RU2504425C1 - Flue gas cleaning - Google Patents
Flue gas cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504425C1 RU2504425C1 RU2012130203/05A RU2012130203A RU2504425C1 RU 2504425 C1 RU2504425 C1 RU 2504425C1 RU 2012130203/05 A RU2012130203/05 A RU 2012130203/05A RU 2012130203 A RU2012130203 A RU 2012130203A RU 2504425 C1 RU2504425 C1 RU 2504425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trifluoroacetic acid
- oxygen
- products
- pumping
- gases
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области комплексной очистки различных газообразных выбросов промышленных производств и может быть использовано, в частности, для улавливания токсичных газов, таких как NOx, SO2, CO, CO2 из дымовых газов.The invention relates to the field of complex purification of various gaseous emissions from industrial production and can be used, in particular, to capture toxic gases such as NO x , SO 2 , CO, CO 2 from flue gases.
Известны способы удаления оксидов серы, азота, углерода из отходящих дымовых газов путем введения их в контакт с окислителями в присутствии катализатора, либо путем использования основных реагентов (RU №2149679, 1995; №2100058, 1995; №2089287, 1995; RU №2211728, 2001; №2041737, 1995; ЕР №0393515, 1990, SU №521925, 1989; RU: №2199389, 2001; №2043146, 1995; №2080177, 1997; US №05155077, 1992; ЕР №0687495, RU №2007148935, 2009; 94020423, 1996).Known methods for the removal of sulfur oxides, nitrogen, carbon from the exhaust flue gases by contacting them with oxidizing agents in the presence of a catalyst, or by using basic reagents (RU No. 2149679, 1995; No. 2100058, 1995; No. 2089287, 1995; RU No. 2211728, 2001; No. 2041737, 1995; EP No. 0393515, 1990, SU No. 521925, 1989; RU: No. 2199389, 2001; No. 2043146, 1995; No. 2080177, 1997; US No. 05155077, 1992; EP No. 0687495, RU No. 2007148935, 2009; 94020423, 1996).
Основной недостаток указанных способов заключается в том, что они не являются комплексными, то есть их использование не приводит к эффективной очистке отходящих газов от смеси загрязнителей.The main disadvantage of these methods is that they are not complex, that is, their use does not lead to effective purification of exhaust gases from a mixture of pollutants.
Недостатками указанных способов являются также недостаточно высокая степень очистки отходящих газов, высокие эксплуатационные затраты при их реализации, а также возможность их реализации только при высоких концентрациях загрязнителей в отходящих газах.The disadvantages of these methods are also not a sufficiently high degree of purification of exhaust gases, high operating costs during their implementation, as well as the possibility of their implementation only at high concentrations of pollutants in the exhaust gases.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ очистки отходящих дымовых газов от токсичных оксидов, описанный в RU №2292939, 2005.Closest to the invention in technical essence is a method of purification of flue gases from toxic oxides described in RU No. 2292939, 2005.
Сущность данного способа заключается в следующем. Способ включает прокачку потока очищаемых газов через емкость, заполненную трифторуксусной кислотой, насыщенной кислородом, последующее ее отстаивание, отделение продуктов реакции в виде отстоя и утилизацию последних. В процессе очистки осуществляют постоянный контроль состава очищенных газов. При фиксировании проскока загрязнителей поток очищаемых газов направляют во вторую емкость, заполненную новой порцией трифторуксусной кислоты, насыщенной кислородом. Отработанную трифторуксусную кислоту регенерируют путем ее насыщения кислородом и направляют в рецикл. Результатом предварительного насыщения ТФК кислородом является образование сильного окислителя. Соответственно, при прокачивании отходящих газов загрязняющие их токсичные низшие оксиды серы, азота, углерода мгновенно окисляются в пероксосоединения с последующей перегруппировкой и образованием олигомеров - оксидов этих же элементов, но более высокой валентности. Изобретение позволяет осуществлять очистку отходящих газов от указанных газовых загрязнителей с эффективностью, близкой к 100%.The essence of this method is as follows. The method includes pumping a stream of purified gases through a container filled with trifluoroacetic acid saturated with oxygen, its subsequent sedimentation, separation of the reaction products in the form of sludge and utilization of the latter. During the cleaning process, the composition of the purified gases is constantly monitored. When fixing the leakage of pollutants, the stream of purified gases is sent to a second container filled with a new portion of trifluoroacetic acid saturated with oxygen. The spent trifluoroacetic acid is regenerated by saturation with oxygen and recycled. The pre-saturation of TFA with oxygen results in the formation of a strong oxidizing agent. Accordingly, when pumping off the exhaust gases, the toxic lower sulfur, nitrogen, and carbon oxides polluting them are instantly oxidized to peroxy compounds with subsequent rearrangement and the formation of oligomers - oxides of the same elements, but of higher valency. The invention allows the purification of exhaust gases from these gas pollutants with an efficiency close to 100%.
Недостатком данного способа является его недостаточная эффективность, обусловленная следующим. При проведении указанного способа наряду с продуктами окисления образуются эфиры трифторуксусной кислоты. Образование последних приводит к необходимости частой регенерации трифторуксусной кислоты, при которой указанные эфиры разрушаются. С образованием эфиров трифторуксусной кислоты связана также пониженная поглотительная способность реагента, сложность отделения побочных продуктов и сложность их утилизации вследствие необходимости проведения дополнительной стадии контактирования с водой для получения соответствующих кислот. Кроме того, способу свойственна высокая агрессивность среды, приводящая к необходимости соблюдения мер защиты при контакте с ней и к коррозии оборудования, связанной с проблемами экологического характера.The disadvantage of this method is its lack of effectiveness, due to the following. When carrying out this method, along with oxidation products, trifluoroacetic acid esters are formed. The formation of the latter leads to the need for frequent regeneration of trifluoroacetic acid, in which these esters are destroyed. The formation of trifluoroacetic acid esters is also associated with a reduced absorption capacity of the reagent, the difficulty of separating the by-products and the difficulty of their disposal due to the need for an additional step of contacting with water to obtain the corresponding acids. In addition, the method is characterized by a high aggressiveness of the environment, leading to the need to comply with protective measures in contact with it and to corrosion of equipment associated with environmental problems.
Задачей изобретения является повышение эффективности способа.The objective of the invention is to increase the efficiency of the method.
Поставленная задача достигается описываемым способом очистки дымовых газов, включающим прокачивание потока газов через емкость, заполненную 5,0-10,0 М водным раствором трифторуксусной кислоты, насыщенной кислородом, отделение образовавшихся побочных продуктов, утилизацию последних, регенерацию отработанного раствора трифторуксусной кислоты путем насыщения кислородом и рециркуляцию регенерированного раствора на прокачивание.The task is achieved by the described method of flue gas cleaning, including pumping a gas stream through a container filled with 5.0-10.0 M oxygenated trifluoroacetic acid aqueous solution, separating the by-products formed, disposing of the latter, regenerating the spent trifluoroacetic acid solution by saturation with oxygen and recirculation of the regenerated solution for pumping.
Технический результат заключается в создании способа, позволяющего проводить процесс очистки дымовых газов в менее агрессивной среде, увеличить поглотительную способность реакционной среды, снизить количество стадий регенерации, упростить процессы отделения и утилизации получаемых побочных продуктов.The technical result consists in creating a method that allows the process of purification of flue gases in a less aggressive environment, to increase the absorption capacity of the reaction medium, to reduce the number of stages of regeneration, to simplify the processes of separation and disposal of the resulting by-products.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Поток отходящих дымовых газов, содержащий в своем составе, в том числе, низшие оксиды серы, азота, углерода и диоксид углерода в любом сочетании и соотношении (далее - загрязнители), прокачивают через емкость, заполненную 5,0-10,0 М водным раствором трифторуксусной кислоты (далее - ТФК), насыщенной кислородом (далее ТФК-О2) при поддерживаемой технологически обусловленной температуре 10-25°С и атмосферном давлении.The flue gas stream containing in its composition, including lower oxides of sulfur, nitrogen, carbon and carbon dioxide in any combination and ratio (hereinafter referred to as pollutants), is pumped through a container filled with a 5.0-10.0 M aqueous solution trifluoroacetic acid (hereinafter - TFA) saturated with oxygen (hereinafter TFA-O 2 ) at a technologically supported temperature of 10-25 ° C and atmospheric pressure.
Результатом предварительного насыщения водного раствора ТФК кислородом является образование сильного окислителя. При прокачивании отходящих газов загрязняющие их токсичные газообразные оксиды серы, азота, углерода превращаются в высшие олигомеры (оксиды), а затем, в результате взаимодействия последних с водой, присутствующей непосредственно в реакционной среде - водном растворе ТФК, в соответствующие кислоты. Образование эфиров трифторуксусной кислоты в меньшей степени, чем в известном способе приводит к повышению поглотительной способности реакционной среды, снижению количества стадий регенераций, упрощению процесса отделения побочных продуктов, и, как следствие, упрощению процесса их утилизации за счет отсутствия необходимости очистки последних от указанных эфиров.The result of pre-saturation of the aqueous solution of TFA with oxygen is the formation of a strong oxidizing agent. When pumping off the exhaust gases, toxic gaseous oxides of sulfur, nitrogen, carbon polluting them turn into higher oligomers (oxides), and then, as a result of their interaction with water present directly in the reaction medium - an aqueous solution of TFA, into the corresponding acids. The formation of trifluoroacetic acid esters to a lesser extent than in the known method leads to an increase in the absorption capacity of the reaction medium, a decrease in the number of regeneration stages, a simplification of the process of separation of by-products, and, as a result, a simplification of the process of their utilization due to the absence of the need to purify the latter from these esters.
Насыщение 5,0-10,0 М водного раствора ТФК кислородом осуществляют любым известным способом, в том числе прокачкой через ее объем воздуха или газообразного кислорода.Saturation of a 5.0-10.0 M aqueous solution of TFA with oxygen is carried out by any known method, including pumping air or gaseous oxygen through its volume.
При прокачке отходящих дымовых газов загрязнители - низшие оксиды серы, азота, углерода и диоксид углерода через стадию образования оксидов превращаются в соответствующие кислоты. При этом образуются также эфиры трифторуксусной кислоты. Количество образующихся эфиров составляет незначительную величину и почти на 30% масс. ниже, чем в известном способе. Таким образом, поглотительная способность реакционной среды - 5,0-10,0 М водного раствора ТФК-О2 возрастает в несколько раз. При фиксировании сигнала о проскоке загрязнителя поток отходящих дымовых газов, подаваемых на очистку, направляют во вторую емкость, заполненную новой порцией 5,0-10,0 М водного раствора ТФК-О2. Отработанный водный раствор ТФК направляют на регенерацию, заключающуюся в насыщении водного раствора ТФК новой порцией кислорода. При регенерации указанные эфиры разрушаются. После регенерации 5,0-10,0 М водный раствор ТФК-О2 направляют на рецикл. Очищенный газовый поток выводят в атмосферу.When pumping exhaust flue gases, pollutants - lower oxides of sulfur, nitrogen, carbon and carbon dioxide through the stage of formation of oxides are converted into the corresponding acids. In this case, trifluoroacetic acid esters are also formed. The amount of esters formed is insignificant and almost 30% of the mass. lower than in the known method. Thus, the absorption capacity of the reaction medium - 5.0-10.0 M aqueous solution of TFK-O 2 increases several times. When fixing the signal about the breakthrough of the pollutant, the stream of exhaust flue gases supplied for cleaning is sent to a second tank filled with a new portion of 5.0-10.0 M aqueous solution of TFK-O 2 . The spent aqueous solution of TFA is sent for regeneration, which consists in saturating the aqueous solution of TFA with a new portion of oxygen. During regeneration, these esters are destroyed. After regeneration, a 5.0-10.0 M aqueous solution of TFA-O 2 is sent for recycling. The purified gas stream is vented to the atmosphere.
Продукты окисления подвергают разделению с отделением водного раствора ТФК, который возможно использовать в процессе очистки, и побочных продуктов окисления, преимущественно, в виде серной, азотной, щавелевой кислот без примесей, которые утилизируют по назначению.The oxidation products are subjected to separation with the separation of an aqueous solution of TFA, which can be used in the purification process, and by-products of oxidation, mainly in the form of sulfuric, nitric, oxalic acids without impurities, which are disposed of as intended.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие описываемый способ, но не ограничивающие его применение.Below are examples illustrating the described method, but not limiting its application.
Пример 1.Example 1
Очистку отходящих дымовых газов, содержащих, в том числе, по объему 10% CO2, 0,14% NO2, 0,09% СО, 0,03% SO2, проводят в лабораторных условиях при температуре 20°С и атмосферном давлении. 5,0 М водный раствор ТФК предварительно насыщают кислородом воздуха в течение 30 мин. Смоделированные газы прокачивают (барботируют) через 5,0 М водный раствор ТФК-О2 в течение 60 мин со скоростью 20 мл/мин. На выходе из системы состав газа на содержание окисляемых вредных соединений исследуют с помощью газоанализатора. Токсичные соединения обнаруживаются на выходе из реакционной емкости на 60-й минуте. При проведении известного способа, при использовании исходного дымового газа аналогичного состава, время проскока сернистых соединений составляет 30 мин. Таким образом, поглотительная способность реакционной среды возрастает в два раза. В начале проскока токсичных соединений подачу газов осуществляют во вторую емкость, содержащую 5,0 М водный раствор ТФК-О2. Водный раствор ТФК первой емкости, содержащий 3,5% масс. эфиров ТФК, подвергают регенерации кислородом воздуха до достижения максимального содержания кислорода в реакционной жидкости (в известном способе содержание эфиров составляет 35% масс.). Регенерированный раствор направляют на прокачивание. После пятикратного цикла пропускания очищаемых газов через емкость (пять регенераций) продукты окисления, содержащие 0,5% масс. эфиров трифторуксусной кислоты, подвергают разделению с отделением водного раствора ТФК, который возможно использовать в процессе, и побочных продуктов окисления, преимущественно, в виде серной, азотной, щавелевой кислот без примесей, которые утилизируют по назначению. Таким образом, содержание в продуктах окисления незначительного количества указанных эфиров позволяет упростить процессы отделения побочных продуктов и утилизации последних. В известном способе побочные продукты отделяют после десятикратного цикла. Количество стадий регенерации снижается в два раза. Степень очищения дымовых газов составляет, практически, 100% отн.Purification of flue gas containing, including, by volume, 10% CO 2 , 0.14% NO 2 , 0.09% CO, 0.03% SO 2 , is carried out in laboratory conditions at a temperature of 20 ° C and atmospheric pressure . A 5.0 M aqueous TFA solution is pre-saturated with atmospheric oxygen for 30 minutes. The simulated gases are pumped (sparged) through a 5.0 M aqueous solution of TFA-O 2 for 60 minutes at a rate of 20 ml / min. At the exit from the system, the gas composition for the content of oxidizable harmful compounds is investigated using a gas analyzer. Toxic compounds are detected at the exit of the reaction vessel at the 60th minute. When carrying out the known method, when using a source of flue gas of a similar composition, the breakthrough time of sulfur compounds is 30 minutes Thus, the absorption capacity of the reaction medium doubles. At the beginning of the breakthrough of toxic compounds, the supply of gases is carried out in a second container containing a 5.0 M aqueous solution of TFK-O 2 . An aqueous solution of TFK of the first capacity containing 3.5% of the mass. TFK esters are subjected to regeneration with atmospheric oxygen until the maximum oxygen content in the reaction liquid is reached (in the known method, the ester content is 35% by weight). The regenerated solution is sent for pumping. After a five-fold cycle of passing purified gases through the tank (five regenerations), oxidation products containing 0.5% of the mass. trifluoroacetic acid esters are subjected to separation with the separation of an aqueous solution of TFA, which can be used in the process, and by-products of oxidation, mainly in the form of sulfuric, nitric, oxalic acids without impurities, which are disposed of as intended. Thus, the content in the oxidation products of a small amount of these esters allows us to simplify the processes of separation of by-products and disposal of the latter. In the known method, by-products are separated after a ten-fold cycle. The number of stages of regeneration is reduced by half. The degree of purification of flue gases is almost 100% rel.
Пример 2.Example 2
Способ проводят аналогично примеру 1.The method is carried out analogously to example 1.
При этом используют 10,0 М водный раствор ТФК. Токсичные соединения обнаруживают на выходе из реакционной емкости на 70-й минуте. Побочные продукты окисления отделяют после четырехкратного цикла пропускания очищаемых газов через емкость. Содержание эфиров трифторуксусной кислоты в побочных продуктах после их отделения составляет 0,8% масс., количество регенераций уменьшается примерно в 2,5 раза. Степень очищения дымовых газов составляет, практически, 100% отн.In this case, a 10.0 M aqueous solution of TFA is used. Toxic compounds are detected at the outlet of the reaction vessel at the 70th minute. The oxidation by-products are separated after a four-cycle cycle of the purified gases passing through the tank. The content of trifluoroacetic acid esters in the by-products after their separation is 0.8% by weight, the amount of regeneration decreases by about 2.5 times. The degree of purification of flue gases is almost 100% rel.
Таким образом, описываемый способ позволяет полностью очищать отходящие газы в менее агрессивной среде, снизить количество стадий регенерации трифторуксусной кислоты, упростить процессы отделения и утилизации получаемых побочных продуктов.Thus, the described method allows you to completely clean the exhaust gases in a less aggressive environment, reduce the number of stages of regeneration of trifluoroacetic acid, simplify the processes of separation and disposal of the resulting by-products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130203/05A RU2504425C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Flue gas cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130203/05A RU2504425C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Flue gas cleaning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2504425C1 true RU2504425C1 (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=49947930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012130203/05A RU2504425C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Flue gas cleaning |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2504425C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676642C1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-01-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method of complex fluid gas cleaning |
| RU2802622C1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Method for cleaning flue gases from acidic components |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0124665B1 (en) * | 1983-05-05 | 1988-04-20 | Quinoderm Limited | Dermatological compositions |
| US5527517A (en) * | 1994-11-23 | 1996-06-18 | Philip Morris Incorporated | Liquid scrubbing of gas-phase contaminants |
| RU2073664C1 (en) * | 1990-10-11 | 1997-02-20 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Saturated linear polyfluorohydrocarbons, method of their synthesis (variants), composition for solid surface cleansing |
| RU2292939C1 (en) * | 2005-07-18 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Method of cleaning exhaust flue gases from toxic oxides |
-
2012
- 2012-07-17 RU RU2012130203/05A patent/RU2504425C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0124665B1 (en) * | 1983-05-05 | 1988-04-20 | Quinoderm Limited | Dermatological compositions |
| RU2073664C1 (en) * | 1990-10-11 | 1997-02-20 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Saturated linear polyfluorohydrocarbons, method of their synthesis (variants), composition for solid surface cleansing |
| US5527517A (en) * | 1994-11-23 | 1996-06-18 | Philip Morris Incorporated | Liquid scrubbing of gas-phase contaminants |
| RU2292939C1 (en) * | 2005-07-18 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Method of cleaning exhaust flue gases from toxic oxides |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676642C1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-01-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method of complex fluid gas cleaning |
| RU2802622C1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Method for cleaning flue gases from acidic components |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhu et al. | Simultaneous absorption of NO and SO2 into FeII–EDTA solution coupled with the FeII–EDTA regeneration catalyzed by activated carbon | |
| DK2782662T3 (en) | METHOD OF CATALYTIC REMOVAL OF CARBON Dioxide AND NOX FROM COMBUSTION GAS | |
| RU2015134367A (en) | METHOD FOR REMOVING POLLUTING SUBSTANCES FROM EXHAUST GASES | |
| CN102188882A (en) | Integrated method for simultaneously realizing denitrification, desulfurization and heavy metal removal from flue gas, and special equipment suitable for the method | |
| Yang et al. | Oxidation of nitric oxide in a two-stage chemical scrubber using dc corona discharge | |
| Zhao et al. | Impact of individual flue gas components on mercury oxidation over a V 2 O 5–MoO 3/TiO 2 catalyst | |
| EP1225967A1 (en) | A method for removing acidic gases from waste gas | |
| RU2504425C1 (en) | Flue gas cleaning | |
| RU2292939C1 (en) | Method of cleaning exhaust flue gases from toxic oxides | |
| EP2623178A1 (en) | A gas processing unit comprising a device for removing nitrogen oxides. | |
| RU2802622C1 (en) | Method for cleaning flue gases from acidic components | |
| US8491844B2 (en) | Scrubbing a gas containing nitrogen oxides | |
| JP6587095B2 (en) | Exhaust gas treatment method and treatment apparatus | |
| NL2031615B1 (en) | Absorption medium and method for carbon dioxide absorption from flue gas | |
| RU2759096C1 (en) | Method for cleaning from sulfur dioxide | |
| Ipek et al. | Simultaneous SO 2 Removal by Wastewater with NH 3 | |
| CN103203171A (en) | Technology for removing SO2 in smoke through recovery method | |
| CN208340465U (en) | A kind of air cleaning system | |
| CN211246021U (en) | Waste gas treatment device in spandex production process | |
| Kordylewski et al. | Influence of Oxidizing Reactor on Flue Gas Denitrification by Ozonation and Possibility of by-Product Separation | |
| AT8122U1 (en) | NOVEL WASHER FOR THE OXIDATIVE ELIMINATION OF AIR POLLUTANTS FROM INDUSTRIAL EXHAUST GASES | |
| RU2156653C2 (en) | Carbon monoxide and hydrocarbon oxidation catalyst | |
| Li et al. | Application of plasma technology in Hg0 removal from flue gas: Recent advances and future perspectives | |
| JP2024011008A (en) | Absorption solution for absorbing acidic compound from gaseous emission | |
| Zhang et al. | Investigation on Removal of NOx and SO2 From Flue Gas by Combined Ozone With Absorption and By-Product Treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180718 |