Файл: Кузнецов И.Е. Защита атмосферного воздуха от загрязнения.pdf

Наличие скачка роста степени разложения при t = 250° С объясняется тем, что при таких температурах, кроме ни­ трита, начинает разлагаться и нитрат аммония.

Преимущество этого метода состоит в том, что благо­ даря'низким температурам процесс взаимодействия аммиа­ ка и окислов азота протекает избирательно, без вовлече­ ния в реакцию кислорода, на что потребовалось бы вводить дополнительное количество газа-восстановителя. Этот про­ стой и дешевый метод очистки газов от окислов азота при­ меним для систем с большим объемом выбрасываемых газов и низким содержанием в них окислов азота. Эффек­ тивность метода снижается по мере снижения степени окис­ ленное™ окиси азота, так как реакция взаимодействия ам­

по сравнению с реакцией (31).

Разложение окислов азота жидкими вос­ становителями

Для ряда производств, выбрасывающих в атмосферу небольшие количества окислов азота, представ­ ляет интерес изучить процесс их разложения на нейтраль­ ные продукты- с помощью жидких восстановителей. С этой целью был исследован ряд соединений, обладающих силь­ ными восстановительными свойствами:

мочевина— (NH2 )2 CO,

тиосульфат (гипосульфит) натрия — Na 2 S 2 03, гидросульфит натрия — Na2 S2 04 , который в водных раство­ рах гидролизуется с образованием NaHSCb,

муравьиная кислота — С Н 2 0 2 , муравьиный альдегид — С Н 2 0 , щавелевая кислота — С 2 Н 2 0 4 ,

глюкоза — С 6 Н і 2 0 6 , двухлористое олово — SnCl2 .

Предполагается, что между восстановителями и окисью азота в растворе протекают следующие суммарные реак­ ции:

Изучали влияние на разложение окислов азота концент­ рации и природы водных растворов восстановителей, тем­ пературы и рН среды. Концентрация восстановителей из­ менялась в пределах 1—20%, температура—от 20 до 80°С, рН среды — от 2 до 12. Результаты исследований пред­ ставлены в табл. 4.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что с ро- •стом концентрации скорость реакции и 'абсорбционная ем­ кость для большинства растворов восстановителей возра­ стает. Особенно это заметно в области низких концентра­ ций восстановителей.

Максимальной абсорбционной скоростью обладают рас­ творы Na2S2 04 и SnCb. Их 20%-ные растворы при комнат­

ной температуре поглощают до 10 объемов NO, причем

раствор гидросульфита натрия лишь абсорбирует окись азота, в то время как SnCl2 восстанавливает ее до азота. На основании этих экспериментов было установлено, что из всех испытанных восстановителей только SnCl2 восста­ навливает N0 до N2, остальные растворы в разной степени сорбируют N0 .

В кислой среде абсорбционная активность всех раство­ ров, кроме SnCb, снижается. Подщелачивайте растворов до рН = 10—11 повышает их активность. Восстановление

новительные свойства SnCl2 полностью теряются. Повыше­ ние температуры благоприятно сказывается на процессе

Санитарная очистка газов в производстве щавелевой кислоты

Внедрение восстановительных методов очи­ стки газов от окислов азота рассмотрим на примере про­ изводства щавелевой кислоты.

Производство щавелевой кислоты основано на окисле­ нии сахара азотной кислотой:

та) на 1 т получаемой щавелевой кислоты. Специфичность отходящих газов производства щавелевой кислоты, содер­ жащих • 2,0 н-3,0% окислов азота и 10—15% кислорода, не позволяет применить к ним известные методы очистки, например, каталитические или щелочные. Последние эко­ номически невыгодны из-за низкой эффективности, громозд­ кости и необходимости строительства целого комплекса оборудования для переработки образующихся в процессе очистки щелоков в твердые соли.

В силу изложенных причин вопрос санитарной очистки газов в производстве щавелевой кислоты до последнего времени не имел положительного решения. Наши исследо­ вания показали, что для таких систем наиболее целесооб­ разно применять термические методы разложения окислов

азота, которые обеспечивают санитарную норму очистки отходящих газов, отличаются компактностью и низкой сто­ имостью.

Термическое разложение окислов азота основано на их свойстве восстанавливаться до молекулярного азота под действием высших температур.

2 N O = ± N 2 + 0 2

Результаты лабораторных исследований были положе­ ны в основу проектирования и работы пилотной установки по термическому разложению окислов азота. Установка •смонтирована и введена в эксплуатацию в цехе щавелевой кислоты Новомосковского а.нилино-красочного завода и предназначена для санитарной очистки газов в этом про­ изводстве.

терованного снаружи слоем изоляционного материала. Ре­ актор имеет горизонтальную секцию, предназначенную для сжигания газообразного топлива и вертикальную — для заполнения твердым восстановителем. Для утилизации теп­

ходил через ротаметр и поступал в реактор. Сюда же через форсунку подавались природный газ и необходимый для горения воздух. Вторичный воздух для горения природного газа поступал непосредственно в реактор. Концентрация окислов азота на входе в реактор и на выходе измерялась с помощью эвакуированных колб. При сгорании газа в первой зоне реактора температура достигала 1000—1200° С. При такой температуре осуществляется термическое раз­

ложение окислов азота по реакциям:

Продукты сгорания природного газа с остатками окис­ лов азота проходят теплообменник и через щели поступают во I I зону реактора, заполненную коксом. Здесь происхо­ дит восстановление остатков окислов азота:

Очищенный газ анализировали на содержание окислов аята, после чего выбрасывали в атмосферу. Установка обо-