RU2495708C2 - Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота - Google Patents
Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495708C2 RU2495708C2 RU2011148903/05A RU2011148903A RU2495708C2 RU 2495708 C2 RU2495708 C2 RU 2495708C2 RU 2011148903/05 A RU2011148903/05 A RU 2011148903/05A RU 2011148903 A RU2011148903 A RU 2011148903A RU 2495708 C2 RU2495708 C2 RU 2495708C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen oxides
- gas emissions
- purification
- cleaning
- carbon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области очистки газовых выбросов от оксидов азота (NOx). Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота основан на взаимодействии угля с оксидом азота при пропускании выбросных газов через слой нагретого активного угля. В способе используют активный уголь, характеризующийся динамической активностью по бензолу не менее 45 мин. Изобретение позволяет упростить термический способ обезвреживания газовых выбросов и исключить использование в способе катализаторов и газов-восстановителей. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области очистки промышленных газовых выбросов от оксидов азота (NOx) и может быть использовано для снижения выбросов оксидов азота в химической промышленности, теплоэнергетике, автотранспорте, а также в газовых выбросах технологических агрегатов различного назначения.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные производства. Одними из наиболее масштабных, опасных и токсичных загрязнителей воздуха выступают оксиды азота. Кроме того, оксиды азота способствуют образованию «кислотных дождей» и фотохимического смога.
Сокращения выбросов токсичных соединений можно достичь с одной стороны - совершенствованием технологических процессов, а с другой - разработкой способов их уничтожения или уменьшения их концентрации путем химической переработки в нетоксичные или малотоксичные соединения.
Известны способы термической и каталитической очистки отходящих газов от оксидов азота.
Известен высокотемпературный каталитический способ восстановления оксидов азота в нетоксичные или малотоксичные продукты. Восстановление оксидов азота в отходящих газах по этому способу производят путем их смешения с газом-восстановителем и сжигания образующейся смеси на катализаторе (Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Химия, 1989. - 512 с.). В качестве катализаторов используют металлы платиновой группы или более дешевые, но менее эффективные составы на основе соединений никеля, хрома, цинка, ванадия и других. Восстановителями являются метан, природный, коксовый или нефтяной газ, оксид углерода (СО) или водород.
Процессы высокотемпературного каталитического восстановления оксидов азота характеризуются высокой степенью их обезвреживания. Однако они имеют и ряд недостатков. Наиболее существенные из них - использование в больших количествах токсичных и взрывоопасных газов-восстановителей, необходимость очистки конвертированных газов от образующегося токсичного оксида углерода, содержание которого может составлять 0,1-0,15% и возможность очистки выбросов только с низким содержание газов (NOx до 0,5% и O2 до 4-5%).
Известен способ селективной каталитической очистки, основанный на восстановлении NOx аммиаком при температурах не выше 500°C на катализаторах, в состав которых входят оксиды переходных металлов: железа, меди, ванадия, хрома, никеля и др. (Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Химия, 1989. - 512 с.). Для достижения наибольшей степени очистки слой катализатора наносят на поверхность высокопористых ячеистых материалов, которые имеют высокую аэро- и гидропроницаемость и способны выдерживать высокие температуры и воздействие агрессивных сред. Так, например, известен термокаталитический способ очистки выбросов от оксидов азота (В.П. Лебедев, А.М. Макаров, В.Н. Басов. Термокаталитическая очистка выбросов от углеводородов и оксидов азота. Журнал «Экология и промышленность России», апрель 2009 г, С.14-15). Способ заключается в пропускании смеси газообразных выбросов содержащих оксиды азота и атмосферный воздух с газом восстановителем через высокопористый ячеистый никелевый катализатор при температуре 400-420°C. Глубина очистки выбросов при применении никелевого катализатора и аммиака в качестве восстановителя оксидов азота составила 97%. К недостаткам термокаталитических способов относятся необходимость использования значительных объемов катализатора, стоимость которого может достигать до 20-30% всех затрат на обезвреживание и сложность его изготовления. Кроме того, высокая токсичность самого аммиака, сравнимая с токсичностью NOx, делает его практически малопригодным для большинства промышленных объектов.
Наиболее близким к предлагаемому (прототип) является способ, основанный на разложении оксидов азота гетерогенными восстановителями (Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1989. С.171) В качестве последних могут быть использованы твердые углеродсодержащие материалы, такие как: уголь, кокс, графит. При термолизе образуются газообразные продукты: диоксид углерода и азот. В подобных процессах углеродсодержащий материал играет роль восстановителя, катализатора и носителя с высокопористой структурой. Температура процесса обезвреживания оксидов азота по этому способу составляет 500-1300°C. Однако разложение оксидов азота, особенно в начальном интервале указанной температурной области, происходит неполно. С увеличением температуры степень и скорость процесса возрастают: при 800°C степень восстановления NOx при использовании кокса может составлять 96%, а при 1000°C приближается к 100%.
Наряду с простотой и эффективностью описанный способ очистки газовых потоков от оксидов азота обладает некоторыми недостатками. Одним из них является высокая температура нагрева углерода необходимая для достижения приемлемой степени очистки, что может привести к появлению токсичного оксида углерода в продуктах очистки. Известно, что максимально возможный нагрев углерода в подобных процессах, например, согласно результатам полученным в работе (Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 176 с.) не может быть больше Тнагр≥927°C, поскольку в противном случае в продуктах реакции появляется токсичный оксид углерода.
Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности процесса очистки газовых выбросов от оксидов азота с помощью углеродного материала с одновременным сохранением его простоты и снижением рабочего интервала температур до значений, исключающих образование в продуктах очистки токсичного оксида углерода.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки газовых выбросов от оксидов азота, основанном на пропускании газов через слой нагретого углеродного материала используется углеродный материал с определенной адсорбционной активностью, динамичная активность которого составляет не менее 45 мин, причем в этом случае в дальнейшем возможно протекание самоподдерживающегося режима без дополнительного нагрева углеродного материала.
Традиционно активные угли весьма эффективно применяются в различных технологиях, где достижение конечного результата невозможно без процессов физической адсорбции. В этих процессах адсорбируемое соединение не подвергается химическому изменению, а сами адсорбционные процессы наиболее эффективно протекают при пониженных, нормальных температурах (Активные угли и их промышленное применение. Кинле X., Бадер Э. Пер. с нем. - Л.: Химия, 1984 - 216 с. ил.). Поэтому влияние адсорбционной активности углей на эффективность термического процесса очистки газовых выбросов от оксидов азота совершенно не очевидно.
Проверку эффективности очистки газовой смеси от оксидов азота производили следующим образом.
Испытуемый образец угля насыпали на слой кварцевой крошки, которая находилась в реакторе - кварцевой трубке. Реактор помещался в трубчатую электропечь, с помощью которой устанавливалась необходимая температура нагрева газовой смеси и угля. Оксиды азота смешивались с атмосферным воздухом и поступали снизу в реактор, затем проходили через нагретые до определенной температуры слои кварцевой крошки и угля, и, выходя из реактора, поступали в поглотительный раствор. Содержание оксидов азота в газовой смеси во всех экспериментах оставалось постоянным и составляло 10 об.%. Очищенная газовая смесь анализировалась на содержание диоксида углерода, после чего полученный результат сравнивался с теоретически возможным, и рассчитывалась степень очистки газов от оксидов азота. Полученные результаты приведены в таблице.
Степень очистки газовых смесей от оксидов азота | |||
Марка угля | Динамическая активность по бензолу, мин / удельная поверхность, м2/г | Температура нагрева, °C | Степень очистки, % |
Уголь (прототип) |
|
800 | 96 |
1000 | 100 | ||
БАУ-А |
|
201 | 22,65 |
400 | 35,22 | ||
505 | 40,62 | ||
АГ-3 |
|
410 | 50,5 |
605 | 96,0 | ||
790 | 99,2 | ||
СКТ-10 |
|
208 | 55,24 |
400 | 96,95 | ||
598 | 99,65 |
Результаты опытов подтвердили влияние адсорбционной активности углей на степень очистки газовых смесей от оксидов азота. Величина степени очистки газов от оксидов азота равная 96%, которая достигалась в прототипе при 800°C, при использовании активного угля с высокой адсорбционной способностью (СКТ-10) была достигнута уже при 400°C, а максимально возможная степень очистки (≈100%) в предлагаемом способе была достигнута при 600°C, в прототипе при 1000°C. Стоит отметить, что при температуре нагрева равной 500°C в нижней части образцов углей СКТ-10 и АГ-3 происходило их зажигание, и формировалась зона самоподдерживающегося процесса горения, в которую по мере выгорания нижних слоев горючего перемещались верхние слои, и так происходило до полного выгорания угля. В случае инициирования подобного самоподдерживающегося процесса специальный нагрев зоны реакции уже не требовался. Поэтому в подобных случаях нагрев реактора отключался.
Таким образом, была подтверждена возможность эффективного использования активных углей в термическом способе очистки газовых выбросов от оксидов азота.
Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота заключается в следующем.
В реактор загружается порция активного угля и включается нагрев реактора. Газовый поток предварительно подогревается до нужной температуры и направляется в реактор. Экспериментальным путем подбирается необходимая температура нагрева газов и реактора для формирования фронта самоподдерживающегося процесса горения угля, после чего нагрев прекращается. В случае низкого содержания оксидов азота в газовых выбросах для поддержания процесса горения угля возможен ввод атмосферного воздуха. Очищенная газовая смесь оценивается на наличие диоксида углерода и оксидов азота. Обезвреженные газы выбрасываются в атмосферу.
Claims (2)
1. Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота, основанный на пропускании через слой нагретого углеродного материала выбросных газов, отличающийся тем, что в качестве углеродного материала используют активный уголь с динамической активностью по бензолу не менее 45 мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие оксидов азота с активным углем протекает в самоподдерживающемся режиме без дополнительного нагрева.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148903/05A RU2495708C2 (ru) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148903/05A RU2495708C2 (ru) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011148903A RU2011148903A (ru) | 2013-06-10 |
RU2495708C2 true RU2495708C2 (ru) | 2013-10-20 |
Family
ID=48784447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011148903/05A RU2495708C2 (ru) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495708C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU274484A1 (ru) * | Способ определения адсорбционных свойств активных углей | |||
SU833482A1 (ru) * | 1979-09-06 | 1981-05-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красно-Го Знамени Институт Текстильной Илегкой Промышленности Им.C.M.Кирова | Способ очистки газов от окислов азота |
SU1119719A1 (ru) * | 1983-02-07 | 1984-10-23 | Предприятие П/Я Р-6601 | Способ очистки газов от оксидов азота |
RU2040312C1 (ru) * | 1993-07-30 | 1995-07-25 | Виктор Афанасьевич Граждан | Способ очистки дренажных газов от оксидов азота и устройство для его осуществления |
RU2056397C1 (ru) * | 1993-01-29 | 1996-03-20 | Николай Васильевич Петрухин | Способ очистки газов от паров азотнокислотных окислителей жидких ракетных топлив |
-
2011
- 2011-11-30 RU RU2011148903/05A patent/RU2495708C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU274484A1 (ru) * | Способ определения адсорбционных свойств активных углей | |||
SU833482A1 (ru) * | 1979-09-06 | 1981-05-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красно-Го Знамени Институт Текстильной Илегкой Промышленности Им.C.M.Кирова | Способ очистки газов от окислов азота |
SU1119719A1 (ru) * | 1983-02-07 | 1984-10-23 | Предприятие П/Я Р-6601 | Способ очистки газов от оксидов азота |
RU2056397C1 (ru) * | 1993-01-29 | 1996-03-20 | Николай Васильевич Петрухин | Способ очистки газов от паров азотнокислотных окислителей жидких ракетных топлив |
RU2040312C1 (ru) * | 1993-07-30 | 1995-07-25 | Виктор Афанасьевич Граждан | Способ очистки дренажных газов от оксидов азота и устройство для его осуществления |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
O.A. КАРАНДИНА и др. Сравнение сорбционной способности активированных углей, цеолитов и промышленных образцов оксида алюминия по отношению к оксиду азота в воздухе», Вестник МИТХТ, 2011, т.6, No.6, с.30-34. * |
O.A. КАРАНДИНА и др. Сравнение сорбционной способности активированных углей, цеолитов и промышленных образцов оксида алюминия по отношению к оксиду азота в воздухе», Вестник МИТХТ, 2011, т.6, №6, с.30-34. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011148903A (ru) | 2013-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Recent advances in simultaneous removal of SO2 and NOx from exhaust gases: Removal process, mechanism and kinetics | |
RU2675897C2 (ru) | Способы очистки потоков отходящих газов из способов сжигания отходов | |
KR101527028B1 (ko) | 활성화된 탄소 촉매 | |
US5087431A (en) | Catalytic decomposition of cyanuric acid and use of product to reduce nitrogen oxide emissions | |
JP5640120B1 (ja) | 流動層燃焼炉における多段反応による窒素酸化物及び亜酸化窒素の同時低減方法 | |
RU2495708C2 (ru) | Способ очистки газовых выбросов от оксидов азота | |
EP3875167A1 (en) | Improved nox removal method | |
KR100236882B1 (ko) | 일산화질소를 제거하기 위한 일산화질소와 이산화 황을 함유하는 가스의 정화방법 | |
Gervasini et al. | Catalytic technology assisted with ionization/ozonization phase for the abatement of volatile organic compounds | |
EP0875587B1 (en) | Iron or sintering process with reduced emissions of toxic gases | |
JPH06123406A (ja) | 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 | |
CN103157371A (zh) | 一种用煤焦减少氮氧化合物排放的方法 | |
JP3782971B2 (ja) | 化学的高温処理の廃ガス内のポリ塩化ジベンゾダイオキシン及び−フランの含量を減少させる方法 | |
NL8502935A (nl) | Werkwijze voor het behandelen van afgassen. | |
TWI653087B (zh) | 處理來自焚化過程之廢氣流的方法 | |
JPS6114405B2 (ru) | ||
GB2324789A (en) | Sintering iron ore | |
EP0510189A1 (en) | Conversion of formaldehyde and nitrogen to a gaseous product and use of gaseous product in reduction of nitrogen oxide in effluent gases | |
CZ302209B6 (cs) | Zpusob@rozkládání@organických@sloucenin@obsahujících@chlor@@které@jsou@obsaženy@ve@spalinách@@a@katalyzátor@pro@použití@pri@tomto@zpusobu | |
KR20200054245A (ko) | 코크스 오븐 연도 가스의 선택적 촉매 환원을 수행하기 위한 방법 | |
Ismagilov et al. | Environmental Issues in Kuznetsk Coal Basin. Scientific Approaches and Technologies to Reduce Environmental Pollution | |
Nevena et al. | Systems for flue gases treatment at the combustion of (agricultural) biomass | |
EP3049175A2 (en) | Methods for treating waste gas streams from incineration processes by addition of ozone | |
KR20070052389A (ko) | 폐수 및 하수를 이용한 질소산화물 저감용액제재 | |
WO1995024258A1 (fr) | Procede d'elimination d'oxyde azote |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141201 |