Очистка NOx в промышленных выбросах

реферат

3.1 Адсорбционные методы

Адсорбционные методы - одни из самых распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. Область применения современных адсорбентов в процессах очистки газов очень широка.

Основными промышленными адсорбентами являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты. Десорберы - вода, пар. Продукт десорбции - азотная кислота и концентрированные оксиды азота.

Активированный уголь (АУ) нейтрален как к полярным, так и к неполярным молекулам адсорбируемых соединений. Активированные угли обладают меньшей селективностью, чем другие адсорбенты и являются одними из немногих, пригодных для работы во влажных газовых потоках. Однако, при их контакте с оксидами азота возможны возгорания и даже взрывы. Также активированные угли характеризуются низкой механической прочностью.

Оксидные адсорбенты (ОА) обладают более высокой селективностью по отношению к полярным молекулам в силу собственного неоднородного распределения электрического потенциала. Их недостаток - снижение эффективности в присутствии влаги. К классу ОА относят селикагели, синтетические цеолиты, оксид алюминия.

Адсорбция молекул газообразного вещества на поверхности твердого адсорбента сопровождается выделением тепла, количество которого зависит от природы образующихся связей между молекулами адсорбируемого вещества и адсорбента. Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). В последнем случае теплота адсорбции значительно выше, чем в первом, что создает дополнительные проблемы перегрева адсорбента в ходе очистки газов и усложняет аппаратурное оформление процесса.

Для десорбции примесей применяют нагревание адсорбента, вакуумирование, продувку инертным газом, вытеснение примесей более легко адсорбирующимся веществом, например водяным паром. В последнее время особое внимание уделяется десорбции примесей путем вакуумирования. При вакуумировании системы и непрямом нагреве удается утилизировать выделяющиеся примеси.

Следует отметить, что с ростом температуры адсорбция уменьшается. На интенсивность также влияет пористость сорбента. Оптимальная пористость находится в пределах 0,4 - 0,8 нм.

Активно развивающиеся работы по адсорбционному улавливанию оксидов азота из отходящих газов в целом носят пока исследовательский характер. Развитие сорбционных процессов улавливания NОХ может дать возможность получать концентрированные оксиды азота из дымовых и технологических газов с последующим получением полезных продуктов. Однако применительно к дымовым газам данные о промышленном применении сорбционных способов в настоящее время практически неизвестны.

Хороший эффект дает применение молекулярных сит, то есть минералы с нитратами калия, натрия в структуре с пористостью, соизмеримой с размерами молекул (цеолиты), и их десорбция осуществляется продувкой горячим воздухом. В результате получается высококонцентрированный оксид азота, из которого получают 60%-ную азотную кислоту.

Американской фирмой Юнион Карбайд разработан процесс очистки отходящих газов от оксидов азота на молекулярных ситах, получивший название Пуре Сив. Очищаемые отходящие газы содержат 3500 см3/м3 NОХ, 6000 см3/м3 паров воды, 3 % О2. Процесс каталитического окисления NО в NO2 осуществляется на молекулярных ситах при 10 атм с последующей адсорбцией NО2. Система состоит из двух слоев адсорбента: один - адсорбирует, другой - регенерируется. Процесс позволяет снизить NОХ в отходящих газах до концентрации 10 см3/м3 и увеличить выход НNО3 на 2,5 %.

Адсорбционная способность молекулярных сит сохраняется достаточно долго, а как катализатор окисления они служат более двух лет.

Главный минус адсорбционных методов - большие капитальные затраты, габаритность и трудность сбыта получаемых продуктов. А также цикличность процесса (адсорбция, десорбция); необходимость проведения регенерации при высоких температурах с последующей утилизацией оксидов азота; поглощение адсорбентами не только оксидов азота, но и других примесей, включая влагу.

Преимущества адсорбционных методов перед абсорбционными - компактность и простота конструкции аппаратуры, отсутствие сточных вод.

Делись добром ;)