательности n пар слоев хемосорбента-основания и сорбента-окислителя, при этом исходная концентрация диоксида азота после прохождении всей последовательности n пар слоев падает в 3n раз, где n - общее число пар слоев: хемосорбент-основание+сорбент-окислитель и n>1.The solution to this problem is achieved by the proposed method of purifying air from nitrogen oxides, which consists in passing it through a chemical absorber of nitrogen oxides, which includes two components: a chemisorbent base that absorbs nitrogen dioxide, and a sorbent oxidizing agent, which oxidizes nitrogen monoxide to dioxide, in which, according to the invention the cleaned air is passed through a chemical absorber of nitrogen oxides, made in the form of a sequence of n pairs of layers of chemisorbent base and sorbent oxidizer, with the initial concentration After passing through the entire sequence of n pairs of layers, the nitrogen dioxide fraction decreases 3 n times, where n is the total number of pairs of layers: chemisorbent base + sorbent oxidizing agent and n> 1.
В качестве хемосорбента-основания можно использовать волокнистый материал ВИОН АН-1 в форме ОН- или зернистый анионит АВ-17 в форме ОН-.As the chemisorbent base, you can use the fibrous material VION AN-1 in the form of OH - or granular anion exchange resin AB-17 in the form of OH - .
В качестве сорбента-окислителя можно использовать волокнистый материал ВИОН АН-1 в форме MnO4 - или зернистый анионит АВ-17 в форме MnO4 -.As the sorbent oxidizing agent, you can use the fibrous material VION AN-1 in the form of MnO 4 - or granular anion exchange resin AB-17 in the form of MnO 4 - .
Для регенерации хемосорбент анионит можно обрабатывать 2% вес. раствором NaOH в воде.To regenerate the chemisorbent anion exchange resin, 2% by weight can be treated. NaOH solution in water.
Главным отличием предлагаемого способа от известного (прототипа) является формирование фильтрующего слоя химического поглотителя оксидов азота в виде последовательности пар слоев хемосорбента анионита в ОН--форме и окислителя.The main difference of the proposed method from the known (prototype) is the formation of a filter layer of a chemical absorber of nitrogen oxides in the form of a sequence of pairs of layers of chemisorbent anion exchange resin in an OH - form and an oxidizing agent.
В общих чертах процесс, протекающий в первом слое пары - в анионите, можно представить в виде:In general terms, the process taking place in the first layer of a pair — in anion exchange resin, can be represented as:
3NO2+2RCOON+...OH-→2RCOON+...NO3 -+NO+H2O3NO 2 + 2RCOON + ... OH - → 2RCOON + ... NO 3 - + NO + H 2 O
Как видно из этого уравнения, из трех молекул двуокиси азота в ходе хемосорбции образуется одна молекула NO.As can be seen from this equation, one molecule of NO is formed from three molecules of nitrogen dioxide during chemisorption.
В ходе последующей реакции окисления из одной молекулы NO образуется одна молекула NO2. Таким образом, после прохождения одной пары слоев анионит+окислитель концентрация NO2 падает в три раза. Очевидно, что после прохождения n последовательно расположенных пар таких слоев концентрация NO2 упадет в 3n раз. Например, при прохождении 4-х пар слоев степень очистки воздушного потока от NO2 составит 99%.During the subsequent oxidation reaction, one NO 2 molecule is formed from one NO molecule. Thus, after passing through one pair of anion exchange resin + oxidizer layers, the concentration of NO 2 drops three times. Obviously, after passing through n successively arranged pairs of such layers, the concentration of NO 2 will fall 3 n times. For example, with the passage of 4 pairs of layers, the degree of purification of the air flow from NO 2 will be 99%.
Правильность такого рассмотрения подтверждается результатами испытаний по очистке воздушного потока от окислов азота. В качестве примера в таблице приведена измеренная зависимость от скорости воздушного потока эффективности его очистки от двуокиси азота при прохождении одной пары слоев анионита ВИОН АН-1 в форме ОН- и окислителя. Испытания проводились при следующих условиях: масса фильтрующего материала 17 г, начальная концентрация диоксида азота 100 мг/м3, относительная влажность газо-воздушной смеси 60%.The correctness of this consideration is confirmed by the results of tests to clean the air stream from nitrogen oxides. As an example, the table shows the measured dependence on the air flow rate of the efficiency of its purification from nitrogen dioxide when passing through one pair of layers of VION AN-1 anion exchange resin in the form of OH - and an oxidizing agent. Tests were carried out under the following conditions: mass of filter material 17 g, initial concentration of nitrogen dioxide 100 mg / m 3 , relative humidity of the gas-air mixture 60%.
Зависимость эффективности очистки от скорости фильтрацииTable
Dependence of cleaning efficiency on filtration rate
Как видно из таблицы, эффективность фильтрации при скоростях до 10 см/сек соответствует теоретически определенной - 2/3. При больших скоростях эффективность, как и следовало ожидать, снижается. При повторном пропускании через фильтр концентрация окислов азота вновь уменьшается в три раза. Таким образом, помещая в фильтрующий элемент достаточное количество пар хемосорбент-окислитель можно добиться любой достаточно высокой степени очистки.As can be seen from the table, the filtration efficiency at speeds up to 10 cm / s corresponds to a theoretically determined - 2/3. At high speeds, efficiency is expected to decrease. Upon repeated passage through the filter, the concentration of nitrogen oxides again decreases three times. Thus, by placing a sufficient number of chemisorbent-oxidant pairs in the filter element, any sufficiently high degree of purification can be achieved.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119083/15A RU2259864C1 (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Method of removing nitrogen acids from air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119083/15A RU2259864C1 (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Method of removing nitrogen acids from air |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2259864C1 true RU2259864C1 (en) | 2005-09-10 |
Family
ID=35847788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004119083/15A RU2259864C1 (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Method of removing nitrogen acids from air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2259864C1 (en) |
-
2004
- 2004-06-24 RU RU2004119083/15A patent/RU2259864C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6096277A (en) | Pollutant removal from air in closed spaces | |
JP2022045928A (en) | Surface-modified carbon and sorbents for improved efficiency in removal of gaseous contaminants | |
JP3924322B2 (en) | Hazardous gas removal agent | |
EP0908230A2 (en) | Nitrogen dioxide absorbent and its use for purifying ventilation gas | |
US4116881A (en) | Gas-purifying composition and method of producing it | |
RU2259864C1 (en) | Method of removing nitrogen acids from air | |
JP2004524258A (en) | Ammonia oxidation method | |
JP2004188388A (en) | Filter for cleaning diesel exhaust gas and its production method | |
KR101321160B1 (en) | Adsorptive filter material | |
US4025603A (en) | Methods of purifying gas containing nitrogen oxide, and compositions used therefor | |
JP3321423B2 (en) | Exhaust gas purification method | |
JP2003275583A (en) | Nitrogen dioxide absorbent | |
RU2509599C1 (en) | Method of removing nitrogen oxides from air | |
JPH0523590A (en) | Catalyst for decomposing ozone | |
JP2002295241A (en) | Purification method of marine structure exhaust gas and purifying device | |
JP3582141B2 (en) | Nitrogen oxide removal method | |
JP2000153152A (en) | Catalyst for water treatment | |
JPH0699028A (en) | Filter for purifying gas | |
JP2000325780A (en) | Nitrogen oxide and/or sulfur oxide adsorbent | |
WO2010073350A1 (en) | Nox absorbent, method for production of the same, and method for removal of nox | |
JPH0429720A (en) | Treatment of gas | |
JPH04176335A (en) | Adsorption remover for nitrogen oxide and its manufacture | |
JP2001038200A (en) | Adsorbent for nitrogen oxide or the like, its production and method for removing nitrogen oxide or the like | |
JP3236031B2 (en) | Method for decomposing and removing nitrous oxide | |
JP2896912B2 (en) | Catalyst regeneration method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120625 |