TW200835546A - Method for purifying nitrous gas containing waste gas - Google Patents

Description

200835546 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於申請專利範圍第1項引文的一種將含亞硝 氣體的廢氣淨化的方法。 【先前技術】 為了將亞硝（nitr〇S )氣體從廢氣除去，習知技術係用 乳化式、中和式及還原式方法。氧化式方法使用或 冊〇3當作氧化劑。比〇2係在鹼性清洗溶液中使用，且將 Ν〇氧化成N〇2 ’ N〇2溶解並與〇H-離子中和： NO+ H202 —N2+ H20 此反應主要在氣相中進行，因為N〇幾乎不溶於水。 而N〇2則有很好的水溶性且在水中歧化 (disproportionieren ): 2N02(aq)+ H20 —N02~ + n〇3- + 2H + 利用N〇2之自動氧化，（N〇2—係隨N〇3—產生者）， 也再依下式形成NO : 3N02- + 2H+ —2NO+N〇3- + H2〇 NO從浴液跑出，因為它不溶於水。因此一部分的Ν' ’谷在水裡使3 0%的氮呈NO再放出。這點需要N〇重新氧 化，如此使總駐留時間延長。此外該方法由於使用H2〇2故 报昂貴。由於駐留時間久（可多達2〇秒的程度），該清 洗過程進行很費時。此外，為此需要大型設備。 在氧化式方法也有利用吸收並在硝酸溶液中氧化而從 5 200835546 NOx廢氧得到HNO3。由於在硝酸溶液上N〇x之剩餘蒸氣 壓高，故不可能有高吸收程度。此外需要一第二步驟以限 制酸排放。此外，並非所有使用者會考慮或能夠製造及利 用硝酸溶液。 在簡單的中和的場合，該在可用的駐留時間中可氧化 的NO用空氣的氧氣氧化成NR，並與該亞硝氣體Ν〇χ之 呈Ν〇2形式存在的部分一齊被吸收在鹼溶液中： 2N02(aq)+ H2〇~>N02~ + N03~ + 2H + 2H+ + 20H—a2H20 在此中和方法的缺點為：為ph值改變時，該亞硝氣 體會再游離出來。此外利用上述將硝酸鹽n〇3的自動氧化， 整體效率有限。 還原丨生方法可在氣相或液相中進行。在氣相中進行時，

使用選擇性（SCR-選擇性催化還原）及非選擇性（mcR 非延擇性催化反應）的催化劑。在選擇性催化劑的場合， 该清洗過程如下進行： 3NO+ 2ΝΗ3 —2·5Ν2+ 3H2〇 3Ν02+ 4ΝΗ3 —3·5Ν2+ 6H2〇 當使用非擇性催化劑時，還原係、利用h2、叫或co。 這種程序用在煙氣，因為須在高温工作。 且在液相中可將亞硝氣體Ν0χ還原。為此使用—些化 學品’如硫化物、亞硫酸鹽、亞硫酸氫冑（也可呈氣體方 式加入S〇2)或硫化硫酸鹽。 200835546 【發明内容】

地、省時地且仍可靠地從廢氣除去。

範圍第1項的特徵。

對應地廉價地貫施。這此 i係廉價的成分，因此該清洗程序可 這些成分往往甚至呈操作的廢料產物 形式，因此它們可有利地用於本發明的方法。 本發明其他特點見於其他申請專利範圍各項、說明書 及圖式。 本發明茲利用一圖式中所示的實施例詳細說明。 【實施方式】 亞硝氣體在廢氣中構成有害氣體，它們不但污染環境， 而且有害健康。亞硝氣體一般由N0及N〇2的混合物構成。 亞硝虱體可利用一含銨鹽的溶液從廢氣可靠地除去。為此 將含有亞硝氣體的廢氣導經該溶液，其中該清洗過程依下 式進行： 3N〇2+ 4NH4-^3.5N2+ 6H20+ 4H + 因此’此清洗過程的反應產物為氮。由於此反應在酸 性靶圍進行，故依此式產生其他的酸。但沒有其他的廢料 產物須作廢棄處理。 200835546 ^清洗過程可在一般設備（它們用作將氣體清洗）中進 订。这些接觸設備的例子有具有一種傾注料床或固體充填 料、氣泡柱及類似物的Γ清洗段塔」。 圖1的例子顯示具一容器（1)的此種清洗器，該容器中 有α洗液（2)。至少一管路（3)開口到該容器（1)中，含亞確 氣體的廢氣⑷經管路(3)供應。管路(3)-直通到容器⑴的 底（5)。管路（3)宜沿容器的壁（6)的内側隔小小距離延伸， ，且大約在底（5)中央處有一分配喷嘴（7)，所要清洗的氣體由 該分配喷嘴向上出流進入清洗液（2)中。廢氣（4)中所含的亞 硝氣台依上述式子在清洗液（2)中被捕集，且依上反應變成 氮。清洗過的廢氣向上流經至少一出口管路（8)，該出口管 路設在清洗液面上方在容器（1)上緣附近。 清洗液（2)由水構成，銨鹽（例如硫酸氨或硫酸氫銨） 溶在水中。但也可將氨氣溶在水中，每公斤Ν〇2氣體需要 0.4Kg。如果使用硫酸氫銨Nh4hs〇4，則每lKg Ν02使用 3.3 4Kg NH^HSO4對40升水。利用這種清洗液可將至少 ^ 100m2的亞硝氣體ΝΟχ的廢氣（濃度8000 mg/m2 )清洗。 各依氣體（4)中的亞硝氣體濃度而定，上述之清洗液量也足 夠清洗較大的體積。當濃度例如800 mg/m3時，可將l〇〇〇m3 廢氣清化。如果連續將水溶液取代，則舉例而言，對於5〇〇〇 m3/小時的廢氣體積流（濃度8〇〇 mg/m3 )需要供應13.4Kg NH4HS04 (在160升的水中），以及將相等量的廢水導離。 如果廢氣（4)中亞硝氣體濃度較高，則使用較大量的清 洗液以及對應地加入銨鹽。在一典型情形中，對於3000 m3/n 8 200835546 廢氣（它含10 Kg N02/h的亞硝窬舻、 月軋體），需要33 Kg/h的 NH4HS04 (在400升/小時的水中）。 該氣態或液態胺定量供應的作業宜藉測量該流過出口 管路⑻的淨化過的廢氣中的廢氣的N〇2濃度達成，如果淨 化過的廢氣中的濃度超過一容許佶 千值或5周整值時，則將銨鹽 溶液或氨氣定量供應。這點宜自動造 一 丑曰動違成，如此可毫無問題 地將廢氣清洗。

圖2顯示在進人清洗液⑺前供應氨氣（9)到廢氣的可能 方式。氨氣（9)經一管路（1〇)供廡，# & 1凡、應邊官路開口到廢氣管路（3) 中。如果氨氣舉例*言，為另_廢氣，它在與該含亞硝氣 體⑷的廢氣⑷相同的操作中發生，則此實施例很有利。如 此’可在操作中可將呈氨氣形式的廢氣抽出來以除去廢氣⑷ 中的亞石肖氣體。 上述清洗液（2)在較工廠往往呈廢棄溶液形式發生。由 於它們二次使用當作清洗溶液，使它們變成傳統清洗方法 外的另一種廉價的選擇方式。 、上述將亞石肖氣體從廢氣除去的清洗過程在製造太陽電 (特別疋光伏打電池）時很有利。在這類太陽電池工廠 中，大多只需將ΝΟχ排放物作5〇〜8〇%的減量。這種減量 可用上述方法可靠地達到。比其中和清洗器，上述方法更 有力且更有效得多。 為了要能將亞硝氣體可靠地從廢氣⑷除去，故在容器 t足夠體體積。所要淨化的廢氣⑷以—種適當壓 速度V入π洗液（2)中，以確保氣體駐留時間足夠使亞 200835546 硝氣體除去。如此可確保廢氣中含的N〇氧化成N〇2: NO+ 〇·5〇2 —N02 此反應自發性地進入氣相中，且不須特別引發。 此β洗方法可在約5它〜約4(rc的溫度範圍進行。當 =度較高時，廢氣的淨化比在較低溫度更有效。在清洗： 耘日寸’宜將清洗液（2)循環，以使廢氣⑷作最佳淨化。要作 循環，係將清洗液⑺以高達約3巴的壓力放入容器⑴中。 f銨鹽的漢度可達約5%莫耳NH4+/每升溶液。 所要淨化的廢氣的溫度可為約代〜約·。c。在此， 廢氣可在高達約3巴的壓力酋 .^ 下V入4洗液（2)中。廢氣（4)可 & 夕達約 1000 mg/m3 的 ^ ^ ^ ^ ，N〇x氧體，清洗液（2)所用的水宜 為中性。淨化程序、液體蠻 殿文S义性，換言之pH值小於7。由 於銨鹽與廢氣（4)中的亞硝氣 田 乳體反應，產生酸使水的Ph值 降低。要達清洗功能，並不需中和。 事實顯示，每Kg的Nn ^ g 0 N〇2約需〇.4Kg的銨。 ί 用於淨化廢氣（4)所用的渣、、*、六々士 / ϋ作而定，它可呈廢料溶液形^先液成本很南’各依工業操 結構很簡單。 χ㈣之清洗設備可設計成 上述方法也可很出色地 ψ ο ^ ^ ^ 用於較小空氣體積的淨化作 菜 4種小1廢氣，舉例而古 — (Nassbank)發生者。對於 ，、矽蝕刻的濕儲倉 使用。 、乂種應用情形該方法可出色地 當使用（nh4)2s〇4溶液時，者 加，淨化的活性也增加。這田p十生時隨淨化時間增 、、的原因係由於清洗液（2)隨淨 10 200835546 化時間增加變得更酸，因為受到淨化程序產生的N〇2影響， pH值向較低的值移動。在酸性範圍，在清洗過程時反靡速 度加快。 由於作清洗過程，需有足夠體積的液體，故宜使用氣 泡柱型的裝置當作清洗裝置。這種設備係習知者，且就其 結構方面不需詳述。 也可使用具有充填體的空氣清洗器，所謂的滌氣器 (Scrubber)。這種空氣清洗器的特點為尺寸小，因此它 們可有利地用於廢氣體積大的地方。 當使用硫酸銨時有一好處，即它很廉價，且可比習用 的H2〇2更較廉價地獲得。使用硫酸銨另一好處為，它可呈 二自銨刮抹器的廢水形式產生’I當作清洗液用以將亞硝 氣體從廢氣除去。 【圖式簡單說明】 圖1係-實施本發明的方法的裝置的第—實施例的示 思·圃 ， i圖圖2係一實施本發明的方法的裝置的第二實施例的示 【主要元件符號說明】 0) 容器 (2) 清洗液 (3) 管路 200835546 (4) 廢氣 (5) 底 (6) 壁 ⑺ 分配喷嘴 (8) 出口管路 (9) 氨前 (10) 管路

Claims (1)

1. 200835546 十、申請專利範面： 1 · 一種將含亞硝氣體的廢氣 ^祝/尹化的方法，JL φ命麻盏 被導經一清洗溶液，該清洗溶 ^ 蝴用Y $八成 /有一逛原性成分，亞硝氣 月豆用该成分逛原成鼠，其特徵在· 使用銨離子（NH4 + )當作還 分。 疋原忒亞硝虱體（NOx)的成 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該清洗溶液由水和硫酸録〔⑽4)2S〇4〕構成。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中： 使用氣氣以將亞硝氣體（N〇 )還原 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中： 在導入清洗溶液（2)中之前將贫与 于Θ虱瑕i 一齊加到廢氣（4)。 5·如申請專利範圍第工或第2 J 乂弟2項之方法，其中·· 該清洗過程依以下式子進行： 、 3N〇2+ 4NH4->3.5N2+ 6H2〇+ 4H + 6·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該清洗溶液（2)的溫度在約5。。〜約 、 i 約40 C範圍。 7·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 升 該清洗溶液（2)含有多可達5%莫耳錢離子师4+)/ 8 ·如申請專利範圍第1或第2項 只 < 方法，其中： 該清洗溶液（2)在清洗過程時作循環。 9 ·如申請專利範圍第1或第2項夕士 ^ 只之方法，其中： 該廢氣（4)在約〇°C〜約2〇〇〇c L的溫度範圍供應到該清 13 200835546 洗溶液（2)。 1 0 .如申請專利範圍第1或第2 該廢氣（4)在約0巴〜約3巴之間 1 1 .如申請專利範圍第1或第2 該廢氣（4)含有多可達約10000 (NOx) 〇 1 2 .如申請專利範圍第1或第2 該清洗作業以連續方式做。 十一、圖式： 如次頁。 項之方法，其中： 的壓力下供應。 項之方法，其中： mg/m3的亞蛾氣體 項之方法，其中： 14